Тема: Нивелирование
1.Задачи и способы нивелирования
2.Используемые приборы
3.Устройство нивелиров и реек
4.Измерение превышений.
5.Поверки и юстировки нивелиров
6.Источники ошибок при геометрическом нивелировании
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
При геодезических работах подавляющий объем информации доставляется непосредственно из измерений. Геодезические измерения классифицируются по различным признакам: назначению, точности, объему, характеру информации и т. д.
По назначению геодезические измерения подразделяются на линейные, угловые, нивелирные (измерения высот и превышений), координатные, долготные (измерения времени) и гравиметрические (измерения силы тяжести).
В полевых условиях при угловых измерениях с помощью теодолитов измеряют горизонтальные и вертикальные углы, а также углы наклона. Линейные измерения производят при помощи землемерных лент, металлических и лазерных рулеток, свето-и радиодальномеров. Измерение превышений нивелирами позволяет определить высоты точек земной поверхности.
С учетом различий в выполнении геодезических измерений сформировались методы производства топографо-геодезических работ: триангуляции, трилатерации, полигонометрии, базисные измерения, топографические съемки, створные измерения, разбивочные работы,
определение деформаций сооружений и их оснований и другие. |
2 |
|
1. Задачи и способы нивелирования
Нивелирование — это вид геодезических измерений, в результате которых определяют превышения точек, а также их высоты над принятой уровенной поверхностью.
Нивелирование — один из видов геодезических измерений, которые производятся для создания высотной опорной геодезической сети, а также
в целях производства инженерно-геодезических работ для проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений.
Результаты нивелирования используются в научных исследованиях по изучению фигуры Земли, колебаний уровней морей и океанов, вертикальных движений земной коры и т.д.
При изучении фигуры Земли высоты точек земной поверхности определяют не над уровнем моря, а относительно поверхности референц- эллипсоида и применяют методы астрономического или астрономо- гравиметрического нивелирования.
В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин геодезическое нивелирование делится на несколько видов.
3
Виды нивелирования:
4
Геометрическое нивелирование заключается в непосредственном определении разности высот точек с помощью горизонтального оптического визирного луча, задаваемого при помощи нивелира.
(горизонтальным лучом - нивелиром)
Тригонометрическое нивелирование заключается в определении превышений между точками по измеренному между ними расстоянию и углу наклона. Вычисление превышений ведут по формулам тригонометрии.
(наклонным лучом - теодолитом )
Физическое нивелирование делится на три вида:
гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одинаковом уровне независимо от превышения точек, на которых установлены эти сосуды;
(сообщающиеся сосуды)
барометрическое, в основу которого положена зависимость между величиной атмосферного давления на точке местности и ее высотой. Современные приборы барометрического нивелирования позволяют определять отметки точек с точностью 0,5 м и выше; (барометром-анероидом)
радиолокационное нивелирование производят с летательных аппаратов посредством определения длины пути прохождения электромагнитных волн отраженных от земной поверхности.
5
Механическое нивелирование производят с помощью специальных приборов (профилографов - автоматов), устанавливаемых на велосипедных рамах, автомобилях и т. д. При движении такого прибора автоматически регистрируются пройденные им расстояния, высоты точек и вычерчивается профиль пройденного пути.
Стереофотограмметрическое нивелирование основано на определении превышений по паре фотоснимков одной и той же местности, полученных из двух точек базиса фотографирования.
Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов, ГКИНП (ГНТА)-03-010-02, Москва ЦНИИГАиК 2003 г.
6
Геометрическое нивелирование – метод определения разностей высот точек посредством горизонтального визирного луча, задаваемого нивелиром, и вертикально установленных в этих точках реек .
Устройство нивелира достаточно простое. Он имеет две основные части: зрительную трубу и устройство, позволяющее привести визирный луч в
горизонтальное положение.
Обычно применяют способ нивелирования из середины, устанавливая рейки на башмаках или колышках в двух точках, а нивелир — на штативе между ними.
Расстояния от нивелира до реек зависят от требуемой
точности |
нивелирования |
и |
условий |
местности, |
но |
должны |
быть примерно |
|
равны и не более 100—150м. Превышение между точками определяют по
формуле: |
h a b |
|
где h - превышение,
а, b – отсчёты по рейке.
Рис. Схема определения превышения из середины |
7 |
|
Отcчёт: 2900
мм
Визирный луч зрительной трубы нивелира последовательно наводят на рейки и берут отсчеты а и в, 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.
8
Превышение h одной точки над другой определяется разностью отсчётов а и b по рейкам: h a b
Если известна отметка HА точки А и превышение h, отметку HВ точки В определяют как их сумму:
HB H А h
Величина Hi, называется
горизонтом прибора (ГП) или горизонтом инструмента (ГИ) и, как это видно из рисунка, является высотой визирного луча над исходной уровенной поверхностью. Следовательно, горизонт прибора на данной станции равен отметке точки плюс отсчет по рейке, установленной в этой точке. ГИ H А a
Способ геометрического нивелирования из середины
Отсюда, отметка точки равна горизонту прибора минус отсчет по установленной в ней рейке:
HB ГИ b |
9 |
При нивелировании вперед прибор устанавливают над точкой А, измеряют его высоту i и берут отсчет b по рейке в точке В.
Превышение определяют вычитанием из высоты прибора i отсчета b: h i b Высоту передней точки В вычисляется по формуле:
HB H А h
или через горизонт инструмента:
HB ГИ b
Вобщем случае, отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки плюс превышение между ними:
Hi Hi 1 hi
Во избежание ошибок в знаке превышения точку, отметка которой известна, считают задней, а точку отметку которой определяют - передней, т.е. превышение это всегда разность отсчетов назад и вперед.
ГИ H А i
Способ геометрического нивелирования «вперёд»
10