Нивелирование 1 Виды нивелирования Геометрическое нивелирование

Нивелирование.

1. Виды нивелирования. ► Геометрическое нивелирование : ► Нивелирование горизонтальным лучом;

► Нивелирование наклонным лучом, или тригонометрическое нивелирование.

► Стереофотограмметрическое нивелирование, основано на измерении стереофотограмметрических изображений земной поверхности и топографических элементов(например, зданий). ► Аэрокосмическое нивелирование – определение относительных и абсолютных высот путём измерения расстояния от летательного аппарата до определяемой точки местности, наиболее перспективным является – спутниковое позиционирование.

2. Инструменты для нивелирования. ► ► ► В комплект инструментов для нивелирования входят: нивелир, нивелирные рейки, штатив. Нивелиры: По способу установки визирной оси в горизонтальном положении различают нивелиры двух типов: с уровнем при трубе(1 тип) с самоустанавливающейся линией визирования(2 тип).

► Нивелирные рейки: ► Составной частью комплекта для нивелирования является нивелирная рейка. Обычно в комплект входят 2 рейки (пара реек – рейки одинаково оцифрованные и имеющие одинаковую разность пяток). ► Рейки бывают: цельные, складные и телескопические.

► Штативы: ► Штативы для нивелирования такие же, как для теодолитов, бывают раздвижные (ШР) из дерева или антимагнитных сплавов и нераздвижные (ШН) из дерева. Головки и башмачки ножек деревянных штативов изготавливаются из металла.

3. Поверки нивелиров. Нивелир, штатив и рейки (нивелирный комплект) перед началом работы должны быть поверены и отъюстированы (исправлены). ► При получения нивелира необходимо убедиться в наличии всех его частей и их технической исправности, принадлежностей согласно комплектованной ведомости, указанной в паспорте прибора. ► Поверки нивелиров и юстировки производятся в такой последовательности: ► 1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. ► 2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к оси вращения нивелира ►

► 3 а. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

► 3 б. Визирная линия зрительной трубы должна быть горизонтальной и располагаться в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось трубы.

► 4. Поверка реек (для реек, имеющих установочные уровни, проверяют, чтобы ось круглого уровня была параллельна оси рейки: ось рейки – линия проходящая через середины её концов).

4. Нивелирование. ► Поверки и юстировки нивелиров производятся с определённой погрешностью. Критерием, определяющим необходимую точность юстировки, является допустимая погрешность измерения единичного превышения или точность взятия отсчёта.

Анализ источников погрешностей нивелирования. ► 1. Погрешность установки визирной оси (линии) зрительной трубки в горизонтальное положение. ► 2. Погрешность от негоризонтальности визирной оси (погрешность от несоблюдения главного условия – параллельности визирной оси и оси уровня нивелира). ►

► 3. Погрешность, вызванная перефокусированием зрительной трубы. ► 4. Погрешность от наклона рейки. ► 5. Влияние вертикальной рефракции и кривизны Земли. ► Средством уменьшения этих погрешностей являются: ► регулярное и тщательно проведение поверок и юстировок; ► равенство плеч при нивелировании из середины; ► вертикальное положение реек; ► постоянный контроль горизонтальности визирной оси(линии)

► Способы нивелирования. ► Станция (штатив) – установка нивелира с целью определения превышения между точками. ► Точка, относительно которой определяется превышение, называется задней. Точкой, превышение которой определяется, называется передней. Расстояние от нивелира до рейки называется плечом.

