Геометрическая нивелирная съёмка

Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня. В нивелирах с самоустанавливающейся линией визирования это происходит автоматически. Основные части нивелира: зрительная труба, цилиндрический уровень (или автоматический компенсатор) для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение и подставка.

Нивелиры бывают с уровнем (типов Н3, Н4, Н7), самоустанавливающейся линией визирования (НС3, НС4, НТС) и с компенсаторами (Н3К, 2Н10КЛ). Нивелиры типов Н3 и Н3К используют для определения 4.1. Нивелирование и проведение нивелирной съемки.

Нивелирование — определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (напр., уровня океана, реки и пр.), т. е определение превышения.

Рисунок 5 — Уровенная поверхность Рисунок 5 — Нивелирование Нивелирование — один из видов геодезических измерений, которые производятся для создания высотной опорной геодезической сети (т. е. нивелирной сети) и при топографической съёмке, а также в целях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений, железных и шоссейных дорог и т. д. Результаты нивелирорвания используются в научных исследованиях по изучению фигуры Земли, колебаний уровней морей и океанов, вертикальных движений земной коры и т. п.

Существуют следующие способы нивелирования:

• -Геометрическое (нивелиром и рейками);
• -Тригонометрическое (угломерными приборами (в осн. теодолитом посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую);
• -Барометрическое (при помощи барометра);
• -Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды);
• -Аэрорадионивелирование (осуществляется с помощью радиовысотомеров, установленных на самолетах);
• -Механическое (производится с помощью приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути);
• -Стереофотограмметрическое;
• -Радиолокационное.

Из перечисленных видов нивелирования наиболее точными являются геометрическое и гидростатическое, несколько менее точное — тригонометрическое, остальные виды нивелирования имеют менее точные измерения.

Геометрическое нивелирование выполняют при помощи нивелира и нивелирных реек.

Нивелир — геодезический прибор, обеспечивающий при работе горизонтальную линию визирования. Он представляет собой сочетание зрительной трубы с цилиндрическим уровнем или с компенсатором. Уровень и компенсатор служат для приведения визирной оси в горизонтальное положение.

Нивелирные рейки — это деревянные бруски. Чаще всего с сантиметровыми делениями оцифрованными от нуля (пятки рейки), снизу вверх, через каждый дециметр.

Геометрическое нивелирование заключается в определении превышения h точки В над точкой А.

Точки закрепляют на местности забитыми в землю деревянными кольями, металлическими костылями и др., обеспечивающими прочное, без осадок положение их по высоте.

Нивелирным отсчетом по рейке называют отрезок отвесной линии от точки, на которой стоит рейка, до горизонтальной визирной оси. Отсчеты и превышения выражают в миллиметрах и записывают их с округлением до миллиметра. Существуют два способа геометрического нивелирования: вперед (а) и из середины (б).

(а) — вперёд (б) — из середины.

Рисунок 6 — качание рейки При нивелировании способом вперед с точки, А на точку В на обеих точках устанавливают рейки, нивелир устанавливают возле точки, А (в радиусе 2−3 м от нее, чтобы, вращая кремальеру зрительной трубы, видеть резкое изображение делений рейки), отсчитывают по рейке высоту нивелира (высотой нивелира называют отрезок отвесной линии от точки, на которой стоит рейка, до горизонтальной визирной оси), затем визируют на рейку, стоящую в точке В, и делают отсчет по передней рейке .

h = i ;

т.е. превышение равно высоте нивелира минус отсчет по передней рейке.

При нивелировании способом из середины нивелир устанавливают между точками, А и В, не обязательно в их створе, но с условием примерного равенства расстояний от нивелира до реек, называемым равенством плеч и определяемым шагами или по нитяному дальномеру зрительной трубы. Сделав отсчеты на заднюю n и переднюю рейки, вычисляют превышение.

h = n ;

т.е. превышение равно разности отсчетов по задней и передней рейкам.

При геометрическом нивелировании для определения высот нескольких точек с одной станции пользуются горизонтом нивелира (ГН), которым называют высоту визирной оси, т. е. отрезок отвесной линии от исходной (принятой) уровенной поверхности до визирной оси. Поэтому, если высота точки А (НА) или точки В (НВ) известна:

ГН = НА + i = НВ +.

т.е. горизонт нивелира равен высоте точки, на которой стоит рейка, плюс отсчет по рейке.

Пользуясь ГН, вычисляют высоту точки, на которой стоит рейка. Например согласно формуле.

(ГН = НА + i = НВ +).

НВ = ГН ;

т.е. высота точки, на которой стоит рейка, равна горизонту нивелира минус отсчет по рейке.

Превышения, вычисляемые по формулам (h = i —), (h = n —), могут быть положительными и отрицательными, и при записи их обязательно сопровождают знаком плюс или минус.

Чем меньше расстояние между нивелиром и рейкой, тем точнее отчет. Нормальным считается расстояние 50 м, недопустимым — более 150 м.

Однако часто возникает необходимость определять превышения между точками при расстояниях в несколько сотен километров с большим числом станций, образующих нивелирные ходы и полигоны. Определив превышения, вычисляют высоту, например точки В (НВ), зная высоту исходной точки А (НА), по формуле НВ = НА +hАВ = НА +.

где n — число станций (превышений).