- •Оглавление
- •1. Вводная часть
- •1.1. Задачи геодезии
- •1.2. Понятие о фигуре Земли
- •1.3. Влияние кривизны Земли на угловые, линейные и высотные измерения
- •1.4. Системы координат, применяемые в геодезии
- •1.4.1. Географическая система координат
- •1.4.2. Плоская прямоугольная система координат
- •1.4.3. Полярная система координат
- •2. Топографические планы и карты
- •2.1. Понятие о плане и карте
- •2.2. Масштаб
- •2.3. Понятие о картографической проекции Гаусса-Крюгера
- •2.4 Номенклатура топографических карт
- •2.5. Ориентирование линий местности
- •2.6. Изображение рельефа местности на топографических картах
- •2.7. Решение некоторых задач на карте с помощью горизонталей
- •2.7.1. Определение высот точек:
- •2.7.2. Определение крутизны ската
- •2.8. Условные знаки на топографических картах
- •2.9. Понятие об электронной карте
- •3. Начальные сведения из теории погрешностей измерений
- •3.1. Сущность измерений. Виды погрешностей и методы борьбы с ними
- •3.2. Средняя квадратическая погрешность одного измерения
- •3.3. Формула Бесселя
- •3.4. Средняя квадратическая погрешность функций измеренных величин
- •3.5. Понятие о двойных измерениях
- •3.6. Понятие о неравноточных измерениях
- •4. Понятие о государственной геодезической сети
- •4.1. Плановая Государственная геодезическая сеть
- •4.2. Высотная Государственная геодезическая сеть
- •4.3. Понятие о спутниковых навигационных системах
- •5. Угловые измерения
- •5.1. Части геодезических приборов
- •5.1.1. Цилиндрический уровень
- •5.1.2. Зрительная труба
- •5.1.3. Угломерные круги
- •5.2. Классификация теодолитов
- •5.3. Принцип измерения горизонтального угла
- •5.4. Общее знакомство с теодолитом 2т30
- •5.5. Понятие о поверках теодолита
- •5.5.1. Оси теодолита
- •5.5.2. Схема проведения поверок
- •5.6. Поверка цилиндрического уровня
- •5.7. Поверка коллимационной ошибки
- •5.8. Поверка перпендикулярности оси вращения трубы и оси вращения теодолита
- •5.9. Поверка сетки нитей
- •5.10. Измерение горизонтального угла методом полного приема
- •5.11. Влияние установки прибора и вех на измеряемое направление
- •5.12. Измерение углов наклона
- •6. Измерение длин линий
- •6.1. Измерение расстояний мерными лентами и рулетками
- •6.2. Измерение расстояний физико-оптическими дальномерами
- •6.3. Понятие о светодальномерах
- •7. Измерение превышений
- •7.1. Сущность и методы геометрического нивелирования
- •7.2. Последовательное нивелирование
- •7.3. Классификация нивелиров
- •7. 4. Устройство нивелира н3
- •7.5. Поверки нивелира н3
- •7.5.1. Поверка круглого уровня
- •7.5.2. Поверка главного условия
- •7.5.3. Поверка сетки нитей
- •7.6. Нивелирные рейки
- •7.7. Порядок работы на станции нивелирования
- •7.8. Основные источники погрешностей при геометрическом нивелировании
- •7.9. Прокладка нивелирного хода
- •7.10. Техническое нивелирование
- •7.11. Тригонометрическое нивелирование
- •7.12. Гидростатическое нивелирование
- •8. Геодезическое съемочное обоснование
- •8.1. Теодолитные ходы
- •8.2. Математическая обработка замкнутого теодолитного хода
- •8.3. Математическая обработка разомкнутого теодолитного хода
- •9. Топографические съемки
- •9.1. Теодолитная съемка
- •9.1.1. Способ прямоугольных координат
- •9.1.2. Способ полярных координат
- •9.1.3. Способ угловой засечки
- •9.1.4. Способ линейной засечки
- •9.2. Нивелирование поверхности
- •9.3. Продольное нивелирование
- •9.4. Тахеометрическая съемка
- •9.5. Понятие о других видах съемки
- •10. Геодезические работы в строительстве
- •10.1. Инженерно-геодезические изыскания
- •10.2. Понятие о ппгр
- •10.3. Разбивочные работы
- •10.3.1. Виды разбивочных работ
- •10.3.2. Элементы разбивочных работ
- •10.3.3. Решение обратной геодезической задачи
- •10.3.4. Способы разбивочных работ
- •Способ прямоугольных координат.
- •Способ полярных координат.
- •10.3.5. Закрепление осей сооружений
- •10.3.6. Передача отметки на дно котлована
- •10.3.7. Разбивочные работы при монтаже сборных фундаментов
- •10.3.8. Разбивочные работы при монтаже железобетонных и металлических колонн
- •10.3.9. Разбивочные работы при монтаже балок
- •10.4. Исполнительные съемки
- •10.5. Понятие о смещениях и деформациях инженерных сооружений в процессе эксплуатации
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Предметный указатель
7.7. Порядок работы на станции нивелирования
Измерение превышения между точками А и В методом "из средины" начинают с выбора точки стояния J нивелира (станции) (рис.7.13) примерно на одинаковом расстоянии от реек.
