|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
КОЧЕТОВА ЭЛЕОНОРА ФЕДОРОВНА 8 страницаЕсли относительная погрешность между двумя измерениями не превышает допустимой , то окончательно принимают в качестве искомого результата среднее значение .
В β 1 β2
река х С1 γ1 α 1 α 2 С2 в1 γ 2 А в2
Рис. 54 9. Нивелирование и его виды Нивелирование – это такой вид геодезических работ, при котором определяют абсолютные или условные высоты точек, либо превышения между точками. Если высоты точек определяют относительно уровня Балтийского моря (нуля Кронштадского футштока – рейки с делениями на водомерном посту), высоты называют абсолютными (рис. 55), а систему высот Балтийской. В случае, когда за уровенную принимают какую – либо произвольную поверхность, высоты называют условными.
В
hАВ А
НВ НА
Уровенная поверхность (уровень Балтийского моря)
Рис. 55 НА, НВ – абсолютные отметки точек А и В. Абсолютной отметкой точки называется численное значение ее высоты. h – превышение точки В над точкой А. h = НВ – НА. Превышение может быть со знаком «+» (В выше А) и «-» (В ниже А). Существует несколько видов нивелирования: 1. Геометрическое (при помощи горизонтального луча визирования). 2. Тригонометрическое (при помощи наклонного луча визирования). 3. Физическое: барометрическое, гидростатическое. 4. Механическое. 5. Азрорадиогеодезическое. 6. Стереофотограмметрическое. Барометрическое нивелирование выполняется путем измерения барометрами – анероидами давления в точках на физической поверхности Земли, между которыми измеряют превышение. Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах (в сообщающихся сосудах уровень жидкости одинаков).
9.1. Сущность и способы геометрического нивелирования Для выполнения геометрического нивелирования необходимо наличие горизонтального луча визирования и отсчетной шкалы. Горизонтальный луч визирования формирует в пространстве специальный геодезический прибор – нивелир. Рейка представляет собой деревянную планку с делениями. Рейки изготавливают односторонние и двухсторонние. Последние имеют черную сторону – основную, оцифрованную от 0 мм и красную – контрольную, обычно оцифрованную от 4687 мм или 4700 мм (рис. 59, а, б, в). Разность отсчетов по красной и черной сторонам рейки называется пяткой рейки, которая должна быть постоянна во время измерений (контроль взятия отсчетов). В зависимости от точности нивелирования применяют штриховые рейки с инварной полосой и круглым уровнем, односторонние, имеющие основную и дополнительную шкалы и шашечные рейки. Комплект штриховых реек состоит из двух трехметровых реек (по 6 кг каждая) и подвесной реечки длиной 1,2 метра. Шашечные рейки изготавливают длиной от 1,5 до 4 – х метров, они бывают складные и нескладные (рис. 59,д). Каждое деление рейки, затененное и белое равно 10 мм, они образуют дециметровые деления, подписанные на рейке. Для нивелирования кроме нивелира и реек используют металлический «башмак» с целью временного закрепления точки для установки рейки. Различают два способа геометрического нивелирования в зависимости от места установки нивелира: «из середины» (рис. 56) и «вперед» (рис. 57). Расстояние от нивелира до рейки называется длиной визирного луча или «плечом». задняя рейка передняя рейка
в а с В h А +20 ГИ
НА Н+20 НВ
Уровенная поверхность океана Рис. 56
в В
i h А
ГИ НА НВ
Рис. 57
Точка А – исходная, с нее начинают измерения на станции нивелирования, ее называют задней, точка В – определяемая, ее называют передней. Одна установка нивелира называется станцией. Н – отметка точки, h – превышение. h = задний отсчет – передний отсчет. По отметке точки А – НА и превышению можно вычислить отметку НВ точки В двумя способами: 1. При помощи превышения НВ = НА + h. 2. Через горизонт инструмента. Выразим h через (а – в) НВ = НА + а – в. Обозначим ГИ = НА + а, тогда НВ = ГИ – в. Горизонт инструмента (ГИ) – высота визирного луча над исходной уровенной поверхностью. На данной станции он равен отметке точки плюс отсчет по рейке, установленной в этой точке. По сложности нивелирование делят на простое и сложное или последовательное. Простое нивелирование выполняется с одной установки нивелира. Сложное – путем нескольких установок, образующих нивелирный ход (высотный). Оно применяется при определении превышений между точками, расположенными на большом расстоянии друг от друга или намного отличающимися по высоте.
