СОЗДАНИЕ ВЫСОТНОГО СЪЕМОЧНОГО ОБОСНОВАНИЯ
Высотное съемочное обоснование топографических съемок масштабов 1:5000…1:500 создается так называемым «техническим нивелированием». Полевые работы заключаются в проложении сети технического нивелирования, которая развивается для определения высот пунктов съемочного обоснования. Для производства технического нивелирования используют нивелиры с увеличением зрительной трубы не менее 20х и ценой деления уровня не более 40" на 2 мм. Нивелирные рейки должны быть шашечные с сантиметровыми делениями. Техническое нивелирование выполняется в одном направлении, способом из середины при нормальной длине визирного луча до 120 м. При хороших условиях видимости и спокойных изображениях длину луча можно увеличить до 150 м. Длина нивелирного хода зависит от высоты сечения рельефа, принятой для выбранного масштаба съемки, и согласно [1] не должна превышать величин, указанных в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Предельные длины нивелирных ходов
| Ходы технического нивелирования | Предельная длина хода, км, при высоте сечения рельефа, м | ||
| 0,25 | 0,5 | 1 и более | |
| Между двумя исходными реперами Между исходным пунктом и узловой точкой Между двумя узловыми точками | 1,5 |
На каждой станции неравенство плеч (расстояние от нивелира до реек) не должно превышать 5 м. Отсчеты по рейке производятся по средней нити. Рейки устанавливаются на точки теодолитного хода (вбитые в землю колышки), на нивелирные башмаки или костыли.
Работа на станции при выполнении технического нивелирования выполняется в следующем порядке:
1. Нивелир устанавливают посредине нивелируемой линии, соблюдая допуск неравенства плеч на станции, и приводят в рабочее положение.
2. Зрительную трубу нивелира наводят на заднюю рейку и по средней нити берут отсчет по черной стороне (1). Результат записывают в нивелирный журнал (табл. 4.2). Перед взятием отсчета по рейке лепестки пузырька цилиндрического уровня приводят в контакт.
Таблица 4.2
Журнал технического нивелирования
| Номер станции | Номер точки | З | П | Промежуточные | Превышения | |
| вычисленные | средние | |||||
| Rp 6 | 0787 (1) 5436 (4) 4649 (5) | 1438 (2) 6083 (3) 4645 (6) | -651 (7) -647 (8) -4 (9) | -649 (10) |
3. Зрительную трубу нивелира наводят на переднюю рейку и берут отсчет по черной стороне (2). Результат также записывают в нивелирный журнал (табл. 4.2).
4. Рейки поворачивают красными сторонами и берут отсчеты по красной стороне передней рейки (3), а затем по красной стороне задней рейки (4).
5. Вычисляют пяточные разности задней и передней реек как разность отсчета по красной и черной сторонам рейки: (4) - (1) = (5) и (2) - (3) = (6).
6. Вычисляют превышение по черной стороне реек как разность отсчетов по черной стороне задней и передней реек: (1) - (2) = (7) и превышение по красной стороне реек как разность отсчетов по красной стороне задней н передней реек: (4) - (3) = (8).
7. Находят разность превышений на станции, вычисленных по черной и красной сторонам реек: (7) - (8) = (9).
8. Контроль работы на станции:
а) значения пяточных разностей не должны отличаться на ± 5 мм от их значений, определенных из исследования реек (см. табл. 2.3);
б) разность превышений на станции не должна превышать 5 мм;
в) разность высот нулей пары реек должна равняться разности превышений на станции и не превышать 5 мм, т. е. (6) - (5) = (7) - (8).
9. Вычисляется среднее значение превышения [(7) + (8)] / 2 = (10).
Если контроль на станции не выполняется, то всю запись отсчетов и вычислений на станции перечеркивают одной чертой, меняют высоту инструмента и измерения повторяют заново.
Камеральные работы при техническом нивелировании состоят:
а) из предварительных вычислений;
б) окончательных вычислений.
