УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 5 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА Н3 |
Юнес Ж.А. |
1. Назначение и виды нивелирования
Нивелирование:
−Это процесс определения превышений между точками местности.
Превышения:
−Нужны для решения многих инженерных задач, в частности для отображения рельефа на топографических картах. Зная превышения, можно по высоте одной из точек определить высоту других.
Виды нивелирования:
−Геометрическое нивелирование: превышения определяют горизонтальным лучом, выполняется при помощи нивелира;
−Тригонометрическое нивелирование: нивелируют наклонным лучом, выполняется при помощи угломерными приборами (теодолит, ...);
−Барометрическое нивелирование основано на зависимости между высотой точки над уровнем моря и атмосферным давлением, выполняется при помощи барометра;
−Гидростатическое нивелирование: поведения жидкости в сообщающихся сосудах.
По точности другие методы уступают гидростатическому нивелированию, при котором превышение между точками можно определить с ошибкой до сотых долей миллиметра. На порядок уступает ему геометрическое нивелирование, а на два порядка - тригонометрическое. При барометрическом нивелировании ошибка может достигать десятков сантиметров
2. Геометрическое нивелирование и его виды
Во время геометрического нивелирования превышение между точками получают как разность отсчётов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышение не более длины рейки, поэтому при больших превышениях в горной местности его эффективность падает.
Различают два вида геометрического нивелирования: из середины и вперед.
рис.1 Схема геометрического нивелирования из |
рис.2 Схема геометрического нивелирования |
середины |
вперед |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 5 УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА Н3 Юнес Ж.А.
При нивелировании из середины для определения превышения между двумя точками (А и В, рис.1), нивелир располагается между ними, расстояние от места I установки нивелира
(станции) до точки называется плечом. При нивелировании из середины плечи должны быть |
||
одинаковыми, расстояние между точками обычно не превышает 300 м. |
||
РП |
условно назовем задней ( ), а другую - передней |
|
Одну из реек, установленных на точках, |
||
( ). В точках пересечения визирного |
луча с рейками берут |
отсчеты З и П, обычно в |
РЗ |
миллиметрах. Если деления на рейках начинаются от нуля, то отчет З - это высота луча над точкой А, а отчет П - его высота над точкой В. Из рис.1, следует, что превышение - это
разность отсчетов по рейкам: |
известна, то |
|
|||
Если высота |
задней точки |
= З − П |
горизонт прибора (ГП), это высота визирного |
||
На практикеНоченьА |
часто используют понятие |
||||
НВ = НА + |
луча, на основании рис.1 можно сказать, что указанная высота есть сумма высоты точки и |
|
отсчета по установленной на ней рейке: |
ГП = НА + З = НВ + П |
При нивелировании вперед прибор размещают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился над задней точкой (рис.2), а на передней устанавливают рейку и берут отсчет П. Рулеткой или как либо иначе измеряют высоту визирного луча над точкой А. Этот отрезок от точки до центра окуляра называют высотой= −Пприбора. Превышение при нивелировании вперед можно вычислить по формуле:
3. Тригонометрическое нивелирование
Тригонометрическим называется нивелирование наклонным лучом (рис.3). Его широко применяют в процессе топографической съемки местности, а также при создании высотного съемочного обоснования.
Рис.3. Схема тригонометрического нивелирования
При тригонометрическом нивелировании превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальным проложениям). Тригонометрическое нивелирование позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость, но его точность ограничена из-за недостаточно точного учёта влияния на величины вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности. Превышение определяется по измеренному теодолитом углу наклона линии визирования с
одной точки на другую α |
и расстоянию между этими точками |
|
. Тригонометрическое |
||
нивелирование применяется( |
)при топографической съемке и других |
работах. |
α . |
||
|
( ) |
|
= sin ( ) |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 5 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА Н3 |
Юнес Ж.А. |
4. Устройство нивелира Н3
Нивелир – геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек местности (превышений) посредством горизонтального визирного луча.
|
1- |
|
2- |
|
3- |
|
4- |
|
5- |
|
6- |
|
7- |
|
8- |
|
9- |
|
10- |
|
11- |
Нивелира Н3 |
12- |
13- |
уровень при зрительной трубе с системой призм, визиры, закрепительный винт, элевационный винт, установочная пластина, подъемные винты, подставка, круглый уровень, наводящий винт,
крепление зрительной трубы к подставке, юстировка изображения (резкость), объектив зрительной трубы, зрительная труба с уровнем.
Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3 при положениях пузырька цилиндрического
уровня вне нуль-пункта (а,б) и в нуль-пункте (в)
Отсчет по рейке – целое четырёхзначное число берётся в миллиметрах:
−первые две цифры – сантиметры
−четвёртая цифра – миллиметры (оцениваются на глаз); Отсчет по средней нити равен = 1746
Шкала нивелирной рейки
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 5 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА Н3 |
Юнес Ж.А. |
5. Основные проверки нивелиров
1- Проверка правильности установки круглого′ ′1 уровня. 1
Круглый уровень установлен верно, если ось уровня параллельна вертикачьной оси вращения нивелира. Для проверки подъемными винтами приводят пузырек уровня в нульпункт, после чего поворачивают зрительную трубу на 180°. Если пузырек не изменил своего положения (остался внутри нанесенных на ампулу окружностей) — условие выполнено. В противном случае исправительными винтами круглого уровня смешение уменьшают на половину и указанные выше действия повторяют.
2- Проверка установки сетки нитей. 1
Горизонпитьная нить сетки должна быть перпендикулярна оси . После горизонтирования прибора условие можно проверить по вертикальной нити и отвесу, подвешенному в 20-25 м от нивелира. Иногда примерно на таком же расстоянии устанавливают рейку и берут отсчеты по левому и правому краям средней нити. Эти отсчеты должны быть равны. Если условие не выполняется, сетку разворачивают.
3- Проверка главного геометрического условия.
Для нивелиров с уровнем при трубе это условие формулируется следующим образом; ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы, для нивелиров с компенсатором - в пределах работы компенсатора визирная ось должна быть горизонтальна.
Схемы выполнения проверки: а - из середины; б - с краю
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 5 УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА Н3 Юнес Ж.А.
Существует несколько вариантов проверки этого условия. Если не предполагается проведения высокоточных работ, предпочитают использовать нивелирование из середины и с краю. Для этого линию длиной около 80 м закрепляют колышками (точки 1 и 2), на которых устанавливают рейки. Нивелир располагают посередине, приводят его в рабочее положение,
берут отсчеты |
и вычисляют превышение . |
|
||||
устанавливают вблизи одной из реек и определяют превышение . Оно уже не |
||||||
Затем нивелирЗ1, П2 |
|
|
|
|
hC |
hК |
равно истинному значению |
. |
|
|
|||
Равенство превышений |
|
и |
|
, полученных при нивелировании из середины и с краю, и |
||
является признаком |
выполнения главного условия. Разность между ними не должна |
|||||
|
hC |
|
hК |
|
|
превосходить 4 мм.
6. Работа на станции технического нивелирования
Порядок нивелирования на станции ( на практике):
1.Нивелир устанавливают в рабочее положение, а рейки – на прочно вбитые в землю колья или на отмеченные точки на асфальте;
2.Трубу нивелира наводят на черную шкалу задней рейки, элевационным винтом приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт (для нивелира Н3), берут отсчет по средней нити сетки (3ч) и записать его в журнал (1);
3.Рейку поворачивают красной шкалой к нивелиру, снова берут отсчет (3к) и записать его в журнал (4);
4.Трубу нивелира поворачивают вокруг его оси и наводят на черную шкалу передней рейки,
устанавливают пузырек уровня в нуль-пункт, берут отсчет по средней нити ( пч) и записывают его в журнал (2);
5. Рейку поворачивают красной шкалой к нивелиру, снова берут отсчет (пк) и записать его в журнал (3);
6. Вычислить: разности красного и чёрного отсчетов по каждой рейке (5) и (6), чёрное и
красное превышения (7) и (8) «задняя - передняя», их разность 9) «чёрное - красное». |
|||||||||
• Вычисляют среднее превышение (10) по формуле |
|
1 |
Ч |
К |
вычисляют |
||||
• |
В некоторых случаях, в зависимости от |
типа рейки и нивелира, |
|||||||
|
|
|
= 2 |
( |
+ ) |
в |
|||
|
|
|
друга неЧ |
болееК , чем на 5 мм, |
