5 Создание высотной сети сгущения

5.1 Проект высотной сети сгущения

Высотная геодезическая сеть создается методом нивелирования. Исходными пунктами сети технической точности являются пункты высшего класса.

Требования к выполнению нивелирования IV класса изложены в инструкции [4].

Нивелирование IV класса выполняют в одном направлении способом «средней нити». При нивелировании применяют трёхметровые рейки. Для привязки к стенным маркам используют подвесную рейку с такими же делениями, как и на основных рейках. Перед началом полевых работ производятся поверки приборов и реек. Длины нивелирных линий между реперами высших классов не должны превышать 2 км на застроенной территории и 4 км на незастроенной, а между узловыми реперами соответственно 1 и 2 км. Нормальная длина визирного луча 100 м. Расстояние от нивелира до реек можно измерять дальномером. Неравенство расстояний от нивелира до реек допускается до 5 м, а их накопление по секции – 10 м. Высота луча визирования над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,2 м.

5.2 Характеристика запроектированной нивелирной сети

За исходные пункты нивелирной сети IV класса были приняты пункты трилатерации III класса Вретен, Линден и Вердон. Нивелирные хода проходят через все пункты трилатерации IV класса, полигонометрии IV класса и 1 разряда. Схема запроектированной нивелирной сети приведена в Приложении Д.

Нивелирные хода прокладываются согласно требованиям инструкции. При проложении нивелирного хода следует выбирать места с наименьшим перепадом высот, для обеспечения видимости. Следует учитывать рельеф тех участков местности, где прокладывается нивелирный ход для обеспечения возможности беспрепятственно продвигаться с рейками и нивелиром.

В результате работы была запроектирована нивелирная сеть, которая состоит из 9 звеньев, их длины приведены в таблице 10.

Таблица 10

№ звена	Длина звена, км	Средняя квадратическая ошибка, мм
1	11,812 км	17,18
2	6,525км	12,77
3	11,888км	17,24
4	6,937км	13,17
5	11,975км	17,30
6	9,312км	15,26
7	10,25км	16,01
8	6,75км	12,99
9	6,000км	12,25

По требованиям инструкции длина линии для застроенной территории не более 8 км, для незастроенной территории – 12 км Все длины запроектированных ходов удовлетворяют данным требованиям.

5.3 Расчет погрешностей в наиболее слабом месте нивелирной сети

Чтобы определить точность измерений, необходимо произвести оценку качества и точности нивелирования. Для этого нужно определить среднюю квадратическую ошибку отметки репера в слабом месте звена сети по формуле:

(1)

где – средняя квадратическая ошибка длины на 1 км хода.

Для нивелирования IV класса 10 мм.

Расчет:

Следовательно, средняя квадратическая ошибка в самом слабом месте сети ровна 17,3 мм на 1 км хода.

Согласно п. 1.1.18 [1] средние квадратические ошибки в слабом месте не должны превышать по высоте 1/3 принятой высоты сечения рельефа при углах наклона до 6˚. Данная карта масштаба 1:25000, на основании которой будут созданы планшеты масштаба 1:5000, имеет пересеченный рельеф с углами наклона до 6˚, то согласно п. 1.1.9 [1] высота сечения рельефа будет составлять 2 м. Тогда предельную ошибку рассчитаем так:

1/3*0,2*2=0,26 м

Следовательно, полученные ошибки находятся в допуске.

5.4 Выбор нивелира для производства полевых работ

Для производства полевых работ по нивелированию IV класса необходим прибор, удовлетворяющий таким требованиям [4]:

- увеличение трубы, крат – 25;

- цена деления цилиндрического контактного уровня (сек./мм),

не более 30;

- ошибка самоустановки линии визирования у нивелиров с компенсатором, угл. с, не более 0,5;

Данным требованиям удовлетворяет автоматический нивелир Sokkia C310 с компенсатором.(рис 8 )

Рисунок 8- нивелир Sokkia C310 с компенсатором

Автоматический нивелир Sokkia C310 с компенсатором является прочным, надежным и очень удобным инструментом. Оптический нивелир Sokkia C310 эффективно используется в любых погодных условиях, при резких изменениях температуры оптика инструмента не запотевает. Нивелиры Sokkia серии C 3x0 имеют защиту от вибрации и толчков, они надежно защищены от дождя и пыли. Компактная, ударопрочная и защищенная от внешних воздействий конструкция приборов позволяет использовать их как внутри помещений, так и на открытых площадках. Преимущества данной модели таковы:

• Надежный компенсатор с магнитным демпфером обеспечивает стабильность положения визирной оси при сильном ветре и вибрации.

• Закрытый горизонтальный лимб позволяет измерять и отслеживать углы.

• Оптика Sokkia зрительной трубы с увеличением 26х обеспечивает четкое наведение.

• Минимальное расстояние фокусирования 30 см. позволяет применять нивелир в стесненных условиях.

• Наводящие винты с приводом бесконечной наводки для быстрого и точного наведения на рейку.

• При использовании штатива со сферической головкой нивелир легко и быстро устанавливается даже на неровной поверхности.

• Дальномерные нити сетки нитей позволяют вычислять расстояния.

• Легкая и быстрая юстировка прибора с помощью прилагаемого юстировочного инструмента.

Комплектация нивелира Sokkia С310: прибор, отвес, крышка на объектив, виниловый чехол, юстировочные инструменты, инструкция на русском языке, футляр.

Техническая характеристика нивелира Sokkia C310представлена в табл.11.

Таблица 11.

