Виды нивелирования

Измерения, производимые для определения высот точек местности или их разностей (превышений), называют нивелированием.  В зависимости от того, какими методами определяются высоты точек местности или превышения между ними, различают следующие виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, механическое, стереофотограмметрическое и наземно-космическое.  Геометрическое нивелирование — это один из наиболее распространенных методов нивелирования, основанный на использовании горизонтального луча визирования геодезического прибора — нивелира.  Тригонометрическое нивелирование основано на использовании наклонного луча визирования теодолита или тахеометра. Тригонометрическое нивелирование в настоящее время широко используют в практике изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных объектов. Особенно часто его используют при выполнении тахеометрических съемок местности.  Физическое нивелирование позволяет определять высоты точек местности или превышения между ними в результате использования различных физических явлений и процессов, при этом различают:  барометрическое нивелирование, основанное на использовании свойства уменьшения атмосферного давления с увеличением высоты точки. В связи с невысокой точностью определения высот точек и превышений по разности атмосферного давления в инженерном деле барометрическое нивелирование практически не используют;  гидростатическое нивелирование основано на использовании законов равновесия жидкости в сообщающихся сосудах. Находит применение как один из способов передачи высот через водные преграды (например, при изысканиях паромных переправ, мостовых переходов и т. д.);  радиолокационное нивелирование, в котором используют скорость распространения прямых и отраженных электромагнитных волн от источника радиоизлучения до исследуемой точки местности и обратно, находит широкое применение при выполнении аэрофотосъемок для определения с помощью радиовысотомера высоты полета летательного аппарата, с которого осуществляется аэрофотосъемка;  механическое нивелирование осуществляют с помощью механических или электромеханических приборов, автоматически фиксирующих продольный профиль местности по линии, вдоль которой этот прибор перемещается. Иногда используют при съемке продольного профиля существующих автомобильных дорог;  стереофотограмметрическое нивелирование производят по парам снимков одной и той же местности, снятых с разных точек, с использованием стереофотограмметрических приборов различных конструкций или персонального компьютера. Один из наиболее перспективных и широко используемых видов нивелирования; 

наземно-космическое нивелирование основано на использовании систем и приборов спутниковой навигации («GPS»). Приборы спутниковой навигации позволяют практически мгновенно определять координаты точек местности (в том числе и высоты). Наземно-космическое нивелирование в настоящее время является одним из наиболее эффективных и перспективных. 

Геометрическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с помощью горизонтального луча.

Способы геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями,  башмаками,  на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки - плечом нивелирования.

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. При нивелировании из середины (рис.30а) нивелир устанавливается примерно на равных расстояниях от реек,  поставленных на точки А  и В, а превышение вычисляют по формуле:

Рис.30. Способы геометрического нивелирования:

а - из середины; 

б – вперед

h = a - b,

где а  и b - отсчеты в мм по рейкам,  установленным соответственно на задней по ходу движения при нивелировании и передней точках.

Знак превышения h получится положительным,  если а больше b, и отрицательным, если а меньше b. Если известна высота НА задней точки А, то высота передней точки В

НВ = НА + h.

При нивелировании вперед нивелир ставят так,  чтобы его окуляр находился над точкой А, измеряют высоту прибора i, затем визируя на рейку, отвесно поставленную в точке В, берут отсчет b. В этом случае:

h = i - b.

При нивелировании нескольких точек для вычисления их высот используют горизонт прибора,  которым называют высоту  горизонтальной  линии визирования, т.е.  горизонт прибора равен высоте точки, на которой установлена рейка, плюс отсчет по рейке. Из рис. 30 б следует:

ГП = HA + i;  НB = ГП - b.

Последовательное нивелирование применяется для измерения  превышений  между  точками  А и D,  разделенными значительным расстоянием или превышениями.