Способы геометрического нивелирования

Измерение превышений – нивелирование

Лекция 5

 

Задачами вертикальной съемки местности являются: а) измерение превышений между точками и б) определение высот точек относительно отсчетной уровенной поверхности. Этот вид геодезических работ называется нивелированием.

В зависимости от используемых приборов различают следующие виды нивелирования:

геометрическое; превышение между точками измеряют с помощью прибора с горизонтальным визирным лучом – нивелиром;

тригонометрическое; проводят наклонным визирным лучом теодолита по результатам измерения угла наклона визирной линии и расстояния между точками;

физическое; подразделяется на гидростатическое, барометрическое и аэрорадионивелирование. При гидростатическом нивелировании превышения между точками определяют по разности уровней жидкости в сообщающихся сосудах. Барометрическое нивелирование выполняют с помощью барометров, и разность высот точек соотносят с разностью атмосферного давления в этих точках. Аэрорадионивелирование выполняют с помощью радиовысотомера и статоскопа, позволяющих установить высоту самолета над земной поверхностью и ее изменение за время полета;

автоматическое (механическое) нивелирование осуществляется с помощью нивелиров–автоматов, находящихся на транспортных средствах и содержащих маятниковое устройство с самописцем, автоматически вычерчивающим профиль пройденного пути.

В инженерной практике наиболее часто выполняют геометрическое и тригонометрическое нивелирование.

 

 

1. Нивелирование вперед (рис.2.16).

Нивелир устанавливают в исходной точке А, а вертикальную рейку (трех– или четырехметровую планку с сантиметровыми делениями) – в определяемой точке В. по измеренной высоте i прибора и отсчету b по рейке находят превышение h и отметку H точки В:

; . (53)

(Формулы имеют алгебраический смысл).

2. Нивелирование из середины (рис.2.17).

В нивелируемых точках А и В ставят рейки. Нивелир устанавливают между ними (не обязательно в створе), и по разности заднего а и переднего b отсчетов находят превышение h:

; . (54)

(Для контроля измерений применяют двустороннеокрашенные рейки, у которых деления черной стороны начинаются с нуля, а нуль красной стороны смещен на некоторую постоянную величину). Эти два способа применяют при расстояниях от инструмента до рейки в пределах 100 – 150 м.

 

 

3. Сложное (последовательное нивелирование) (рис.2.18).

Это способ используют, когда требуется определить отметки ряда точек или передать отметку с исходного пункта (репера) на удаленную точку местности. Здесь на каждой станции снимаются отсчеты по рейке и вычисляют превышения. Общая последовательность таких станций называется нивелирным ходом.

Из рис.2.18 следует, что

. (55)

В нивелирных работах при расстояниях более 100 м в результаты измерений нужно вводить поправку за кривизну Земли и рефракцию. Эта общая поправка в среднем составляет величину

, (56)

где R – радиус Земли; d – расстояние между точками.

При нивелировании вперед с учетом (56)

, (57)

а при нивелировании из середины

. (58)

Из (58) следует, что при примерном равенстве расстояний от инструмента до реек эту поправку можно не вводить. В этом заключается одно из преимуществ нивелирования из середины.