153544-317914

С другой стороны, выполнение условия позволяет без значительных погрешностей производить измерения с любого (не превосходящего допуска) расстояния до реек с наруше-

нием равенства плеч.

Проверка работы компенсатора

Условие: компенсатор самоустанавливающегося нивелира должен быть исправен.

Выполнение: Приведя нивелир в рабочее положение по круглому уровню и, взяв отсчет по рейке, установленной в 40 – 50 метрах от инструмента, поворачивают один из подъемных винтов, расположенный в направлении наблюдаемой рейки. Этот поворот винта,

придающий наклон нивелиру, должен быть по возможности резким, но небольшим (пузырек круглого уровня должен остаться внутри большой окружности, награвированной на стеклянной стенке ампулы). Изменение отсчета в первый момент, легкое дрожание сетки нитей и затем – восстановление первоначального отсчета (в течение 1 – 2 с) свидетельствуют о нормальной работе компенсатора. В случае обнаружения его неисправности нивелир следует сдать в мастерскую по ремонту геодезических инструментов.

Определение недокомпенсации

Условие: компенсация углов наклона оси вращения самоустанавливающегося нивелира должна быть полной.

Выполнение: Эту поверку, при которой выявляется недоили перекомпенсация,

выполняют измерением превышения способом «из середины». Нивелир устанавливают по-

середине между рейками, отстоящими одна от другой на расстоянии 70 –100 м, и приводят в горизонтальное положение. Далее по рейкам берут отсчеты «а1» и «b1» и определяют превы-

шение h1 a1 b1 . Затем смещают пузырек круглого уровня (рисунок 5, позиции 2, 3, 4 и 5) и при каждом смещении берут по два отсчета по рейкам: «а2» и «b2», …, «а5» и «b5». По-

сле этого определяют превышения h2, …, h5.

Если нивелир исправен, значения превышений, полученные в позициях 2 – 5 круглого уровня, не будут отличаться от значения позиции 1 более чем на 4 мм. При большем расхо-

ждении нивелир неисправен (исправляют в заводских условиях).

102

Рисунок 5 – Положение пузырька круглого уровня при выявлении недоили перекомпенсации

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕВЫШЕНИЙ ПРИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОМ НИВЕЛИРОВАНИИ

Цель работы: изучить методику и приобрести навыки определения превышений; ос-

воить запись результатов измерений в журнале и их вычислительную обработку.

Методика геометрического нивелирования

Нивелирование – вид геодезических измерений, в результате которых определяются разности высот (превышения) точек земной поверхности с целью вычисления высот (отме-

ток) над принятой уровенной поверхностью.

Геометрическое нивелирование предназначено для создания государственных ниве-

лирных сетей; наблюдений за деформациями земной коры; выполнения высотной съемки за-

строенной территории, автомобильных и железных дорог; для определения осадок основа-

ний, фундаментов зданий и сооружений.

Геометрическое нивелирование производится горизонтальным визирным лучом при помощи геодезического прибора – нивелира.

Различают два способа геометрического нивелирования (рисунок 6): «из середины» и «вперед» (рисунок 7).

НА

Уровенная поверхность

Рисунок 6 – Нивелирование «из середины»

103

При нивелировании из середины (рисунок 6) на задней (исходной) точке А и передней

(определяемой) точке В устанавливаются отвесно нивелирные рейки. Выбирая место установки нивелира (станцию), штатив с нивелиром устанавливают по возможности на равных расстояни-

ях от задней и передней реек (длина плеча регламентируется инструкцией по нивелированию для разных классов). При равенстве расстояний (плеч) исключается влияние погрешности, кото-

рая могла бы войти в определяемое превышение из-за остаточного (после юстировки) несоблю-

дения главного условия нивелира. Нивелир не нужно устанавливать в створе с рейками, в боль-

шинстве случаев нивелир ставят в стороне от него, но примерно на равных расстояниях от обеих реек. Визирную ось зрительной трубы приводят в горизонтальное положение, берут отсчет «а»

по рейке, установленной в точке А и «b» – в точке В. Превышение вычисляется по правилу

«отсчет назад минус отсчет вперед»

где ач и bч – отсчеты по черным сторонам реек.

