1.2.4. Будова, перевірки та дослідження нівелірів з компенсаторами

Будова нівелірів з компенсаторами, як і нівелірів з рівнями, вже відома з курсу "Топографія". Головною відмінністю між цими нівелірами є те, що в нівелірі з компенсатором немає циліндричного рівня. Цей рівень замінений на особливий пристрій - компенсатор, що автоматично встановлює візирну лінію в горизонтальний стан.

На рис. 1.2.5 подано загальний вигляд нівеліра Н-ЗК, який застосовують для нівелювання III та IV класів.

Рис. 1.2.5. Нівелір Н-ЗК

Нівелір Н-ЗК удосконалювали, й остання модель 4Н-2КЛ має цілу низку переваг порівняно зі своїми попередниками: зорова труба з прямим зображен­ням, збільшення 30^х, нівелір має горизонтальний круг з ціною поділки 1°, середня квадратична похибка вимірювання перевищення на 1 км подвійного ходу не перевищує 2 мм, маса - 2 кг.

38

Висотні геодезичні мережі

Для нівелювання III, IV класів також використовують подібний до попе­реднього нівелір НИК-2, який показано на рис. 1.2.7. Нівелір має зорову трубу з прямим зображенням, горизонтальний круг, маса приладу - 2 кг.

Рис. 1.2.7. Нівелір НИК-2

Основні технічні характеристики НИК-2:

1. Квадратична похибка визначення:

• перевищення на 1 км ходу з рейками РН-3-ЗОООСП - 1,5 мм;

• горизонтальних кутів - 8'.

2. Діапазон роботи компенсатора - ±30'.

3. Найменша відстань візування - 0,5 м.

4. Збільшення труби - 31,3±1^х.

5. Ціна поділки сферичного рівня на 2 мм - 10+2'.

Перед початком польових робіт нівеліри з компенсатором досліджують та перевіряють у такій послідовності:

39

Розділ І

1. Визначення коефіцієнта відцалеміра.

2. Перевірка сферичного рівня.

3. Перевірка відсутності коливання верхньої частини нівеліра під час її обертання навколо вертикальної осі.

4. Перевірка правильності встановлення сітки ниток.

5. Перевірка правильності встановлення компенсатором візирної лінії.

6. Визначення середньої квадратичної похибки встановлення компенса­тором візирної лінії та похибки недокомпенсації.

Перевірки 1, 2 та 3 виконують так само, як і для нівелірів з рівнями. Зазна­чимо лише, що у такому разі для виконання третьої перевірки обов'язково необ­хідно застосувати циліндричний рівень, що накладається на зорову трубу нівеліра. Перевірку 4 в цьому нівелірі формулюють так: вертикальна нитка сіт­ки під час встановлення бульбашки сферичного рівня в середнє положення (в нуль-пункт) повинна зайняти вертикальний (прямовисний) стан. Під час вико­нання цієї умови і середня горизонтальна нитка сітки буде горизонтальною. Цю перевірку у нівелірах з компенсаторами доцільно виконувати так: старанно привести вертикальну вісь нівеліра за допомогою сферичного рівня у прямо­висний стан. Навести вертикальну нитку сітки на нитку виска (тягарця). Коли один кінець вертикальної нитки сітки відхиляється від нитки виска більш ніж на 0,5 мм, тоді необхідно виправити розташування сітки. Виправлення виконують так само, як і в рівневих нівелірах.

П'яту перевірку, тобто перевірку правильності встановлення компен­сатором візирної лінії можна сформулювати так само, як і перевірку 5.2 для рівневих нівелірів, тобто: величина кута і повинна бути меншою за 10". Але кут і у такому разі є вертикальним кутом між візирною лінією та горизонталь­ною площиною. Цю перевірку необхідно виконувати також так само, як перевірку 5.2 в рівневих нівелірах.

Кут і можна визначити, скориставшись формулою

Якщо виникає необхідність виправлення кута і, то правильний відлік D' знаходять за (1.2.13):

D' = D-(x + a). (I.2.13)

Виправлення виконують, переміщаючи сітку ниток у вертикальній площині за допомогою вертикальних виправних гвинтів. Один виправний гвинт відгвинчують, а другий загвинчують доти, поки відлік далекої рейки не дорів­нюватиме/)'.

40

Висотні геодезичні мережі

Як бачимо, усі п'ять перевірок рівневих нівелірів та нівелірів з компенса­торами можна формулювати та виконувати практично однаково, що полегшує засвоєння матеріалу.

Дослідження точності роботи компенсаторів нівелірів.

Дослідження складається з двох частин:

Визначення випадкової середньої квадратичної похибки роботи компен­сатора т_к..