Предварительные вычисления заключаются в обработке нивелирного журнала, которая состоит из проверки всех вычислений, выполненных на каждой станции, и в постраничном контроле. На каждой странице журнала подсчитывают: сумму всех отсчетов по средней нити, взятых по черной и красной сторонам задней рейки, согласно табл. 4.2, это сумма отсчетов (1) и (4). Аналогичные вычисления выполняются для передней рейки, т. е. находится сумма отсчетов (2) и (3). Затем находят сумму превышений, полученных по черной и красной сторонам реек, а также сумму средних превышений. После этого производится постраничньй контроль: при отсутствии арифметических ошибок должны иметь место следующие равенства:
1. Сумма превышений должна равняться разности сумм отсчетов, взятых по черной и красной сторонам задней и передней реек.
2. Сумма превышений, разделенная на два, должна равняться сумме средних превышений.
Окончательные вычисления заключаются в уравнивании хода технического нивелирования и в вычислении отметок всех его точек, которые выполняются в самом журнале технического нивелирования. Для этого находят итоговый постраничный контроль на последней странице журнала как сумму всех постраничных контролей. В результате получают сумму средних превышений по всему нивелирному ходу - å h ср. Высотная невязка ¦ h находится по принципу «практика» минус «теория», т. е.
¦ h = å h ср - å h теор;
å h теор = Нк - Нн,
где Нк, Нн - отметки начального и конечного исходных пунктов нивелирного хода.
В замкнутом нивелирном ходе å h теор= Нк - Нн = 0, тогда высотная невязка по ходу равна ¦ h = å h ср.
Она допускается в пределах
где L - длина нивелирного хода в километрах.
На местности со значительными углами наклона, когда число станций на 1 км хода более 25, допустимая невязка подсчитывается по формуле
где n - число станций в ходе.
Затем вьшолняется уравнивание превышений. Если невязка нивелирного хода допустима, то ее распределяют поровну на все станции хода. Если невязка не делится без остатка на число станций, то на первые станции даются меньшие поправки. Так, если на 13 станциях хода невязка получилась 34 мм, то на первые 5 станций следует дать поправки по 2 мм, а на последующие 8 - по 3 мм. Поправки даются со знаком, обратным знаку невязки.
Контроль вычислений: сумма поправок должна быть равна невязке с обратным знаком.
Алгебраически суммируя вычисленные превышения со своими поправками, получают уравненные превышения.
Контроль: сумма уравненных превышений в разомкнутом нивелирном ходе должна равняться å h теор, а в замкнутом ходе должна быть равна нулю, т.е. å h ур = 0.
Затем вычисляются отметки точек нивелирного хода по формуле
Нпосл = Нпред + h ур,
где Нпосл - отметка последующей точки нивелирного хода; Нпред - отметка предыдущей точки нивелирного хода; h ур - уравненное превышение между ними.
В результате выполненного уравнивания в конце разомкнутого нивелирного хода должна быть получена отметка конечного исходного пункта хода, а в замкнутом ходе - отметка начального исходного пункта.
Нивелирование IY класса
Нивелирование IY класса проводится как самостоятельный вид геодезических работ в соответствии с программой практики и развивается с целью сгущения высотного обоснования для топографических съемок.
Нивелирование IY класса выполняется в одном направлении между реперами высшего класса.
Нормальная длина луча визирования (плеч) принимается равной 100 м. Допускается увеличение визирного луча до 150 м при увеличении трубы нивелира не менее 30х и при отсутствии больших колебания изображений реек. Расстояние от нивелира до реек можно измерять нитяным дальномером. Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускается до 5 м, а их накопление по секции - до 10 м.
Высота визирного луча от нивелира до рейки на всем его протяжении над почвой должна быть не менее 0,2 м.
Работа с нивелиром на каждой станции выполняется в следующем порядке:
1. Устанавливают нивелир в рабочее положение с помощью круглого уровня.
