Вопрос 54.

Геометрическое нивелирование

Выполняется при помощи горизонтального визирного луча. Точность определения превышение может достигать десятых долей миллиметра. Имеет наиболее широкое применение, поскольку самый точный способ. Выполняется двумя способами: «вперед» и «из середины»

Нивелирование «вперед»

Для определения превышения между точками А и В на точку с известной отметкой (заднюю) устанавливают нивелир таким образом чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с этой точкой и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку отметку которой определяют (переднюю) вертикально устанавливают рейку и берут по ней отсчетb.

Отсчет по рейке – расстояние от начала рейки до проекции на нее визирной оси.

h=i–b

H_b=H_a+h

Отметку точки В можно вычислить через горизонт инструмента (ГИ).

Горизонт инструмента – расстояние от средней уровенной поверхности до визирного луча прибора.

ГИ=H_a+i

H_b=ГИ–b

Нивелирование «из середины»

Для определения превышения между точками А и В на них вертикально устанавливают рейки и на равном удалении от них устанавливают нивелир, приводят его в рабочее положение.

Визируют на заднюю и переднюю точки и берут отсчеты по рейкам (а и b).

Превышение равно разности отсчетов на заднюю и переднюю точки

h=a–b

ГИ=H_a+a

H_b=H_a+h=ГИ–b

Вопрос 55.

Горизонт прибора – расстояние от средней уровенной поверхности до визирного луча прибора.

Вопрос 57.

Нивелир – прибор, обеспечивающий горизонтальное положение визирной оси.

Общий вид нивелира

Рис. 5

1 – зрительная труба;

2 – цилиндрический уровень при трубе; 3 – элевационный винт;

4 – круглый уровень (на рисунке не показан); 5,6 – закрепительный и наводящие винты; 7 – вертикальная ось нивелира (ZZ₁); 8 – подставка с тремя подъемными винтами.

Вопрос 58.

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира ZZ || ii.

Подъёмными винтами приводят пузырёк круглого уровня в центр кружка на ампуле уровня и поворачивают верхнюю часть прибора на 180°. При отклонении пузырька от центра ампулы пе­ремещают его к центру на половину отклонения с помощью ис­правительных винтов круглого уровня. Окончательно приводят пузырек уровня на середину подъемными винтами. Если уровень исправился, то поверку необходимо повторить.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендику­лярна оси вращения нивелира.

С помощью круглого уровня приводят ось вращения нивелира в отвесное положение. Среднюю нить наводят на ясно видимую точку и наводящим винтом плавно вращают трубу в горизонтальном направлении. Нить сетки не должна сходить с выбранной точки. Эту же поверку можно делать, наводя вертикальную нить сетки на нить отвеса. При несоблюдении условия необходимо снять защитный колпачок и развернуть сетку нитей, предварительно ослабив четыре винта в торце окулярной части трубы отверткой.

3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы («главное условие нивелира») VV || UU.

Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рис.4). От колышка до центра окуляра измеряют высоту прибора i₁. Затем рейку ставят в точку В, наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b₁. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту прибора i₂, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b₂ (рис.7).

Рис. 7

Пусть главное условие нивелира не выполняется, и при положении пузырька уровня в нуль-пункте визирная линия не горизонтальна, а составляет с осью уровня некоторый угол i. Тогда вместо правильного отсчета b⁰ ₁ получается ошибочный - b₁. Ошибку отсчета обозначим x, и превышение точки В относительно точки А будет равно:

h = i₁ - (b₁ + x).

При положении нивелира в точке В превышение точки А относительно точки В:

h' = i₂ - (b₂ + x).

Но h = - h', поэтому

i₁ - (b₁ + x) = - [i₂ - (b₂ + x)].

Отсюда получаем:

x = 0.5*(i₁ + i₂) - 0.5*(b₁ + b₂).     

Если x получается больше 4 мм по модулю, необходимо выполнить юстировку уровня, т.е. устранить угол i. Для этого элевационным винтом наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен правильному отсчету: b⁰₂ = b₂ + x, при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль-пункт и повторяют поверку заново.

При нивелировании строго из середины ошибка отсчета по рейке из-за невыполнения главного условия нивелира не влияет на величину измеряемого превышения (рис.8).

Рис. 8