31. Типы нивелиров

• Высокоточный нивелир

• Гидростатический нивелир - служит для привязки к материку островов. Его работа основана на принципе сообщающихся сосудов.

• Лазерный нивелир - оптико-механический прибор, который имеет в своей конструкции лазерный луч. Относительно этого луча есть возможность производить различные построения геометрического плана, а также определение превышений, исполнительную съёмку, вынос точек в натуру и пр. Лазерный нивелир подразделяют на лазерный маркер (простой вид) и на ротационный нивелир. Востребованность лазерного нивелира обусловлена тем, что он очень прост в использовании, нет необходимости отдельно изучать работу с ним и к тому же работать с ним может один человек без помощников.

  • Лазерный маркер

  • Ротационный нивелир - может развернуть лазерный луч (обычно в горизонтальную плоскость, а в некоторых случаях – и в вертикальную). Такой разворот осуществляется при помощи пентапризмы, которая может вращаться. Ротационный нивелир устанавливают с помощью пузырьковых уровней. Лазерную плоскость (её положение) определяют либо при помощи особого приёмника, подающего сигнал в тот момент, когда на него падает лазерный луч, либо визуально (на предметах, которые находятся в поле действия лазера). Для того, чтобы привести плоскость или луч в горизонтальное положение используют компенсаторы или жидкостные уровни.

• Оптический нивелир - наиболее распространенная разновидность. Имеет горизонтальный луч для визирования. Оптический нивелир позволяет осуществлять расчёт по рейкам, которые располагают на тех точках, на которых требуется определить разность высот. Современный оптический нивелир оборудуется автоматическим компенсатором, который устанавливает ось зрения аппарата в рабочее горизонтальное положение при геодезических и строительных работах.

• Строительный нивелир

• Цифровой нивелир (электронный нивелир) - геодезический многофункциональный аппарат, в котором совмещен оптический нивелир высокой точности, запоминающий электронный блок ипрограммное обеспечение, которое даёт возможность обрабатывать снятые измерения. Электронный нивелир значительно убыстряет измерительные процессы, а возможность ошибки человека, работающего с ним, сводится практически к нулю. Вполне достаточно произвести наведение такого нивелира на рейку, осуществить фокусировку изображения, нажать на клавишу на приборе и на этом работу исполнителя можно считать полностью оконченной. Электронный нивелир сам произведёт все необходимые измерения и на экране появится высчитанное число и дистанция до рейки.

Поверки и юстировки нивелира Н3

Эльвационный винт предназначен для приведения пузырька цилиндрического уровня в ноль пункт.

1. Поверка: ось круглого уровня должна быть параллельна вертикальной оси прибора.

2. Поверка: вертикальный штрих сетки должен быть параллелен вертикальной оси прибора.

3. Поверка (нитяной отвес): главная визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

X=(a+b)/2-(Iпра + iпрв)/2=<4

Юстировка:

1. Nпр=a-x

2. Устанавливают правильный отсчёт эливационным винтом.

3. Возвращают пузырёк цилиндрического уровня в ноль пункт, юстировочным винтом.

32. Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическое нивелирование называют также геодезическим или нивелированием наклонным лучом. Оно выполняется теодолитом; для определения превышения между двумя точками нужно измерить угол наклона и расстояние. В точке А устанавливают теодолит, в точке В - рейку или веху известной высоты V. Измеряют угол наклона зрительной трубы теодолита при наведении ее на верх вехи или рейки. Ошибка измерения превышения из тригонометрического нивелирования оценивается величиной от 2 см до 10 см на 100 м расстояния. При последовательном измерении превышений получается высотный ход; в высотном ходе углы наклона измеряют дважды: в прямом и обратном направлениях.

33. Механическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки методом автоматического вычерчивания профиля местности и измеряемому расстоянию.

Механическон нивелирование выполняют нивелир-автоматом, позволяющим автоматически вычерчивать профиль местности и измерять расстояние по пройденному пути. В нивелир-автоматах вертикаль задаётся тяжёлым отвесом, а расстояние фиксируется фрикционным диском, связанным с колесом велосипеда. Электромеханический нивелир-автомат монтируется на автомашине и позволяет определять не только разность высот смежных точек и расстояние между ними на соответствующих счётчиках, но и профиль местности на фотоленте.

Физическое нивелирование.

При физическом нивелировании превышения точек получаются с помощью физических приборов (гидростата, барометра, термометра и др.).

В основе гидростатического нивелирования лежит свойство свободной поверхности: жидкости в сообщающихся сосудах всегда находятся на одном уровне.

При барометрическом нивелировании применяется барометр. В этом случае превышения определяются по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках. Барометрическое нивелирование применяется при высотном обосновании аэросъёмок мелкого масштаба, при географических исследованиях и различного рода рекогносцировках.

