При техническом нивелировании отсчеты по рейке выполняются по средней нити по черной стороне и по средней нити по красной стороне. Неравенство плеч контролируется нитяным дальномером либо шагами.
Обязательно следует различать направление нивелирования, то есть определять положение заднего и переднего пунктов нивелирования.
При нивелировании группы точек прокладывается нивелирный ход, который должен включать не менее двух реперов. Как исключение допускается замкнутый нивелирный ход с опорой на один репер. При производстве работ требуется обеспечить необходимый контроль на каждой станции и в целом по ходу.
4.1. Измерение превышений на станции
Пункты нивелирования обязательно до начала работ должны быть закреплены на местности и на сооружениях специальными знаками. Могут использоваться переносные пункты - башмаки. Для опознания пунктов на местности рядом с ними устраивают сторожки.
Прибор устанавливается на равном удалении от пунктов нивелирования. Возможное отклонение от равенства визирных лучей не более 3...5 м для расстояний между пунктами 100 м. Равенство визирных лучей или, как говорят, плеч рекомендуется для исключения погрешностей главного условия и перефокусировки трубы.
Штатив устанавливается таким образом, чтобы расстояния между концами ножек были не менее половины длины ножек.
Ножки штатива следует вдавливать в грунт до упора. Нивелир устанавливается на штативе таким образом, чтобы наконечники подъемных винтов входили в пазы на головке штатива.
Нивелирование желательно выполнять двумя рейками с различным неравенством высот нулей черной и красной сторон. Возможно нивелирование с одной рейкой.
После приведения нивелира в рабочее положение производят отсчеты по задней рейке соответственно по черной (ач) и красной (ак) шкалам. Затем изменяют направление визирного луча и производят отсчеты по передней рейке по двум шкалам (bч) и (bк).
Не изменяя положения прибора, производят контроль на станции. Для этого вычисляются превышения по черным и красным отсчетам соответственно
hч=ач - b ч, (2)
h к = ак -bк +или- Рвн, (3)
где Рвн - разность высот нулей, при использовании одной рейки равна нулю.
Расхождение превышений на станции, определенных по формуле (3) и (4) не должно превышать 5 мм. Если это условие не выполняется, то все наблюдения, произведенные на станции, повторяют. Ошибочные отсчеты зачеркивают, а ниже записывают новые. Полезным на станции может быть контроль пятки рейки, то есть вычисление в журнале значений соответствующих красных и черных отсчетов.
При удовлетворительных результатах контроля вычисляется среднее арифметическое значение измеренного на станции превышения с округлением до целого четного (правило Гаусса).
4.2. Нивелирный ход
С целью оптимизации работ измерения организуют в виде нивелирного хода.
В нивелирном ходе различают три группы точек.
1. Связующие точки - такие геодезические пункты, которые нивелируются с двух станций по двум сторонам рейки. Их отметки вычисляются через увязанные превышения.
2. Промежуточные точки - закрепленные пункты или опознаваемые фрагменты местности, сооружений, которые нивелируются с одной станции по одной стороне рейки. Их отметки вычисляются через горизонт прибора. При крупномасштабных съемках к числу промежуточных точек обычно относят - буровые скважины, колодцы, вершины курганов, естественные выходы ископаемых, урезы воды в водохранилищах, выходы родников, устои мостов, головки рельсов железных дорог на перегонах и против станций, межевые и километровые столбы, опорные башмаки светофоров, опоры ЛЭП, линий связи и осветительной сети
3. «X» точки — это вспомогательные связующие точки, определяемые условиями видимости либо значительным перепадом высот. В качестве «X» точек могут использоваться переносные башмаки.
До начала измерений должна быть проведена рекогносцировка местности, намечен маршрут и установлены все точки нивелирного хода: Ход обязательно должен начинаться с репера и заканчиваться на репере.
Результаты измерений записываются в журнал (см. таблицу 1). Журнал обязательно дополняется схемой нивелирного хода (см. Рис.6), где указываются все реперы с отметками их высот.
После замыкания нивелирного хода, в полевых условиях, производится контроль по всему ходу. Для этого вычисляется полученная невязка по ходу в виде
fh п =[hср]-[hтеор] ММ, (4)
[ h ср ] - сумма средних превышений по всем станциям для связующих точек,
[ h теор ] - теоретическая сумма превышений конца хода над началом, равна разности отметок конечного и начального пунктов нивелирования. Для замкнутого хода эта сумма равна нулю.
Допускаемая невязка по ходу для технического нивелирования при длине хода до 1 км при числе станций п находится в виде
fhдоп = 10 (n)1/2, мм. (5)
Для более протяженных ходов
fhдоп =50 (L) 1/2, мм, (6)
где L- длина хода в километрах.
Если полученная невязка по ходу по абсолютной величине менее допускаемой, то полевые работы завершаются
4.3. Вычисление отметок
Для подтверждения правильности полевых вычислений производится постраничный контроль журнала. Для этого на каждой странице журнала находится сумма задних отсчетов [а] и сумма передних отсчетов [b], также сумма средних превышений [b]. Естественно, что для каждой страницы журнала число задних и число передних отсчетов должно совпадать.
Для постраничного контроля необходимо выполнение условия
[b]=([a]-[b])/2 (7)
Если контроль завершился успешно, то производится уравнивание превышений. Для этого вычисляются поправки в каждое измеренное превышение в виде
h*= -fh/n, мм. (8)
Значение поправки со своим знаком выписывается над каждым средним превышением.
Затем вычисляются исправленные (увязанные) превышения в виде
h ув = h ср +h*, мм (9)
и записываются в журнале под средними превышениями.
Отметки связующих точек вычисляются по следующему правилу.
Отметка последующей связующей точки равна отметке предыдущей связующей точки плюс исправленное превышение. После того, как вычислены отметки всех связующих точек, приступают к вычислению отметок промежуточных точек. Для этого по станциям, где имеются промежуточные точки вычисляют горизонты прибора в виде
ГПi| =Нзi +аi, м,(10)
где Н31 отметка задней связующей точки для i-ой станции, а; - черный отсчет по рейке, установленной на задней связующей точке для 1-ой станции.
Раздельно, для каждой станции, где имелись промежуточные точки, вычисляются их отметки в виде
Нk= ГП- сk, м (11)
где сk - отсчет по черной стороне рейки, для k-ой промежуточной точки.
Результаты вычислений записываются в журнал.