Розділ 2. Нівелювання

2.1. Суть нівелювання. Прилади, які використовують при нівелюванні

Нівелюванням називаються геодезичні роботи з вимірювання перевищень, різниці висот точок.

Розрізняють такі методи нівелювання:

• геометричне;

• тригонометричне;

• гідростатичний;

• барометричний;

• механічне;

• стереофотограмметричне.

Геометричне нівелювання проводиться горизонтальним візирним променем, який отримують найчастіше за допомогою приладів, які називаються нівелірами. Точність геометричного нівелювання характеризується середньою квадратичною похибкою нівелювання на 1 км подвійного ходу рівній від 0.5 до 10.0 мм в залежності від типу використовуваних приладів.

Тригонометричне нівелювання передбачає вимірювання відстані і кута нахилу, які необхідні для обчислення перевищень по тригонометричним формулами.

Фізичне нівелювання поділяється на 2 види:

1. Гідростатичне нівелювання засноване на властивості поверхні рідини в сполучених посудинах встановлюватися на одній висоті.

2. Барометричне нівелювання використовує залежність висот точок місцевості від величини атмосферного тиску в цих точках. Найбільш точні барометри дозволяють визначати перевищення з похибкою 0.3 – 0.5 м.

Радіолокаційне нівелювання роблять за допомогою визначення довжини шляху проходження електромагнітних хвиль відбитих від земної поверхні.

Механічне нівелювання роблять за допомогою спеціального приладу, що містить датчик кутів нахилу поздовжньої осі транспортного засобу щодо маятника, що зберігає прямовисне положення, і датчик шляху. Похибка такого нівелювання зі швидкістю 30 км / год від 0.3 до 0.6 м на 1 км ходу.

Геометричне нівелювання виконується горизонтальним променем візування. Перед нівелюванням точки на місцевості закріплюють кілочками, милицями, башмаками, на які встановлюють вертикально нівелірні рейки. Місце установки нівеліра для роботи називають станцією, а відстань від нівеліра до рейки - плечем нівелювання.

Розрізняють три способи геометричного нівелювання: складний, з середини і вперед.

При нівелюванні з середини нівелір встановлюється приблизно на рівних відстанях від рейок, поставлених на точки А і В, а перевищення обчислюють за формулою:

h = a + b

а - з середини; б - вперед

де а і b - відліки в мм по рейках, встановленим відповідно на задній по ходу руху при нівелюванні і передньої точках.

Якщо відома висота НА задньої точки А, то висота передньої точки В

НВ = НА + h.

При нівелюванні вперед нівелір ставлять так, щоб його окуляр знаходився над точкою А, вимірюють висоту приладу i, потім візуючи на рейку, прямовисно поставлену в точці В, беруть відлік b. У цьому випадку:

h = i - b.

При нівелюванні декількох точок для обчислення їх висот використовують горизонт приладу, яким називають висоту горизонтальної лінії візування, тобто горизонт приладу дорівнює висоті точки, на якій встановлена ​​рейка, плюс відлік по рейці. З рис. 30 б слід:

ДП = HA + i; Нb = ГП - b.

Нівеліри бувають трьох класів точності:

1) Н-05, Н-1, Н-2 - високоточні для нівелювання I і II класів;

2) Н-3 - точні для нівелювання III і IV класів;

3) Н-10 - технічні для топографічних зйомок та інших видів інженерних робіт.

Для установки нівеліра в робоче положення його закріплюють на штативі становим гвинтом і обертанням спочатку двох, а потім третіх підйомних гвинтів приводять бульбашку круглого рівня на середину. Відхилення бульбашки від середини допускається в межах другої кола. В цьому випадку діапазон роботи елеваціонним гвинта дозволить встановити пляшечку циліндричного рівня в нульпункт і встановити візирну вісь зорової труби в горизонтальне положення при дотриманні головної умови (для нівеліра з циліндричним рівнем UU1 WW1). Наближене наведення на нівелірну рейку виконують за допомогою мушки, розташованої зверху зорової труби. Більш точне наведення здійснюють обертанням навідного гвинта зорової труби, яку перед відліком по рейці попередньо встановлюють по оку (обертанням окуляра) і по предмету (обертанням кремальєри) для чіткого спільного зображення сітки ниток і поділів на нівелірної рейці. Перед відліком по середній нитці ретельно поєднують кінці бульбашки циліндричного рівня в поле зору труби, повільно обертаючи елеваціонний гвинт.