Нивелирование
Виды нивелирования. Нивелирование – это вид полевых геодезических работ по определению высот точек и превышений между ними. Различают нивелирование геометрическое, тригонометрическое, физическое, стереофотограмметрическое и автоматическое. Геом-ое нивелирование – метод определения превышений при помощи горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют специальный прибор – нивелир. Тригонометрическое нивелирование – метод определения превышений по измеренным углу наклона и расстоянию между точками.
Приборы для нивелирования. Геом-ое нивелирование выполняется при помощи нивелиров и нивелирных реек..Основными частями нивелира с цилиндрическим уровнем являются: подставка с подъёмными винтами, зрительная труба, круглый уровень, цилиндрический уровень. Его основными осями являются ось вращения прибора, визирная ось зрительной трубы, ось цилиндрического уровня. Уровень служит для приведения визирной оси в горизонтальное положение. При измерении превышений по рейке берут отсчёт – расстояние от пятки рейки до визирной оси. Это расстояние измеряют в мм. Существует два способа нивелирования – вперёд и из середины; на практике преимущественно используется второй способ. Нивелир устанавливают посередине между рейками, установленными на точках. Сняв отсчёты по задней ν2 и передней ν1 рейкам, находят превышение h = ν2 – ν1.
Нивелиры делят на высокоточные, точные и технические. Нивелирные рейки бывают односторонними и двусторонними. У двусторонних реек на одной стороне нанесены деления чередующихся белого и чёрного цвета, на другой – красного и белого. На чёрных сторонах отсчёт начинается с нуля; на красных – с любого некруглого числа, не встречающегося на чёрной стороне.
Поверки и юстировки нивелиров. До начала работы с прибором необходимо убедиться в его исправности. Для этого сначала производят внешний осмотр. Затем приводят прибор в рабочее положение: Для этого штатив с закрепленным на нем нивелиром, ставят так, чтобы ножки плотно воткнулись в землю. Затем с помощью подъемных винтов пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт. Зрительную трубу располагают параллельно двум подъемным винтам и, вращением их в противоположные стороны выводят пузырек на середину. Затем, не поворачивая зрительную трубу, работают одним третьим винтом. Зрительная труба подготавливается к наблюдению при помощи вращения кольца окуляра и вращения фокусирующего винта. После приведения в рабочее положение:
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора. Вращением трёх подъёмных винтов приводят пузырёк круглого уровня в нуль-пункт. При повороте прибора на 180º пузырёк должен оставаться в нуль-пункте. В противном случае подъёмными винтами смещают пузырёк в сторону нуль-пункта на половину отклонения, а затем исправительными винтами приводят его в нуль-пункт.
2. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть горизонтальна, вертикальная – вертикальна. А рейке, отстоящей на 5-10 м от прибора, берут отсчёты по правому и левому краям нити. Если они равны, то условие выполнено, в противном случае сетку нитей поворачивают исправительными винтами до получения равных отсчётов..
Тригонометрическое нивелирование. При тригонометрическом нивелировании над первой точкой устанавливают теодолит и измеряют его высоту ιп, а на второй точке устанавливают рейку. Для определения превышения h измеряют угол наклона ν, гор-ое проложение d и высоту визирования (отсчёт по рейке) k. Тогда h = d tgν + ιп – k. при топографических съёмках расстояние измеряю при помощи нитяного дальномера, т.е. d = (Kn + c) cos2 ν. При проведении съёмок, как правило, визирный луч наводят на отметку на рейке, расположенную на высоте прибора, т.е. ιп = k. Пренебрегая с, получим окончательно: h = ½ Knsin2 ν = ½ Knsin2ν.
Топ.съемка – это комплекс работ, выполняемых с целью получения топографического плана, карты.
1)теодолитная – теодолит и лента; 2) тахеометрическая – тахеометр (теодолит); 3) нивелирование по квадратам – нивелир; Теод-ой съемкой называется один из видов наземной съемки, целью которого является построение контурного плана местности без изображения на нем рельефа. Тахеом-ая съемка заключается в определении наиболее характерных точек, отображающих контуры предметов и рельеф местности. Результатом теодолитно-тахеометрической съемки является топографический план местности.
