Лекция 10. Нивелирование

1. Виды нивелирования

2. Общее устройство нивелира, нивелирных реек; подготовка нивелира к работе

3. Способы геометрического нивелирования. Работа с нивелиром на станции.

4. Общие сведения о новых нивелирах

1.Виды нивелирования

Нивелирование – геодезическое измерение по определению превышений между точками, а также определение высот точек.

Результаты измерений очень актуальны в практике строительства и объем их очень значительный.

В зависимости от используемых средств (приборного оборудования) различают следующие виды нивелирования:

-геометрическое;

-тригонометрическое;

-гидростатическое;

-барометрическое;

-фотограмметрическое;

-аэронивелирование.

Схемы нивелирования

Геометрическое Тригонометрическое

h=a-b h+۷=h´+i

h=h´+i-۷

h´=αtg۷

h= -۷+i+αtg۷

m_n=±0,5 до 50 мм на 1 км хода mh_пред.= ±4 см на 100м длины линии нивелира

Гидростатическое Барометрическое

С использованием гидростатического нивелира С использованием барометра-анероида

h=a-b h=B₁-B₂

mh=±0,2мм mh=1-2м

Стереофотограмметрическое Аэронивилирование

h=H_A-H_C h=H_А-H_В

H_A/B=f/(x_ла-x_па) mh=1-2м

H_С/B=f/(x_лс-x_пс)

H_A=Bf/p_a H_c=Bf/p_c

h=Bf(p_c-p_a)/(p_a p_c)

m_n=(1/1000 ÷1/10000)H

2. Общее устройство нивелира, нивелирных реек; подготовка нивелира к работе. Нивелиры и нивелирные рейки.

Основным прибором для геометрического нивелирования является нивелир.

Нивелир- геодезический прибор, который служит для получения горизонтального визирного луча на местности.

Принципиальная схема нивелира включает зрительную трубу и цилиндрический уровень для приведения визирного луча в горизонтальное положение.

Вертикальная ось прибора

визирная ось зрительной трубы

ось уровня

подставка с подъемными винтами

Комплект нивелира:

-нивелир в укладочном корпусе

-штатив

-нивелирные рейки (две)

Классификация нивелиров:

1. по точности нивелиры делятся на три типа:

высокоточные Н-05 (m_n=±0,5мм на 1 км хода)

точные Н-3 (m_n=±0,5мм на 1 км хода)

технические Н-10 (m_n=±0,5мм на 1 км хода)

2. По способу установки визирной оси в горизонтальном положении различают два типа нивелиров

- нивелир с уровнем при зрительной трубе: (Н-05, Н-3, Н-10);

- нивелир с компенсатором (Н-0,5К, Н-3К, Н-10К)

Компенсатор - дополнительное оптическое приспособление автоматически приводящие визирную ось трубы в горизонтальное положение.

Принципиальная оптическая схема компенсатора

При наклоне трубы на небольшой угол (± 15´) подвижная призма наклоняется в противоположную сторону на такой угол, чтобы направить визирный луч точно на центр сетки нитей.

Контроль правильности работы компенсатора- при вращении подъемного винта нивелира в направлении визирования на угол ±15´ отсчет по рейке не должен изменятся.

Нивелиры могут изготавливаться с лимбами для измерения горизонтальных углов: Н-3КЛ, Н-10Л.

Общее устройство точного нивелира Н-3.

Состоит из двух основных частей:

-нижней неподвижной

-верхней подвижной

Нижняя часть:

-подставка с тремя винтами

-пружинистая пластина (трегер) с втулкой имеющий резьбу для крепления нивелира к штативу столовым винтом.

Верхняя часть:

ф.в.

ок об

ц.у.

закр./в

Элл. винт КУ нав./в

-корпус зрительной трубы с цилиндрическим уровнем и исправительный винт

-круглый уровень с исправительными винтами для горизонтальния прибора

-закрепительный, наводящий и элевационный винт нивелира

-кремальера для фокусирования зрительной трубы и мушки для грубого наведения зрительной трубы

Зрительная труба

- с окуляром и объективом, внутренней фокусировкой – представляет собой телескопическую систему. Позволяет получить обратное, мнимое изображение предмета.

В поле зрения трубы выведены:

- изображение сетки

- изображение цилиндрического (контактного) уровня

Изображение цилиндрического уровня выводится системой призм в поле зрения трубы.

Система призм позволяет получать изображение двух противоположных половинок пузырька в поле зрения.

При совмещении концов пузырька уровня элевационным винтом (наличии контакта) ось уровня занимает горизонтальное положение; визирная ось трубы занимает горизонтальное положение и можно брать отсчет по рейке средней нити.

Основные технические характеристики Н-3:

Увеличение зрительной трубы- 30^х

Поле зрения трубы- 1º20´

Цена деления цилиндрического уровня-15´´

Цена деления круглого уровня-5´

Наименьшее расстояние визирования-2м

Коэффициент дальномера-100

Вес нивелира- 2кг.

с.к.п. снятия отсчета ¼ сантиметрового деления (2,5мм)

Подготовка нивелира к работе:

1. Установка штатива, закрепление прибора

2. Горизонтирование прибора по круглому уровню

3. Подготовка зрительной трубы к наблюдению

Нивелирные рейки и отсчеты по ним.

Характеристика реек:

- цельные или складные;

- длина 3 или 4 м;

- ширина 8-10см;

- толщина 2-2,5см;

- концы реек обиты металлическими пластинами- «пятки» реек;

- на рейки могут закрепляться ручки и круглый уровень для установки их в отвесное положение;

- на рейках нанесены сантиметровые деления черного и красного цветов

-дециметровые деления подписаны цифрами в перевернутом виде (для труб с обратным изображением);

- в комплект нивелира входит две рейки:

на рейках деления по основной черной стороне идут от нуля, а на дополнительной красной стороне они смещены от нуля на 4687 и 4787мм.

Следовательно, отсчеты по обеим сторонам рейки не могут быть одинаковыми, а их разность является постоянной величиной, используется для контроля отсчетов.

т.е а_к-а_ч=4687 или а_к-а_ч=4787

Отсчеты по нивелирным рейкам

1.Рейку ставят вертикально нулем вниз на вбитые в землю колышки (или башмаки, костыли)

2.Медленно покачивают рейку вперед к нивелиру и назад

3. Записывают меньший отсчет по средней горизонтальной нити сетки, который будет соответствовать отвесному положению рейки.

4. Отсчет берут по средней горизонтальной нити сетки в мм:

-количество дм и см считают по рейке

-количество милиметров оценивают на глаз