Увеличение зрительной трубы	26х
Ошибка измерения	2,0 мм
Минимальное расстояние визирования	0,3 м
Диапазон действия компенсатора	±15
Размеры	215х130х135 мм
Вес	1,8 кг

5.5 Методика выполнения полевых работ

Нивелирование IV класса выполняется методом из середины при расстояниях от нивелира до реек 100 - 150 м (150 м допускается при применении нивелиров с увеличением более 30^x и спокойных, отчетливых изображениях). Расстояния от нивелира до реек измеряются тросиком или шагами. Неравенство плеч допускается до 5 м, а накопление неравенств - до 10м.

После установки нивелира на станции по круглому уровню наблюдения ведут по способу средней нити. Последовательность взятия отсчетов, записи их в журнал нивелирования и вычислений в журнале указаны цифрами в скобках (таблица 12).

Таблица 12

N станций	Дальномер- ные расстоя	отсчеты по рейке		Превышение,	Среднее пре
N реек	ния до задней и перед. Реек	задней	передней	мм	вышение, мм
1-2	(7) (8)	(1) (4) (6) (9)	(2) (3) (5) (10)	(11) (12) (14)	(13)
Постраничные контрольные вычисления	(21)	(15) (16) (19)	(16)	(17) (20)	(18)

Последовательность выполнения работы на станции:

- наведение зрительной трубы на черную сторону задней рейки и после приведения пузырька уровня в нуль - пункт (элевационным винтом) взятие отсчета по верхней (1) дальномерной и средней (2) нитям;

- наведение трубы на черную сторону передней рейки и, приведя пузырек уровня на середину, взятие отсчета по верхней (3) и средней (4) нитям;

- поворачиваю переднюю рейку и берут отсчет на красной стороне по средней нити (5);

- наведение зрительной трубы на красную сторону задней рейки и, приведя пузырек уровня в нуль - пункт, взятие отсчета по средней нити (6).

После этого производятся вычисления в журнале:

- половину расстояния в дальномерных единицах до задней рейки

(7) = (2) - (1) и до передней - (8) = (4) - (3);

их колебания не должны превышать 2.5 м (при к =100 колебание составит 25 единиц);

- разность нулей красной и черной сторон задней и передней реек

(9) = (6) - (2); (10) = (5) - (4);

- превышения по черным сторонам реек

(11) = (2) - (4);

-превышения по красным сторонам реек

(12) = (6) - (5);

- среднее превышение на станции

где d_H разность нулей красных сторон пары реек, полученная при их исследовании;

- разность нулей красных сторон пары реек (14) = (10) - (9) (уклонение величины (14) от d_H допускается не более 5 мм);

При нивелировании IV класса на станции необходимо соблюдать следующие контроли:

- превышения, определенные по черной (11) и красной (12) сторонам реек, могут отличаться не более чем на 5 мм с учетом смещения нулевого деления красной стороны рейки:

мм

- неравенство расстояний от нивелира до реек не должны превышать 5м, а накопление в секции - 10 м;

- высота визирного луча над поверхностью земли должна быть не меньше 200 мм.

В ходе работы при построении нивелирной сети возникли неизбежные особые случаями нивелирования, в частности нивелирование через водные препятствия, ширина которых превышает длину визирного луча, установленную инструкцией для данного класса нивелирования. Нивелирование производят в наиболее узких местах и по возможности используют острова и отмели. Высота визирного луча над водой должна быть не менее 3 м. Луч не должен проходить над зарослями, островами и отмелями.

Нивелирование производят в благоприятное время (при хорошей видимости)

Нивелирование через препятствие шириной до 200 м производится следующим способом в том случае, если есть возможность установить нивелир и рейки таким образом, чтобы оба луча визирования проходили в одинаковых условиях, т. е. если есть заводи, а нивелир и рейки можно расположить так, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9 – Нивелирование через водные пространства

На противоположных берегах закрепляются временные реперы R₁ и R₂, на которые устанавливают рейки, а в точке "U" устанавливается нивелир так, чтобы было выдержано равенство расстояний от нивелира до реек (рис. 9, а). Нивелирование производится обычным способом, т.е. так же как определяются превышения по трассе нивелирования. Отличие нивелирования через препятствия от обычного состоит в том, что по рейке берется по три отсчета и из них вычисляется среднее, по которому и определяется превышение. Превышения определяются из двух приемов. Между приемами меняют горизонт инструмента на 3 - 5 см.

В обратном ходе нивелирование через препятствие выполняют в другую половину дня.

Этот же способ применяют и при нивелировании через препятствие шириной до 400 м, если есть острова (или отмели), позволяющие установить инструмент так, чтобы расстояния до реек были одинаковы и оба визирные луча проходили в одинаковых условиях.

Расхождения в превышениях, полученных из разных приемов, допускаются при нивелировании IV кл. - 7 мм.

При допустимых расхождениях берется среднее значение превышения из двух приемов.

Нивелирование IV класса при ширине препятствия 200 - 400 м может быть произведено по урезу воды.

В месте спокойного течения реки на противоположных берегах закрепляются реперы R₁ и R₂ (рис. 10).

Рисунок 10 – Нивелирование по урезу воды

На линии, перпендикулярной направлению течения, выкапывают две лунки, которые соединяются канавками с рекой и поэтому заполняются водой. В лунки одновременно забиваются колышки А и В, превышение между которыми принимается равным нулю (точки на уровенной поверхности).

Обычным способом определяются превышения h₁ между R₁ и точкой А и h₂ - между точкой В и R₂. Превышение между реперами R₁ и R₂ будет

.

Превышение определяется дважды через лунки сделанные в новых местах.

Расхождение между превышениями, полученными из двух определений, допускается до 20 мм