Нивели́р (рис.4) — геодезический инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.
Рисунок 4 – Строение нивелира
Выделяются четыре основных элемента прибора
1. Оптическое устройство, так называемая зрительная труба. Принцип работы этой детали — свободное вращение в горизонтальной плоскости. Главной функцией зрительной трубы является наведение системы на объект съемки.
2. Цилиндрический уровень. Эта деталь является исключительно чувствительным устройством. Его назначением является определение точности ориентирования нивелира относительно отвеса. Точность расположения горизонтальной оси определяется по нахождению пузырька уровня в так называемом «нуль-пункте».
3. Трегер. Подставка для зрительной трубы с тремя винтами, регулирующими высоту расположения.
4. Винт элевационный. Эта деталь отвечает за однозначное ориентирование. Для определения параметра необходимо визирную линию прибора привести в горизонтальное положение.
Кроме того, в конструкцию оптических нивелиров последних моделей в большинстве случаев встроен компенсатор. Его задача — поддержание инструмента в строго горизонтальном положении и, как следствие, исключение погрешностей, которые могут быть вызваны даже небольшим наклоном прибора, при этом геодезическая съемка становится более точной.
Выбор типа оптического нивелира основан на требуемой точности измерений в зависимости от уровня проводимых геодезистом работ.
Рассмотрим процесс нивелирования IV класса так называемым методом «средней нити».
В первую очередь прибор приводится в рабочее состояние с помощью контактного или цилиндрического уровня. Затем производятся наведение зрительной трубы на поверхность черной стороны задней рейки и приведение пузырька уровня в упомянутый «нуль-пункт» (посредством подъемных или элевационного винтов). Теперь дальномерные и средние штрихи позволяют снять отсчет.
Затем таким же образом производим съемку при наведении зрительной трубы на поверхность черной стороны передней рейки, далее — на поверхность красной стороны передней части рейки и, наконец, по поверхности черной стороны задней части рейки.
В случае использования оптического нивелира с компенсатором первое, что нужно сделать, — установить устройство в рабочее положение, проконтролировать нормальное рабочее состояние компенсатора. И лишь потом можно приступать к съемке.
В процессе съемки все наблюдения необходимо фиксировать в полевом журнале. Еще удобнее — использование для этих целей запоминающего устройства регистратора. При обнаружении разницы в значениях превышения более 5 мм необходимы повторные измерения, причем в этом случае необходимо изменить высоту прибора по меньшей мере на 3 см.
Заканчивая полевые работы, необходимо подсчитать невязку по линии меж исходных реперов. Ее значение не должно быть выше 20 мм. Результаты полевых работ заносятся в специальную ведомость превышений.
Поверки нивелира
Так как нивелир является точным оптическим прибором, то к нему предъявляются жесткие геометрические условия, которые и обеспечивают заданную точность нивелира. Процесс выявления отклонения от этих условий называется поверкой нивелира.
1)Поверка круглого уровня.
Условие: ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира (ось круглого уровня – это нормаль к поверхности шлифовки уровня в точке нуль-пункта).
Чтобы проверить данное условие, необходимо установить зрительную трубу оптического нивелира параллельно двум любым подъемным винтам. С помощью подъемных винтов привести пузырь круглого уровня в нуль-пункт, после чего повернуть верхнюю часть прибора вокруг вертикальной оси на сто восемьдесят градусов. Если после этого пузырь уровня останется в центре ампулы, то есть, в нуль-пункте, то условие выполнено. В противном случае необходимо произвести юстировку, то есть выполнить совокупность действий для достижения верного взаимного положения элементов нивелира и правильного их взаимодействия. Юстировка круглого уровня подразумевает следующие действия: с помощью юстировочных винтов круглого уровня смещают пузырь на половину всего отклонения к центру ампулы, оставшееся отклонение убирают подъемными винтами. Поверку повторяют до тех пор, пока условие не будет выполнено.
2)Поверка горизонтальности визирной оси
Условие: при положении пузырька в центре нуль-пункта, линия наведения (визирования) должна быть горизонтальна.
Для проверки данного условия, выберите две точки (назовём данные точки A и B) на расстоянии 30 метров друг от друга и вертикально установите на них нивелирные рейки. Зафиксируйте прибор на штативе посередине между рейками. Приведите прибор в рабочее положение, возьмите отчеты по рейкам и вычислите превышение между точками.
Взяв отчет по рейке В, сравниваете его с теоретическим. Если разность между отчетами превышает 3 миллиметра, необходимо выполнить юстировку. Для этого необходимо отвернуть защитную крышку окуляра и с помощью юстировочной шпильки из комплекта прибора поворачивать юстировочный винт до тех пор, пока отчет по средней горизонтальной нити не станет равен теоретическому. После чего необходимо повторить поверку.
3)Проверка работоспособности компенсатора нивелира
Условие: при наклонах нивелира визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной в пределах работы компенсатора.
Для выполнения проверки пузырь круглого уровня приводят в нуль-пункт, наводят визирную ось зрительной трубы на вертикально установленную линейку, тщательно фокусируются и берут отсчет (к примеру, А1). Подъемными винтами задают наклоны оси вращения нивелира. Всего необходимо получить четыре положения пузырька круглого уровня при наклоне оси нивелира подъемными винтами, влево, вправо, вперед и назад. После каждого наклона оси берут отсчет по линейке (А2, А3, А4 и А5). Разность значений (А1– А2), (А1– А3), (А1– А4), (А1– А5) во всех случаях не должна превышать одного миллиметра.