в4 В а3 в3 а4 в2 h4 h3 а2 в1 h2 h а1
h1 НХ2 НХ3 А НХ1 НА НВ Рис. 58
На рисунке 58 (А – Х1 –Х2 – … -В) – нивелирный ход. Точки, являющиеся задними и передними, называются связующими. Их нивелируют по двум сторонам рейки. а – задние отсчеты, в – передние отсчеты. Из рисунка видно: h1 = а1 - в1, h2 = а2 – в2, ……………. hn = аn – вn. Отметки связующих точек вычисляют следующим образом: НХ1 = НА + h1 НХ2 = НВ1 + h2 ……………… Нn = Нn-1 + hn. Если необходимо знать отметку только конечной точки, то НВ = НА + . Кроме связующих точек на местности могут быть пронивелированы характерные точки рельефа, расположенные между двумя соседними связующими и называемые промежуточными (см. рисунок). Нивелирование их производится после взятия отсчетов а и в взятием отсчета с по рейке, установленной в этой точке, только по черной стороне рейки. Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента по ранее приведенной формуле Н+20 = ГИ – с. Точки нивелирования закрепляют постоянными и временными знаками. К постоянным знакам относятся реперы – грунтовые и стенные и нивелирные марки. Грунтовые реперы – это металлические трубы, которые закладывают в пробуренную скважину и цементируют. Реперы, закладываемые на глубину до коренных пород, называются глубинными. При нивелировании определяют отметку верха репера. Стенные реперы цементируют в цокольную часть капитальных сооружений. К временным знакам относятся деревянные и металлические колья (костыли), рис.59, u и «башмаки», рис. 59, ж, з.
Рис. 59
9.2. Классификация и устройство нивелиров. Нивелиры классифицируют по двум признакам: по точности и по способу установки визирного луча в горизонтальное положение. По первому признаку нивелиры делятся на: 1. Высокоточные – средняя квадратическая погрешность на 1 км двойного хода – 0,5 мм. К ним относятся такие марки, как Н1, Н2, НС2, Н05, 3Н2 – КЛ. При работе с этими нивелирами допускается длина плеч (расстояние от нивелира до рейки) до 50 метров. 2. Точные – средняя квадратическая ошибка на 1 км двойного нивелирования 3 мм. Примером нивелиров являются марки Н3, НС3, НС4, 3Н – 2КЛ. Допускается длина плеч до 75 – 100 метров. 3. Технические – ошибка 10 мм на 1км двойного хода. К ним относятся такие нивелиры, как НТ, НТС, Н10 и другие. Длина плеч допускается до 100 – 150 метров. По второму признаку нивелиры различают: 1. Уровенные (с цилиндрическим уровнем, рис. 60,61). 2. Нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования (с компенсатором). Основные составные части нивелира: 1 – подставка, служит основанием прибора; 2 – три подъемных винта для приведения прибора в рабочее положение; 3 – закрепительный винт зрительной трубы; 4 – наводящий винт трубы; 5 элевационный винт для приведения в нульпункт пузырька цилиндрического уровня; цилиндрический уровень, для приведения визирной оси зрительной трубы в строго горизонтальное положение; 6 – круглый уровень, для приведения прибора в рабочее положение (приведения основной оси вращения в отвесное положение); 7 – исправительные винты круглого уровня; 8 – зрительная труба; 9 – кремальера, для получения четкого изображения цели; 10 - объектив, для формирования изображения визирной цели; 11 – окуляр, для увеличения изображения цели, см. рис. 60.
поле зрения трубы 11 НВ 1 10
Рис. 60 Отсчет по рейке 1150 мм.
2Н-3Л
Рис. 61
На рисунке 61: 1 – окуляр; 3 – круглый уровень; 4 - кремальера; 5 – зрительная труба; 6 – основание, несет вертикальную ось вращения зрительной трубы; 7 – наводящий винт трубы;8 - пружина трегера с втулкой служит для закрепления нивелира на штативе становым винтом; 9 – подставка; 10 - элевационный винт; 11 – нониус, для отсчета углов по горизонтальному лимбу при угломерных работах; 12 – объектив; 13 – механический визир; 14 - коробка уровня; 15 – исправительный винт уровня при трубе; 17 – подъемный винт (3 штуки); 18 – лимб, для измерения горизонтальных углов. Обе марки относятся к точным нивелирам. Нивелир 2Н-3Л – 2-ое поколение нивелира Н-3 – точный, с уровнем, элевационным винтом и лимбом, предназначен для измерения превышений, расстояний и горизонтальных углов. Средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода 2,5 мм. Отличается от предшествующих марок нивелиров (НВ1, Н-3) отсутствием закрепительного винта трубы, наличием лимба, имеет трубу прямого изображения, современный дизайн.
9.3. Поверки нивелиров. Рассмотрим поверки нивелиров с цилиндрическим уровнем и с компенсатором. Схема основных осей нивелира с цилиндрическим уровнем
О u u
m V V
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|