35. Геодезические сети сгущения строят методами триангуляции и полигонометрии для сгущения государственной геодезической сети до плотности, необходимой для создания съемочного обоснования съемок крупного масштаба. Триангуляцию 1 и 2-го разрядов развивают в открытой и горной местности. Там, где триангуляцию 1 и 2-го разрядов выполнить по условиям местности невозможно или нецелесообразно, развивают полигонометрическую сеть 4-го класса, 1 и 2-го разрядов. Необходимо отметить, что полигонометрия 4-го класса для крупномасштабных съемок по сравнению с государственной выполняется с пониженной точностью.

При создании полигонометрии выполняют весь комплекс основных геодезических работ: угловые и линейные измерения, нивелирование. Углы на пунктах полигонометрии измеряют способом отдельного угла или круговых приемов оптическими теодолитами типа. Т1, Т2, Т5 с точностью центрирования 1 мм. Высоты на все пункты полигонометрии передаются нивелированием IV класса или техническим. Линии измеряют непосредственно: светодальномерами, подвесными мерными приборами или косвенно -- длины сторон хода вычисляют по вспомогательным величинам.

При проведении различных народнохозяйственных, в том числе и землеустроительных, мероприятий на большой территории необходимы топографические карты и планы, составленные на основе сети геодезических пунктов, плановое положение которых на земной поверхности определено в единой системе координат, а высотное -- в единой системе высот. При этом геодезические пункты могут быть только плановыми или только высотными или одновременно -- плановыми и высотными.

Сеть геодезических пунктов располагается на местности согласно составленному для нее проекту. Пункты сети закрепляются на местности особыми знаками.

Построенная на большой территории в единой системе координат и высот геодезическая сеть дает возможность правильно организовать работу по съемке местности. При наличии такой сети съемка может производиться независимо в разных местах, что не вызовет затруднения при составлении общего плана или карты. Кроме того, использование сети геодезических пунктов приводит к более равномерному распределению по территории влияния погрешностей измерений и обеспечивает контроль выполняемых геодезических работ.

Геодезические сети строятся по принципу перехода от общего к частному, т. е. вначале на большой территории строится редкая сеть пунктов с очень высокой точностью, а затем эта сеть сгущается последовательно по ступеням пунктами, построение которых производится на каждой ступени с меньшей точностью. Таких ступеней сгущения бывает несколько. Сгущение геодезической сети производится с таким расчетом, чтобы в результате получилась сеть пунктов такой плотности (густоты) и точности, чтобы эти пункты могли служить непосредственной опорой для предстоящей съемки.

Плановые геодезические сети строятся в основном методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.

Метод триангуляции состоит в том, что строят сеть треугольников, в которой измеряют все углы треугольников и как минимум две стороны на разных концах сети (вторую сторону измеряют для контроля измерения первой стороны и установления качества всей сети). По длине одной из сторон и углам треугольников определяются стороны всех Треугольников сети. Зная дирекционный угол одной из сторон сети и координаты одного из пунктов, можно затем вычислить координаты всех пунктов.

Метод полигонометрии заключается в построении сети ходов, в которых измеряют все углы и стороны. Полигонометрические ходы отличаются от теодолитных более высокой точностью измерения углов и линий. Этот метод применяется обычно в закрытой местности. Внедрение в производство электромагнитных дальномеров делает целесообразным применение полигонометрии и в открытой местности.

Метод трилатерации состоит в построении сети треугольников с измерением всех сторон треугольников. В некоторых случаях создаются линейно-угловые сети, представляющие собою сети треугольников, в которых измерены стороны и углы (все или в необходимом их сочетании).

Плановые геодезические сети делятся на государственную геодезическую сеть; сети сгущения 1 и 2 разрядов; съемочное обоснование -- съемочную сеть и отдельные пункты.

Виды геодезических сетей:

1) Государственные геодезические сети- главные сети, имеют большую протяжённость ими покрыта вся территория страны. Предназначены: являются основой для построения низших сетей, для решения научных задач.

2) Сети сгущения: предназначены для увеличения плотности пунктов на 1 площади.

3) Сети съёмочного обоснования на основе которых непосредственно производятся съёмки контуров и рельефа местности, инженерно-геодезические работы при строительстве сооружений.

4) Специальные сети, развиваемые при строительстве сооружений, представляющих к геодезическим работам специальные требования.

Геодезические сети подразделяются на плановые и высотные. Плановые сети служат для определения плановых координат геодезических пунктах ХиY. Высотные для определения высот пунктов H. Геодезические пункты закреплены на местности по разному временными и постоянными значками.