2. Наводят трубу на черную сторону задней рейки, устанавливают пузырек цилиндрического уровня элевационным винтом точно на середину и берут отсчеты по верхней (0412), а затем по средней нитям сетки (0732) и записывают их в графу 3 журнала (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Журнал нивелирования IY класса
| Номер станции, номера реек | Дальномерные расстояния до задней и передней реек | Отсчеты по рейке | Превышение | Среднее превыше-ние, мм | |
| задней | передней | ||||
| Rp 49 - 2 | 320 (7) 323 (8) -3 / -3 | 0412 (1) 0732 (2) 5519 (6) 4787 (10) | 1720 (3) 2043 (4) 6730 (5) 4687 (11) | -1311 (12) -1211 (13) 100 (14) | -1311(15) |
| Контрольные вычисления по странице | 1279 (22) 1284 (23) | 42592 (16) -32592 +10000 | 32592 (17) | +10000 (18) +100 +10100 (20) +5050 (21) | +5049(19) |
3. Визируют на черную сторону передней рейки и, установив пузырек уровня элевационным винтом точно на середину, делают отсчеты по верхней (1720) и средней нитям (2043), которые записывают в графу 4 журнала.
4. Наводят трубу на красную сторону передней рейки и берут отсчет по средней нити (6730).
5. Наводят трубу на красную сторону задней рейки и берут отсчет по средней нити (5519). Отсчеты по красным сторонам реек, называемые контрольными, записывают третьей строкой в графах 3 и 4 журнала.
Обработка результатов наблюдений на станции выполняется по следующей схеме:
а) определяют высоту визирного луча, устанавливаемую отсчетами по среднему штриху по черным сторонам реек, записи (2) и (4) в журнале;
б) вычисляют расстояния (плечи), определенные по дальномерным нитям сетки до задней и передней реек (графа 2) как разность отсчетов (2) - (1) задней рейки (7), (4) - (3) передней рейки (8);
в) вычисляют неравенство плеч, учитывая, что отсчитывая по одному дальномерному штриху, получаем уменьшенные вдвое дальномерные расстояния. На станции неравенство плеч составляет в единицах рейки 3 мм ´ 2 = 6 мм (9). С учетом коэффициента дальномера неравенство плеч на станции равняется 6 мм ´ 100 = 600 мм = 0,6 м;
г) определяют разность высот нулей реек (10) и (11) как разность между отсчетами по средним нитям по обеим сторонам реек: (6) - (2) = (4787 мм) -для задней, (5) - (4) = (4687 мм) - для передней реек и записывают их четвертой строкой в графах 3 и 4. Они не должны отличаться от разностей, определенных при исследованиях, более чем на ± 5 мм;
д) вычисляют превышение как разность отсчетов по средним нитям на заднюю и переднюю рейки, сделанных по их черным (2) - (4) = (12) и красным сторонам (6) - (5) = (13). Знак минус (-) перед этими превышениями указывает, что точка 2 находится ниже Rp 49. С учетом разности пяток расхождения в превышениях, определенных по черной и красной сторонам реек, не должны превышать ±5 мм.
Контролем вычислений на станции служит равенство
(12) - (13) = (11) - (10).
Если это равенство не соблюдено, то значит в вычислениях на этой станции допущена ошибка. В случае ошибки в отсчетах или в записях отсчетов и несоблюдения условий контроля все измерения на станции необходимо переделать при измененном горизонте нивелира на 3…5 см. Повторение на станции одних и тех же отсчетов при переделке наблюдений недопустимо. После полевых работ в журнале следует выполнить контрольные вычисления (см. табл. 4.3). Пример приведен для нечетного количества станций на странице.
Порядок контрольных вычислений
1. Суммировать все отсчеты по рейкам, произведенные по средним нитям, записанные в графах 3 и 4. Полученные суммы å(2) + å(6) = (16) и å (4) + å (5) = (17) записать в контрольных вычислениях.
2. Суммировать все превышения графы 5, сумму å(12) + å(13) = (18) записать в строку контрольных вычислений. Выполнить аналогичные действия по графе 6, получив сумму (19) = å (15).
3. Выполнить суммирование по графе 2, получив (22) = å(7) и (23) = å(8). Контролем вычислений на странице служат равенства
(22) - (23) = (9) - накопление по странице;
(16) - (17) = (18);
(20)/ 2 = (21) = (19) - с учетом округлений при вычислениях средних превышений.