|||||
Если полученные превышения отличаются друг от |
= ( |
+ |
± ) |
|
|||||
|
среднее превышение (10) по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
независимости от ±100, в противном случае наблюдения на станции повторяют; |
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 5 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА Н3 |
Юнес Ж.А. |
|||||
|
|
|
Журнал измерения превышений |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номера |
Расстояния |
|
Отсчет по рейкам |
Среднее |
||
|
станций |
|
|
|
превышение |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
до реек |
Задняя |
Передняя |
Превышение |
|
||
|
и реек |
|
|
|
|
мм |
|
|
1 |
|
1739 (1) |
1971 (2) |
-232 (7) |
|
|
|
1-2 |
|
6430 (4) |
6761 (3) |
-331 (8) |
-232 |
|
|
|
|
4691 (5) |
4790 (6) |
+99 (9) |
(10) |
|
7. Измерение расстояния по нитяному дальномеру
Для расстояния от нивелира до рейки нужно навести трубу на рейку и взять два
отсчета: 1 - по верхней дальномерной нити, 2 - по нижней дальномерной нити. Вычислить расстояние в метрах по формуле (коэффициент= | 1 − 2| дальномера100/1000мравен 100)
Лабораторная работа выполняется бригадой из двух студентов; каждый студент выполняет.
ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ
1- Формат бумаги А4
2- Титульный лист
3- Изучить назначение и виды нивелирования 4- Изучить устройство нивелира Н3 и его поверки 5- Измерить превышение между двумя точками
6- Измерить с помощью нитяного дальномера расстояния до задней и передней рейки
Если полученные превышения ≤ ± мм , наблюдения на станции повторяют
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 3 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА 2Т30 |
Юнес Ж.А. |
1. Что такое теодолит
геодезический инструмент для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов; состоит из вращающегося вокруг вертикальной оси горизонтального круга (лимба) с алидадой, на подставки которой опирается горизонтальная ось вращения зрительной трубы и вертикального круга. Применяется при геодезических, астрономических, инженерных работах.
2.Технические характеристики теодолита 2т30:
−Изображение обратное.
−Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом 20” для горизонтального угла; 30” для зенитного расстояния;
−Увеличение зрительной трубы 20-Х
−Угол поля зрения 2°
−Наименьшее расстояние визирования 1,2 м
−Наружный диаметр оправы объектива 38 мм
−Цена деления лимбов 1°
−Увеличение оптического центрира 1,8-X
−Угловое поле зрения центрира 8°
−Масса теодолита с подставкой 2,3 кг
3.Устройство теодолита 2т30
1 – основание;
2 – подъёмные винты;
3 – подставка;
4 – закрепительный винт лимба;
5 – наводящий винт лимба;
6 – закрепительный винт алидады;
7 – наводящий винта алидады;
8 – уровень алидады горизонтального круга; 9 – закрепительный винт трубы;
10 – наводящий винт трубы;
11 – кремальера наведения на резкость;
12 – окуляр трубы;
13 – оптический визир;
14 – кремальера фокусировки трубы;
15 – фокусировочное кольцо окуляра шкалового микроскопа; 16 – вертикальный круг
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 3 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА 2Т30 |
Юнес Ж.А. |
4. Основные геометрические оси теодолита
ZZ – ось вращения алидады;
HH – ось вращения зрительной трубы; VV – визирная ось зрительной трубы; SS – вертикальная нить сетки нитей; UU – ось уровня при алидаде горизонтального круга;
5. Определить цену деления лимба λ.
Каждый= 1° градус лимба подписан, поэтому если градусное деление не разделено на части, то λ ; именно так устроен лимб теодолита 2Т30.
6. Определить цену деления µ отсчётного устройства – шкалового микроскопа. |
||||
Точность взятия |
= 1° |
= 60 |
= 5 |
|
|
12 |
|
12 |
|
Вся шкала шкалового микроскопа равна одному делению лимба и разделена на 12 |
||||
частей, следовательно, µ |
|
′ |
|
′ |
|
|
|
отсчёта по лимбу равно одной десятой от µ.
7. Правильно отсчитывать по горизонтальному и вертикальному лимбам.