Назначение: Для обеспечения практически всех видов инженерно-геодезических работ создаются опорные сети, пункты которых хранят на территории работ плановые и высотные координаты. Эти сети служат основой: для производства топографических съемок при изысканиях; выполнения различных работ на территории городов; раз-бивочных работ при строительстве зданий и сооружений, при составлении исполнительной документации; для наблюдений за осадками и деформациями оснований сооружений и самих сооружений. Такое широкое использование опорных геодезических сетей определяет различные схемы и методы их построения.

36. Съемочное обоснование развивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей. На участках съемки площадью до 1 км² съемочное обоснование может быть создано в виде самостоятельной геодезической опорной сети.

При построении съемочного обоснования одновременно определяют положение точек в плане и по высоте. Плановое положение точек съемочного обоснования определяют: проложенисм теодолитных и тахеометрических ходов, построением аналитических сетей из треугольников и различного рода засечками. Высоты точек съемочного обоснования чаще всего определяют геометрическим и тригонометрическим нивелированием.

Самый распространенный вид съемочного планового обоснования — теодолитные ходы, опирающиеся на один или два исходных пункта, или системы ходов, опирающихся не менее чем на два исходных пункта. В системе ходов в местах их пересечений образуются узловые точки, в которых могут сходиться несколько ходов.

Длины теодолитных ходов зависят от масштаба съемки и условий снимаемой местности. Например, для съемки застроенной территории в масштабе 1:5000 длина хода не должна превышать 4,0 км; в масштабе 1:500 — 0,8 км; на незастроенной территории— соответственно 6,0 и 1,2 км. Длины линий в съемочных теодолитных ходах должны быть не более 350 м и не менее 20 м. Относительные линейные невязки в ходах не должны превышать 1:2000, а при неблагоприятных условиях измерений (заросли, болото) — 1:1000.

Углы поворота на точках ходов измеряют теодолитами со средней квадратической погрешностью 0,5' одним приемом. Расхождение значений углов в полуприемах допускают не более 0,8'. Длину линий в ходах измеряют оптическими или светодальномера-ми, мерными лентами и рулетками. Каждую сторону измеряют дважды — в прямом и обратном направлениях. Расхождение в измеренных значениях допускается в пределах 1:2000 от измеряемой длины линии.

Точки съемочного обоснования, как правило, закрепляют на местности временными знаками: деревянными кольями, столбами, металлическими штырями, трубами. Если эти точки предполагается использовать в дальнейшем для других целей, их закрепляют постоянными знаками.

Для составления топографических планов применяют: аналитический, мензульный, тахеометрический, аэрофототопографический, фототеодолитный методы съемок, съемку нивелированием поверхности и с помощью спутниковых приемников. Применение того или иного метода зависит от условий и масштаба съемки.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности - рекогносцировки, цель которой - определить наиболее благоприятные места для закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между точками государственной геодезической сети, например, II, III. Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Точность создания обоснования обеспечивает проведение топографических съемок с погрешностями в пределах графической точности построений на плане данного масштаба. В соответствии с этими требованиями в инструкциях по топографическим съемкам регламентируют точность измерений и предельные значения длин ходов. Наиболее часто в качестве планового обоснования используют теодолитные ходы. На открытой местности теодолитные ходы иногда заменяют рядами или сетью микротриангуляции, а на застроенной или залесенной территории — сетями из четырехугольников без диагоналей.

Высотное обоснование обычно создается в виде сетей нивелирования IV класса или технического нивелирования. На больших площадях при создании высотного обоснования методом геометрического нивелирования получают редкую сеть пунктов, которая в последующем сгущается высотными ходами. В этих ходах превышения определяют тригонометрическим способом.  Для получения необходимой точности в инструкциях по топографическим съемкам регламентируют точность измерений превышений, методику их определения и предельные длины высотных ходов. Триангуляционные сети, предназначенные для наблюдений за плановыми смещениями сооружений, зачастую применяются на крупных гидротехнических объектах. В основном они используются для измерения смещений недоступных точек и для контроля устойчивости исходных опорных пунктов других построений. Характерной чертой триангуляционных сетей для этого вида работ являются высокие требования к точности определения координат пунктов (2 - 5 мм) при небольших длинах сторон. Триангуляционные сети в инженерно-геодезических работах используются в качестве основы для топографических съемок и разбивочных работ, а также для наблюдений за деформациями сооружений. Ход высотный – геодезический ход, являющийся высотным съемочным обоснованием. Служит для определения высот точек съемочных сетей, высотных опознаков, высот точек разбивочной сети и др.

Высотный ход создается геометрическим или тригонометрическим нивелированием (тахеометром, теодолитом, нивелиром, кипрегелем) как самостоятельный вид работ (привязка высотных опознаков и т.п.), так и совместно с созданием плановых съемочных сетей (теодолитный, тахеометрический и др. ходы)