§28 Способы геометрического нивелирования
Геометрическим нивелированием определяют превышения и высоты точек. Определение превышений одной из нескольких точек земной поверхностью выполняют способами: «из середины» и «вперед».
При нивелировании из середины нивелир располагают между двумя точками примерно на одинаковых расстояниях (рисунок 69.1). Условно принято считать точка А задней (предыдущей), а точку В – передней (последующей). В точках устанавливают отвесно рейки с сантиметровыми делениями. Их ставят на колышек, вбитый вровень с землей, или на специальный костыль, так как рейка под собственной тяжестью будет давить на землю и отсчет по ней будет меняться. Визирный луч зрительной трубы нивелира последовательно наводят на рейки и берут отсчеты по задней рейке (взгляд назад) а и отсчет по передней рейке (взгляд вперед) b, которые записывают в миллиметрах в журнал нивелирования. Отсчет по рейке производят по средней нити нивелира, т.е. по месту, где проекция средней нити пересекает рейку. Превышение между точками определяют по схеме (рисунок 69) получив формулу
h =а- b (32)
где: а – отсчет назад на заднюю точку А; b – отсчет вперед на переднюю точку B.
1-«из середины»; 2- «вперед»
Рисунок 69 Способы геометрического нивелирования
Так как при нивелировании из середины и установке прибора на равных расстояниях от нивелируемых точек, ошибка из-за кривизны Земли и рефракции взаимоуничтожаются, нивелирование, как правило, производят из середины.
При нивелировании вперед прибор устанавливают над точкой А (рисунок 69.2). Рулеткой или рейкой измеряют расстояние от визирной оси зрительной оси до точки, которая называется высотой прибора i и берут отсчет по передней рейке в в точке В. Превышение определяют вычитанием из высоты прибора i отсчета b.
h = i – b (33)
Высоту передней точки В вычисляется по формуле:
(34)
Высоту визирного луча на уровенной поверхностью называют горизонтом инструмента HГИ , или горизонтом прибора ГП (рисунок 69) и вычисляют по формуле
НГИ = НА + З = НА + I (35)
Из схемы легко можно определить значение горизонта инструмента
(36)
Отметка промежуточной точки определяется по формуле
(37)
§29 Типы нивелиров
Нивелир (от французского niveler - выравнивать, niveau – уровень) – прибор , основное назначение которого получить горизонтальный луч визирования. Нивелир можно характеризовать как один из самых простых геодезических приборов. Нивелир в большинстве случаев используют в комплекте с нивелирной рейкой или с парой реек
Оптические нивелиры по ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия. подразделяются на три типа: высокоточные Н-05,Н-1; точные Н3 (Н3К, Н3КЛ) и технические Н5Л, Н10 (Н10К и Н10КЛ). В названии Н – нивелир; 05, 3 и 10 – Точность оптического нивелира; К – компенсатор; Л – лимб.
Точность оптического нивелира определяется средней квадратической погрешностью измерения превышения на 1 км двойного хода. Значение погрешности приводится в миллиметрах.
Нивелиры могут изготавливаться в двух исполнениях: с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе и с компенсатором. В настоящий момент практически все точные оптические нивелиры имеют компенсатор.
Точные и технические оптические нивелиры изготавливаются со зрительной трубой прямого изображения, высокоточные - и прямого, и обратного.
1 – нивелир Н 05 с уровнем на трубе; 2 – глухой нивелир НА 1 с компесатором
Рисунок 70 Оптические высокоточные нивелиры
Высокоточный оптический нивелир Н-05 по праву считается одним из лучших инструментов для производства нивелирования I и II класса в государственных сетях, на геодинамических полигонах и при различных инженерно-геодезических изысканиях, требующих повышенной точности измерений.
Высокоточный нивелир НА 1 предназначен для нивелирования I и II класса в государственных сетях, для высокоточного инженерно-технического нивелирования.
1 - Нивелир Н3 с уровнем при трубе; 2 - автоматический нивелир 4Н3КЛ с компенсатором
Рисунок 71 Оптические точные нивелиры
Точные нивелиры используются при выполнении нивилирования 3 и 4 классов.
1 – нивелир 3Н5Л с уровнем при трубе; 2 – нивелир 2Н10КЛ с компенсатором
Рисунок 72 Оптические технические нивелиры
Технические нивелиры нашли применение при обосновании топографических съемок и определения высот точек при изысканиях и разбивке инженерных сооружений.
Самыми распространенными цифровыми (электронными) нивелирами являются нивелиры Leica, Sokkiа, Topcon (рисунок 73). В цифровых нивелирах используются электронные устройства, которые по специальным рейкам с нанесенным на нее штрих-кодом позволяют автоматически определять превышения. Одновременно такими нивелирами возможно определить расстояние до рейки, выполнить все необходимые расчеты, вывести информацию на экран и сохранить данные в памяти прибора или карты-памяти.
1 - высокоточный нивелир Leica DNA03; 2 – точный нивелир Sokkia SDL50; 3 – Topcon DL-503
Рисунок 73 Цифровые нивелиры
В последнее время в строительстве стали широко применять лазерные нивелиры (построители плоскостей), устройства, использующие лазерный луч. Чаще всего лазерные нивелиры применяются для строительных и отделочных работ.