6.1 Проведение нивелирной съемки

Геометрическое нивелирование выполняют при помощи нивелира и нивелирных реек.

Нивелир - геодезический прибор, обеспечивающий при работе горизонтальность линии визирования. Он представляет собой сочетание зрительной трубы с цилиндрическим уровнем или с компенсатором. Уровень и компенсатор служат для приведения визирной оси в горизонтальное положение.

Нивелирные рейки - это деревянные или металлические бруски длиной 1,5; 3; 4 или 5 м.

Существуют два способа геометрического нивелирования: вперед и из середины.

Нивелирование из середины. Если в процессе измерения превышения между двумя точками А и В посередине между ними установить нивелир, задающий горизонтальный визирный луч, а на точках поставить отвесно рейки, то нивелирование при таком расположении нивелира называется нивелированием «из середины». Место установки нивелира для работы называют станцией. Если нивелирование производят в направлении от точки А к точке В, то рейка, стоящая на точке А, называется задней, а на точке В- передней. Высота горизонтального визирного луча над точкой А определяется отсчетом «а» по задней рейке, полученным по средней горизонтальной нити сетки, видимой в поле зрения зрительной трубы нивелира. Высота горизонтального визирного луча над точкой В определяется отсчетом вперед «b» по передней рейке. Превышение между точками : H_AB=a- b, т. е. при нивелировании из середины превышение равно отсчету по задней рейке «а» минус отсчет по передней рейке «b».

Нивелирование вперед. Если же нивелир установить над точкой А на одной отвесной линии с ней, а в точке В - отвесно рейку, то превышение определим способом «вперед», тогда H_AB=i- b т. е. при нивелировании вперед превышение равно высоте нивелира «i» минус отсчет по передней рейке «b».

Нивелирование «из середины» обладает следующими преимуществами перед нивелированием «вперед»:

- при одном и том же числе установок прибора скорость выполнения работ увеличивается примерно в два раза;

- погрешности прибора и влияние внешней среды, отклоняющие визирный луч от горизонтального положения, примерно одинаковы по знаку и размеру в заднем и переднем отсчетах и почти не входят в превышение H_AB.

6.2 Устройство нивелиров

Для определения отметок точек земной поверхности при проведении тонких съемок местности, строительных и геодезических работ, выносе проектов в натуру по высоте применяют нивелиры.

Нивелир – геодезический инструмент для измерения превышений точек земной поверхности нивелирования, а также для задания направлений при монтажных и подобных работах.

Наибольшее распространение имеют оптико-механические нивелиры, снабженные зрительной трубой, при помощи которой проводят отсчет по рейке.

Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня. В нивелирах с самоустанавливающейся линией визирования это происходит автоматически. Основные части нивелира: зрительная труба, цилиндрический уровень (или автоматический компенсатор) для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение и подставка.

Оптический нивелир FOIF DSZ-3 устанавливаемый обычно на треножник (штатив), оборудован зрительной трубой, приспособленной к вращению в горизонтальной плоскости, и чувствительным уровнем.

Основные части нивелира: зрительная труба, цилиндрический уровень для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение и подставка.

Нивелиры бывают с уровнем (типов Н3, Н4, Н7), самоустанавливающейся линией визирования (НС3, НС4, НТС) и с компенсаторами (Н3К, 2Н10КЛ).

Согласно ГОСТ 10528- 90 нивелиры, как и теодолиты, разделяют на высокоточные, точные и технические.

К высокоточным относят нивелир Н-0,5, предназначенный для нивелирования I и II классов, с погрешностью не более 0,5 мм на 1 км двойного хода.

К точным относят нивелиры Н-3, Н-3К и Н-3КЛ, предназначенные для нивелирования III и IV классов и технического нивелирования, с погрешностью не более 3 мм на 1 км двойного хода.

Технические нивелиры Н-10, Н-10К, Н-10КЛ применяют при техническом нивелировании с погрешностью не более 10 мм на 1 км двойного хода.

По способу приведения визирной оси в горизонтальное положение различают нивелиры с уровнем (Н-0,5, Н-3, Н-10) и с компенсатором (Н-3К, Н-10К), автоматически приводящим визирную ось в горизонтальное положение. Последние в свою очередь, в основном применяют преимущественно на зыбких неустойчивых поверхностях. Некоторые нивелиры снабжены горизонтальным кругом с лимбом (Н-3КЛ, Н-10КЛ) для измерения горизонтальных углов.

При использовании цифровых нивелиров значительно повышается производительность труда и точность нивелирования, так как исключаются личные погрешности наблюдателя, а все измерения и вычисления производятся в автоматическом режиме по специальной программе. Нивелир может быть укомплектован программным пакетом.

Рисунок 3. Оптический нивелир FOIF DSZ-3

В современных геодезических работах используются не только оптические, но и электронные и лазерные нивелиры. Цифровые технологии позволяют значительно расширить возможности нивелиров и области их применения. Электронные нивелиры являются многофункциональными геодезическими приборами с электронным запоминающим устройством и встроенным программным обеспечением для обработки полученных измерений. В электронных нивелирах отсчет производится автоматически по специальной штрих-кодовой рейке, штрихи различаются по всей ее длине, при этом производится многократное снятие отсчета, что значительно повышает надежность результата. Достаточно выполнить наведение на рейку, сфокусировать изображение и произвести взятие отчета нажатием клавиши. Прибор выполнит измерение и отобразит на экране полученное значение и расстояние до рейки. Применение электронных нивелиров позволяет исключить личные ошибки исполнителя и ускорить процесс измерений. Но в России единственной проблемой сдерживающей широкое использование этих приборов является отсутствие современных нормативных документов, регламентирующих их использование и описание технологий применения.

Совершенно другой подход выполнен в ротационных лазерных нивелирах. В отличие от оптических и электронных, они не требуют от пользователя каких-либо навыков, значительно облегчают работу специалистов разного рода, в особенности строителей. Установленный внутри лазер генерирует луч определенной длины, который вращаясь, проецируется в воздухе или на любой плоскости. Прибор самостоятельно выравниваются относительно горизонта, позволяя получить максимально точные показания.