1- По горизонтальному лимбу:
Записать градус лимба, находящийся внутри шкалы шкалового
микроскопа между «0 и 6», (на рисунке это |
|
); отсчитать |
|
|
|
нулевого штриха |
|
минуты по шкале шкалового микроскопа от134° |
|
||
2- По |
134° 06,5 |
|
|
до штриха записанного градуса лимба, (на рисунке это ′); |
|||
отсчёт по лимбу равен |
′; |
|
6,5 |
вертикальному лимбу:
Отсчет выполняется аналогично, только подписы шкалы шкалового микроскопа выбираются в зависимости−от2°знака19,0 градусного штриха – (отсчет по лимбу на рисунке ′)
Индексом для отсчитывания служат штрих лимба, отсчет берут с точностью до 0,5'. Если в пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба со знаком "–", отсчет берут по нижнему ряду цифр шкалы со знаками "–" (–6…–0, справа – налево).
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 3 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА 2Т30 |
Юнес Ж.А. |
8.Поверки теодолита
8.1.Поверка цилиндрического уровня алидады горизонтального круга.
−Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярно оси вращения теодолита.
−Алидада (теодолит) поворачивается так, чтобы уровень располагался параллельно прямой, соединяющей два подъемных винта подставки
−Вращением этих винтов в противоположных направлениях вывести пузырек уровня на
−После алидада поворачивается на 90° и третьим подъемным винтом пузырек уровня
−Затем повернув алидаду на 180° и оценивается смещение пузырька от среднего
положения.
−Если при поверки уровня смещение его пузырька превышает одно деление, то половина смещения исправляется с помощью исправительных винтов уровня. А вторая половина с помощью вращения подъемного винта.
8.2. Поверка коллимационной ошибки.
Коллимационная ошибка — горизонтальный угол между оптической и визирной осями зрительной трубы. Оптическая ось прибора - это прямая, проходящая через оптические центры окуляра и объектива. Зрительная ось это прямая, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей
− Навести трубу на точку вблизи горизонта при круге лево (КЛ), взять отсчет по горизоньтальному лимбу L
− |
Перевести трубу через зенит и навести ее на ту же точку при круге право (КП), взять |
|||
ПримерВычислить: |
двойную коллимационную ошибку |
2 = − ( ± 180°) |
||
− |
|
= 304° 29.0′ |
2 = 124° 27,5′ − (304° 29.0′ − 180°) = 1,5′ |
|
= 124° 27,5′ |
8.3. Поверка места нуля вертикального круга.
Для получения места нуля нужно выполнить следующие действия:
− Навести трубу на точку при (КЛ), привести пузырёк уровня при алидаде вертикального круга в нульпункт и взять отсчет по вертикальному L.
− Перевести трубу через зенит, навести трубу на точку при (КП), привести пузырёк
уровня в нульпункт и взять отсчет по вертикальному R |
||||
У теодолита 2Т30 нет уровня |
М |
|
|
( + ) |
|
= |
|||
− Вычислить место нуля М по формуле |
|
|
при алидаде вертикального круга, поэтому нужно особенно тщательно следить за тем, чтобы пузырёк уровня при алидаде горизонтального круга находился в нульпункте.
Лабораторная работа выполняется бригадой из двух студентов; каждый студент выполняет:
1- Записать и расшифровка тип (марку) теодолита 2- Изучить расположение зажимных и наводящих винтов 3- Выполнить поверки теодолита
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лаб. 3 |
УСТРОЙСТВО И ПОВЕРКИ ТЕОДОЛИТА 2Т30 |
Юнес Ж.А. |
ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ
1- Формат бумаги А4
2- Титульный лист
3- Устройство теодолита 2т30
a. Изучить расположение зажимных и наводящих винтов
4- Поверка цилиндрического уровня алидады горизонтального круга
a.Как выполнят поверку цилиндрического уровня
b.Результат поверки
5- Поверка коллимационной ошибки
a.Как выполнят поверку коллимационной ошибки
b.Результат поверки
Если в результате поверки цилиндрического уровня, пузырек ушел из нульпункта на более чем на одно деление, то поверку повторить еще 2 раза и показать результат.
Если в результате поверки коллимационной ошибки С ≤ ′, то поверку нужно
выполнят еще раз и показат результат.