Для осуществления контроля на станции и повышения точности измерений дополни-

тельно производят отсчеты по красным сторонам реек и повторно вычисляют превышение

h ак bк ,

где ак и bк – отсчеты по красным сторонам реек.

104

Расхождения в значениях превышений, полученных по черным и красным сторонам реек на станции должно быть не более 4 – 5 мм (такой допуск используется в техническом нивели-

ровании и нивелировании IV класса).

Для определения превышения способом «вперед» (рисунок 7) нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился на одной отвесной линии с точкой А, отметка которой известна. Приводят визирную ось в горизонтальное положение, измеряют при по-

мощи нивелирной рейки высоту инструмента i и производят отсчёт b по рейке, установлен-

ной в точке В. Превышение равно

Следует отметить, что нивелирование «из середины» более предпочтительно, так как

методика исключает ряд погрешностей, которые неизбежны при нивелировании «вперед».

По известной отметке НА точки А можно вычислить отметку второй точки НВ через

превышение или через горизонт инструмента (рисунок 6).

а) через превышение. Отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки

б) через горизонт инструмента. Горизонт инструмента (ГИ), горизонт прибора

(ГП) – высота горизонтального визирного луча нивелира над уровенной поверхностью (ри-

сунок 6). Горизонт инструмента равен отметке точки плюс отсчёт по черной стороне рейки,

В зависимости от требуемой точности определения высот точек земной поверхно-

сти нивелирование подразделяется на I, II, III, IV классы и техническое. Требования и допус-

ки, соблюдаемые при производстве геометрического нивелирования, приведены в таблице 2.

105

Таблица 2 – Технические характеристики геометрического нивелирования

Техническое нивелирование выполняется по методике IV класса, допустимая невязка составляет 50ммL, км.

Программа работы на станции при техническом нивелировании

Работу на станции выполняют в следующей последовательности:

1)На связующие точки устанавливают нивелирные рейки, а примерно посереди-

не между ними – нивелир. Расстояние от нивелира до реек допускается до 150 метров. Рас-

хождение расстояний от нивелира до реек (длин плеч) не должно превышать 5 м.

2) Нивелир приводят в рабочее положение по круглому уровню, наводят трубу на заднюю точку и берут отсчет (по средней нити) по черной стороне рейки ( ач ). При работе с нивелирами с цилиндрическим уровнем перед каждым отсчетом пузырек цилиндрического уровня приводят в нуль-пункт.

106

3)Наводят трубу нивелира на переднюю рейку и берут отсчёты сначала по чёр-

ной (bч ), а затем по красной (bк ) стороне рейки.

4)Снова наводят нивелир на заднюю рейку и берут отсчёт по красной стороне

( ак ) рейки.

5) Для контроля вычисляют разности нулей (РО) пяток реек задней – РО ак ач и

передней – РО bк bч. Расхождения разностей нулей пяток реек по абсолютной величине не должно превышать 5 мм.

6) Вычисляют значения превышений, измеренные по чtрной и красной сторонам реек hч ач bч и hк ак bк . Измерение превышения на станции считается выполненным правильно, если расхождения превышений по чёрной и красной сторонам реек не превыша-

ют 5 мм.

7)Вычисляют значения средних превышений, которые округляют до целых мил-

лиметров

Если в округляемом значении hср последней цифрой окажется 5 (пять десятых), то ок-

ругление выполняется в ближайшую четную сторону.

Например, 1395,5 округляется до 1396; 1396,5 округляется до 1396; 1397,5 округляется до 1398; 1398,5 округляется до 1398.

При работе с односторонними рейками, после взятия отсчетов по задней и передней рейкам, меняют высоту инструмента и все действия повторяют.

Если кроме связующих точек на станции необходимо определить отметки промежу-

точных точек, то заднюю рейку последовательно устанавливают на этих точках и берут от-

счеты только по черной стороне рейки.

Для определения высот (отметок) всех закрепленных на местности точек по ним про-

кладывают нивелирный ход (рисунок 8). Ход должен быть привязан к пунктам государст-

венной нивелирной сети. Превышения в ходе были измерены по программе технического нивелирования. После снятия отсчетов на связующие точки и вычислений превышений, зад-

ний реечник последовательно устанавливает рейку на всех промежуточных точках, а ниве-

лировщик берет отсчеты по черной стороне рейки. Результаты записывают в специальный

107

журнал технического нивелирования (таблица 3). В качестве связующих точек могут быть любые закрепленные на местности (колышками) точки.