Обработка тахеометрического журнала.
· вычисление углов наклона линий
Углы наклона линий вычислили по формуле. Знак минус показывает на понижение рельефа местности, знак плюс – на повышение.
v = КЛ-МО, где v - угол наклона; КЛ – отсчет по верт-му кругу при его положении слева; МО – место нуля вертикального круга.
· вычисление горизонтальных проложений линий.
d=D cos2v, где d – гор-ое проложение; D – дальномерное расстояние; V – угол наклона линии.
· вычисление превышений отметок точек: h = 0.5Dsin2v + i - l,
D – рас-ие по дальномеру, м, v – угол наклона, i – высота прибора, м, l – высота точки наведения,м.
Теодолит устанавливают над точкой и приводят его в рабочее положение. На смежных точках хода устанавливают нивелирные рейки. Одним полным приемом измеряют гор-ый угол хода. При двух положениях верт-го круга теодолита измеряют верт-ые углы. По дальномеру теодолита определяют расстояния до смежных точек. Измеряют высоту прибора. Далее приступают к съемке. Для этого при левом круге ориентируют лимб теодолита на предыдущую точку. С этой целью нуль алидады совмещают с нулем лимба и, закрепив алидаду, вращением лимба наводят зрительную трубу на ориентирную точку. Трубу наводят на съемочные пикеты только вращением алидады. На съемочные пикеты устанавливают рейки и измеряют на них при одном круге гор-ые и вер-ые углы, а по дальномеру — расстояния. Результаты измерений записывают в журнал тах-ой съемки. Положение съемочных пикетов выбирают таким образом, чтобы по ним можно было изобразить на плане ситуацию и рельеф местности. Их берут на всех характерных точках и линиях рельефа. Съемочные пикеты отмечают номерами что и в полевом журнале, ситуация местности изображается условными знаками, рельеф — горизонталями. По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, для чего снова визируют на предыдущую точку хода. Если повторный отсчет отличается от начального более чем на 5', то съемку на данной станции переделывают. Вслед за этим наносят на план пикетные точки циркулем-измерителем, масштабной линейкой и транспортиром.
ПОВЕРКИ НИВЕЛИРА
Первая поверка
Условие: ось установочного круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Для поверки этого условия подъемными винтами приводили пузырек круглого уровня в нуль-пункт и поворачивали трубу нивелира на 180°. Если пузырек сместился с нуль-пункта более, чем на 0,5 деления, исправительными винтами круглого уровня перемещали пузырек к центру на половину дуги отклонения и окончательно совмещали пузырек уровня с центром ампулы с помощью подъемных винтов. Поверка выполнена.
Вторая поверка
Условие: вертикальная нить сетки должна быть отвесна.
Подвешивали отвес. На расстоянии 20 - 25 м от отвеса устанавливали нивелир, приводили его в рабочее положение. Вертикальную нить сетки зрительной трубы совмещали с нитью отвеса. Если нить зрительной трубы совпала с нитью отвеса, то условие соблюдается. Поверка выполнена.
Третья поверка
Условие: визирная ось зрительной трубы нивелира должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.
При нивелировании по квадратам с помощью теодолита и мерного прибора на местности разбивают и закрепляют колышками сетку квадратов. Вначале разбивают квадраты со сторонами 100, 200 или 400 м. Затем с помощью вешек и мерного прибора разбивают сетку на более мелкие квадраты. При разбивке квадратов ведут съемку ситуации, определяя положение контурных точек на пересечении со сторонами квадратов. Результаты съемки заносят в абрис. К пунктам государственной геодезической сети сетку привязывают проложением теодолитных и нивелирных ходов. Порядок нивелирования квадратов зависит от их размера. При сторонах квадратов 100 м и более с одной станции нивелируют вершины одного квадрата, при меньшем размере — нескольких квадратов. При этом нивелир устанавливают примерно посередине большого квадрата. Последовательно переставляя нивелир и рейки, нивелируют вершины всех квадратов. С каждой последующей станции нивелируют две или более связующие точки предыдущего квадрата.