Величина т_к. визначається за формулою

т_кі=^, (І.2Л4)

де V = h_cep - fy ; h_cep і h_t - відповідно середнє і окреме значення перевищення у

кожній із п'яти серій для різних станів бульбашки, показаних на рис. 1.2.8. Можна визначити п'ять значеньт_к , з яких знаходять найімовірніше, середнє

значення.

6.1. Визначення недокомпенсації, тобто систематичної похибки роботи компенсатора а_к..

Похибку о_к. визначають за формулою

(1.2.15)

де А - середнє перевищення, коли бульбашка в нуль-пункті; А - середнє

перевищення в кожній із п'яти серій під час нахилу вертикальної осі на кут V, (кут у мінутах дуги).

Ці два дослідження, якщо їх виконують у польових умовах, можуть бути виконані на основі вимірювання перевищень під час різних станів бульбашки сферичного рівня.

Нівелір встановлюють у створі між двома рейками, віддаленими одна від одної на 100 м (для нівелювання III класу) або 200 м (для нівелювання IV класу). Вимірювання перевищення між точками, на яких встановлені рейки, виконують серіями, загальна кількість яких дорівнює п'яти. У кожній серії бульбашка сферичного рівня повинна займати п'ять різних станів, показаних на рис. 1.2.8.

41

Розділ І

І II III IV V

Рис. 1.2.8. Розташування бульбашки сферичного рівня під час дослідження компенсатора

В усіх серіях під час кожного нахилу труби нівеліра вимірюють пере­вищення за чорними та червоними сторонами рейок. Перед кожною новою се­рією змінюють висоту нівеліра.

Приклад визначення т_к та о_к подано в табл. 1.2.4.

Таблиця 1.2.4

Дослідження якості роботи компенсатора нівеліра Ni 007 в польових умовах L =100 м

Номер серії	Сторони рейки	Перевищення
		Бульбашка у нуль-пункті			Поздовжній нахил					Поперечний нахил
		0'	V/	+ 10'		v,	-10'	V,	+ 10'		V/	-10'	V/
1	чор.	1575,4	-0,28	1575,4		-0,04	1575,6	-0,18	1575,4		-0,14	1575,7	-0,16
	чер.	1575,6	-0,08	1575,5		+0,06	1575,7	-0,08	1575,4		-0,14	1575,9	+0,04
2	чор.	1576,0	+0,32	1575,8		+0,36	1576,0	+0,22	1575,8		+0,26	1576,0	+0,14
	чер.	1575,8	+0,12	1575,7		+0,26	1575,6	-0,18	1575,6		+0,06	1575,8	-0,06
3	чор.	1575,5	-0,18	1575,3		-0,14	1575,6	-0,18	1575,4		-0,14	1575,8	-0,06
	чер.	1575,8	+0,12	1575,4		-0,04	1575,8	+0,02	1575,6		+0,06	1575,8	-0,06
4	чор.	1575,9	+0,22	1575,0		-0,44	1576,2	+0,42	1575,7		+0,16	1575,9	+0,04
	чер.	1575,9	+0,22	1575,4		-0,04	1575,9	+0,12	1575,7		+0,16	1576,1	+0,24
5	чор.	1575,4	-0,28	1575,5		+0,06	1575,6	-0,18	1575,2		-0,34	1575,8	-0,06
	чер.	1575,5	-0,18	1575,4		-0,04	1575,8	+0,02	1575,6		+0,06	1575,8	-0,06
Середнє		1575,68		1575,44			1575,78		1575,54			1575,86

*

Висотні геодезичні мережі

Значення систематичних похибок у перевищеннях під час нахилу верти­кальної осі нівеліра на кут v =10'.

= -0,24; +0,10; -0,14; +0,18.

= -0,024; +0,010; -0,014; +0,018.

Отже, під час нахилу вертикальної осі нівеліра на кут v = 10' систе­матична похибка не перевищує -0,24 мм.

Відповідно до чинної Інструкції для нівелірів, що використовують під час нівелювання III класу, систематична похибка о_к не повинна бути більшою за З мм; для IV класу - 5 мм. Якщо ці умови не виконуються, нівеліри необхідно віддати в майстерню для ремонту компенсаторів.

Ми розглянули перевірки та дослідження нівелірів, які виконують перед початком польових робіт. У п. 1.2.1 вказано, що якість нівелірів характеризує, насамперед, збільшення зорової труби Г та ціна поділки рівня X для рівневих нівелірів або точність роботи компенсатора т_к для нівелірів з компенсаторами. Визначення параметрів Г і т, якщо вони невідомі, необхідно виконувати до початку польових робіт. Методи визначення цих параметрів нівелірів подані далі.

Під час польових робіт у нівелірів перевіряють:

• сферичний рівень (кожний день перед початком спостережень);

• кут і (перші сім днів роботи - кожний день, а впевнившись у ста­більності - один раз на 15 днів).