62Построение государственной нивелирной сети
Высотная сеть устанавливает единую систему высот на территории страны и является основой для научно-исследовательских (изучение современных вертикальных тектонических движений земной коры, определение разностей уровней морей, океанов, озер и уклонов рек и др.) и производственных (решение ряда вопросов в геологии экологии, при топографической съемке, изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений) работ.
Государственная нивелирная сеть создается методом геометрического нивелирования. За начало высот в России и ряде стран принят средний уровень Балтийского моря, определение которого начало производиться с 1825 г.
Государственные нивелирные сети делятся на четыре класса (I—ГУ) по точности определения пунктов (табл). Пункты I и II классов являются главной геодезической основой и размещаются по всей территории страны. Пункты III и IV классов служат для обеспечения топографической съемки и проектируются вместе с созданием технического проекта на топографическую съемку. Высоты всех плановых пунктов по возможности определяются геометрическим нивелированием.
Нивелирные
линии I класса прокладываются и повторяются
каждые 25 лет по уже заранее избранным
направлениям, пересекающим территорию
страны. Кроме того, в целях изучения
движения земной коры и прогноза
землетрясений сетью первоклассных
нивелировок покрыты некоторые избранные
участки — полигоны. На основе повторного
нивелирования составляются карты
современных вертикальных движений
земной коры.Нивелирные линии II класса
образуют полигоны между пунктами I
класса с периметром 500 — 600 км. Нивелирные
линии III класса образуют полигоны с
периметром от 150 до 300 км (последние на
севере и северо-востоке страны).
Нивелирование IV класса предусматривается
для топосъемок и проектируется в
комплексе со всеми съемочными работами.
Следует отметить, что в настоящее время создавать высотное обоснование топографических съемок с точностью, соответствующей геометрическому нивелированию III—IV классов, позволяют спутниковые системы ГЛОНАСС и GPS. Все точки нивелирной сети — реперы (грунтовый, скальный, стенной) — закрепляются на местности различным образом. Принивелировании I и II классов через 50 —80 км закладываются фундаментальные реперы после предварительного исследования грунта бурением на глубину до 20 м. В нивелирной сети III класса реперы закладываются через 5 — 7 км хода (в труднодоступных районах —через 10—15 км)
Реперы, особенно очень точно определенные по высоте, не должны испытывать случайное перемещение в пространстве со временем. Поэтому геодезисты стараются реперы закреплять в скальных грунтах, а в населенных пунктах — в цоколях капитальных зданий и сооружений.
63Методы нивелирования
Нивелированием называются геодезические работы по измерению превышений, разности высот точек.
Различают следующие методы нивелирования:
- геометрическое
- тригонометрическое
- гидростатическое
-барометрическое
-механическое
-стереофотограмметрическое.
Геометрическое нивелирование производится горизонтальным визирным лучом, который получают чаще всего при помощи приборов, называемых нивелирами. Точность геометрического нивелирования характеризуется средней квадратической погрешностью нивелирования на 1 км двойного хода равной от 0.5 до 10.0 мм в зависимости от типа используемых приборов.
Тригонометрическое нивелирование предусматривает измерение расстояния и угла наклона, которые необходимы для вычисления превышения по тригонометрическим формулам. Точность определения превышения на станции зависит от погрешностей измерений угла и расстояния и обычно на один порядок (в 10 раз) меньше чем при геометрическом нивелировании.
Гидростатическое нивелирование основано на свойстве поверхности жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одной высоте. Этот метод применяют для выверки строительных конструкций по высоте в стесненных условиях, а также при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений. Точность определения превышений достигает 0.1 - 1.0 мм.
Барометрическое нивелирование использует зависимость высот точек местности от величины атмосферного давления в этих точках. Наиболее точные барометры позволяют определять превышения с погрешностью 0.3 -0.5 м.
Радиолокационное нивелирование производят с летательных аппаратов посредством определения длины пути прохождения электромагнитных волн отраженных от земной поверхности.
Механическое нивелирование производят при помощи специального прибора, содержащего датчик углов наклона продольной оси транспортного средства относительно маятника, сохраняющего отвесное положение, и датчик пути. Погрешность такого нивелирования со скоростью 30 км/ч от 0.3 до 0.6 м на 1 км хода.