► ► ► ► ► Нивелирование из середины. 1. Точка А и В (рис) местности закрепляют кольями. 2. Нивелир на штативе устанавливают посередине между точками (не обязательно в створе). 3. Привеодят нивелир в рабочее положение: действуя установочными винтами подставки, производят грубую установку нивелира по круглому уровню. 4. Наводят трубу на заднюю по ходу нивелирования рейку и фокусируют сетку нитей и изображение рейки в поле зрения. 5. У нивелиров с уровнем при трубе приводят визирную ось в горизонтальное положение. 6. Берут отсчёт по рейке по средней горизонтальной нити. 7. Наводят трубу нивелира на переднюю рейку. Проводят действия, указанные в п. п. 4, 5, 6. Разность отсчётов по задней (З) и передней (П) рейкам будет искомая величина превышения: h=З-П. Если известна абсолютная или условная высота задней точки H 3 можно вычислить абсолютную или условную высоту передней точки: Hn=H 3 -h.

Нивелирование способом вперёд(назад). ► Нивелир устанавливают над задней точкой, приводят его в рабочее положение, измеряют высоту i инструмента (от колышка до центра поля зрения) и производят отсчёт по рейке, установленной над передней точкой. В этом случае (рис) высота нивелира над точкой заменяет один из отсчётов по рейке; h=i-Hв ►

► ► ► Для контроля нивелирования существуют следующие приёмы: измерение превышений при двух горизонтах инструмента (т. е. после первого определения превышения изменяют высоту инструмента на 10 -15 см); измерение превышений по разным сторонам двусторонней рейки. Кроме того, для контроля и повышения точности нивелирования нивелирные ходы могут прокладываться в прямом и обратном направлениях. При работе с двусторонними рейками для измерения превышения последовательно выполняют следующие операции: установка реек на точки; установка нивелира и приведение его в рабочее положение; отсчёт по чёрной стороне задней рейки; отсчёт по чёрной стороне передней рейки; отсчёт по красной стороне задней рейки. Образец записи и вычислений при нивелировании по двусторонним рейкам приведёт в таб. журнала технического нивелирования.

► Журнал технического нивелирования.

► Цифры в скобках означают порядок номера записей и вычислений. ► Записав отсчёты по черным и красным сторонам реек (1, 2, 3, 4), вычисляют разности пяток (5 и 6). Далее вычисляют превышения (7 и 8).

5. Современное состояние техники для нивелирования. ► Оптико-механические нивелиры. ► Современные оптико-механические нивелиры, сохраняя традиционные принципы измерения превышений, существенно улучшили конструктивное оформление в сторону автоматизации процесса измерений, хранения информации и последующей обработки. Первенствуют здесь зарубежные приборы. На рис приведён, в качестве примера, нивелир Nikon.

Автоматические цифровые нивелиры. ► Существенным прогрессом в области автоматизации процесса нивелирования является появление цифровых автоматических нивелиров. ► Цифровой нивелир - электронный нивелир с автоматической регистрацией результатов измерений – одним нажатием клавиши можно автоматически определить точную высоту точки и расстояние до точки. Принцип измерения основан на цифровой обработке изображений и обеспечивает высокую надёжность и эффективность. ►

Список литературы, использованный при составлении курса лекций: ► 1. Курс инженерной геодезии. Под ред. В. Е. Новака. М. , Недра, 1989 г. ► 2. Лабараторный практикум по инженерной геодезии. М. , Недра, 1990 г. ► 3. Д. А. Кулешов, Г. Е. Стрельников. Инженерная геодезия для строителей. Недра, М. 1990 г. с-256. ► 4. Б. Д. Федоров. Геодезия. Высшая школа, М. 1969 г. с312. ► 5. В. И. Федоров, П. И. Шилов. Инженерная геодезия. Недра, М. 1982 г. , с-357. ► 6. Н. П. Булгаков, Е. М. Рывина, Г. А. Федотов. Прикладная геодезия. Недра, М. 1990 г. , с-416. ► 7. М. А. Кардаев, В. А. Величко, Г. Е. Мепуриашвили. Геодезия в дорожном строительстве. Недра, М. 1972 г. , с-143. ► 8. Ю. А. Федоров. Геодезия с основами инженерной графики. Гидрометеоиздат, С. -Петербург, 1995 г. , с-447. ►