Результаты измерений заносят в графы 1 – 5 «Журнала технического нивелирования»

(таблица 3) и в полевых условиях находят «вычисленные» и «средние» превышения, которые записывают в графы 6 и 7.

Рисунок 8 – Последовательное нивелирование

Обработка результатов технического нивелирования

Обработку результатов нивелирования начинают с постраничного контроля, который служит для исключения грубых ошибок при вычислениях превышений. При постраничном контроле на каждой странице находят сумму всех задних отсчетов a , сумму передних от-

Последние значения могут отличаться на 2 – 3 мм от первых двух за счет округления средних превышений.

108

Таблица 3 – Журнал нивелирования

109

Нк – отметка конечного репера; Нн –отметка начального репера.

Допустимая невязка в нивелирных ходах технической точности определяется по фор-

мулам

где L – длина хода, выраженная в километрах, n – количество станций.

Если fh допfh по абсолютной величине, то выполняется уравнивание (исправление)

превышений. Невязку распределяют с обратным знаком в виде поправок поровну во все средние превышения, округляя поправки до целых миллиметров. Если распределить по-

правки поровну во все превышения не удается, то большие по абсолютной величине поправ-

ки вводят в превышения, полученные на станциях в середине хода. Сумма поправок должна быть строго равна невязке с обратным знаком. Контролем правильности уравнивания пре-

вышений является выполнение равенства

Для получения уравненных (исправленных) превышений к средним превышениям прибавляют поправки с учетом знаков.

По заданной отметке начального репера вычисляют отметки всех связующих точек по

правилу: отметка последующей точки равна отметке предыдущей точки плюс исправлен-

ное превышение между этими точками.

Например, H1 H репА hиспр ; H1 245,162 (1,922 0,004) (1,355 0,003) 248,432 м.

Следует помнить, что отметки выражают в метрах, а превышения получают в мил-

лиметрах, поэтому при вычислении отметок превышения необходимо выражать в мет-

рах. В конце вычислений должны получить заданную отметку конечного репера.

После вычисления отметок связующих точек вычисляются отметки промежуточных точек. Отметки промежуточных точек вычисляют через горизонт инструмента (ГИ).

Горизонт инструмента – это высота (отметка) визирной оси над уровенной поверх-

ностью. Горизонт инструмента равен отметке точки плюс отсчет по чёрной стороне рейки,

установленной на этой точке.

110

ГИ3 250,355 0,530 250,885 м.

Отметки промежуточных точек С1 и С2 равны НС1 250,886 0,040 250,846 м,

НС1 250,886 2,612 248,274 м.

Контрольные вопросы

1.Объясните устройство нивелиров с компенсаторами и взаимодействие их основных частей.

2.Сформулируйте основное условие, предъявляемое к нивелирам с компенсаторами?

3.Изложите порядок поверок и юстировок нивелиров с компенсатором.

4.Каков порядок действий при установке нивелиров в рабочее положение?

5.Для какой цели качают нивелирные рейки перед снятием отсчетов?

6.Какой порядок работы на станции при техническом нивелировании?

7.Что называется горизонтом прибора?

8.Как вычисляются отметки через превышение и через горизонт прибора?

9.Как вычисляется невязка в замкнутом и разомкнутом нивелирных ходах?

10.Какие требования предъявляются к производству технического нивелирования?

11.Чему равна сумма исправленных превышений в замкнутом и разомкнутом нивелирных ходах?

12. Какими способами вычисляются отметки связующих и промежуточных точек? 13.Какими приборами, кроме нивелиров, можно производить нивелирование

горизонтальным лучом?

14.Какова точность отсчета по рейкам при техническом нивелировании?

15.В чем сущность определения превышений способом «вперед»?

16.В чем сущность определения превышений способом «из середины»?

17.Для какой цели производят постраничный контроль при обработке журнала геометрического нивелирования?

18.Каково значение допустимой невязки в ходе технического нивелирования.

111