Вначале приводят нивелир в рабочее положение, т.е. с помощью трех подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт. Затем наводят трубу на заднюю рейку в точке А, добиваются отчетливого изображения ее и сетки нитей. Элевационным винтом совмещают концы пузырька цилиндрического уровня и в этот момент берут отсчет по черной стороне рейки ач (первый отсчет). Поворачивают нивелир и наводят трубу на переднюю рейку в точке В. При этом пузырек цилиндрического уровня может уйти из нуль-пункта. Элевационным винтом возвращают его в нуль-пункт и берут отсчет по черной стороне рейки bч (2). После этого рейки поворачивают красными сторонами и берут отсчеты bкр (3) и акр (4).
Результаты записывают в журнал и дважды вычисляют превышение h
hч = aч - bч
hкр = aкр – bкр .
Теоретически должно выполняться равенство hч = hкр . Если |hч - hкр | ≤ Δдоп , то за окончательное превышение принимают
и работу на станции считают законченной. Если указанный допуск не выполняется, то нивелирование выполняют заново. Для 4 класса Δдоп = 4 мм, для технического нивелирования Δдоп = 10 мм.
7.8. Основные источники погрешностей при геометрическом нивелировании
Можно выделить следующие основные источники погрешностей.
-
Невыполнение главного условия нивелира.
Приводит к ошибочным отсчетам а и b по рейкам (рис.8.15) на одинаковую величину Х при условии S1 = S2 .
Обозначим правильные отсчеты по рейкам anp , bпр . Тогда правильное превышение h будет равно
h = аnp - bnр . (63)
Очевидно, что аnp = а - Х , bпр = b – Х . Подставив эти значения в (63), получим
h = a – X – b + X = a – b (63)
Таким образом, правильное превышение h найдено с использованием ошибочных отсчетов a и b . . Другими словами, методика нивелирования "из средины" ( S1 = S2 ) позволяет автоматически и полностью исключить систематическую ошибку Х, возникающую в результате невыполнения главного условия нивелира.
2. Влияние кривизны Земли.
Для правильного измерения превышения необходимо иметь визирный луч, повторяющий сферическую поверхность Земли (рис.7.15, штриховая линия). Фактический визирный луч - горизонтальная прямая.
При одинаковых расстояниях от нивелира до реек (S1 = S2) ошибки в отсчетах по обеим рейкам Δh будут равны. Обозначим правильные отсчеты anp , bпр . Тогда правильное превышение h будет равно
h = аnp - bnр (64)
Очевидно, что anp = a – Δh , bпр = b – Δh . Подставляя эти значения в (64), получим
h = a – Δh - b + Δh = a – b (б5)
Правильное превышение h найдено через неправильные с точки зрения кривизны Земли отсчеты a и b. Таким образом, методика нивелирования “из средины” позволяет автоматически и полностью исключить систематическую ошибку Δh , вызванную влиянием кривизны Земли.
-
Влияние рефракции в приземном слое атмосферы.
Искривляет визирный луч. При методике нивелирования "из средины" и идеально одинаковых параметрах атмосферы по обе стороны от нивелира до реек рефракция даст одинаковое искажение в отсчетах по рейкам и, следовательно, при вычислении превышения h эта погрешность окажется вновь исключенной.
4. Погрешность за наклон рейки.
Для вычисления правильного превышения рейки необходимо устанавливать отвесно. Если на рейках отсутствуют круглые уровни, то соблюсти это условие, особенно на скатах, затруднительно. Отсчет по наклонной рейке будет ошибочным и преувеличенным тем больше, чем сильнее отклонена рейка от вертикали (рис.7.16)
Для борьбы с этой погрешностью рейку необходимо покачивать вдоль визирного луча, переводя ее через отвесное положение, как показано на рисунке. При взгляде на рейку через зрительную трубу будет казаться, что средняя нить сетки плавно движется вверх-вниз по рейке. Необходимо заметить при этом наименьший отсчет a , который будет соответствовать отвесному положению рейки.
5. Погрешность установки пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункте ( mτ ).
Aбсолютно точно установить пузырек уровня в нуль-пункте невозможно. Эго приводит к небольшому наклону оси уровня и, следовательно, визирной оси к горизонту, а значит и к погрешности в отсчете. При расстоянии от нивелира до рейки ≈ 100 м, эта погрешность составит mτ ≈ 1 мм.
6. Ограниченная разрешающая способность зрительной трубы.
Для нивелира Н3 увеличение трубы равно 30x. На расстоянии до рейки ≈ 100 м это приводит к погрешности в отсчете mтр ≈ 1 мм.
7. Погрешность нанесения делений.
Деления на рейках нанесены не абсолютно точно, для реек РH4 эти погрешности достигают mдел ≈ 1 мм.
8. Погрешность округления при отсчитывании.
Отсчет по рейке берется с округлением до 1 мм. Эта величина называется погрешностью округления (mок).
Итак, погрешности 1 - 4 могут быть автоматически полностью (или большая их часть) исключены соответствующими методиками измерений.
Погрешности 5 - 8 могут считаться независимыми, и их суммарное влияние выражается средней квадратической погрешностью в отсчете по рейке тот
Поскольку mτ ≈ mтр ≈ mдел ≈ mок ≈ 1 мм , то
mот ≈ ± 2 мм . (66)
Превышение h вычисляется как разность отсчетов по двум рейкам, поэтому погрешность
(67)
Погрешности mτ , mтр , mдел , mок были найдены в предположении, что расстояние от нивелира до рейки равно ≈ 100 м. При нивелировании методом "из средины" отрезка длиною 1 км в этом случае будет установлено пять станций. Следовательно, погрешность нивелирования хода в 1 км ткм будет равна
Тогда предельная погрешность Δпред для хода в 1 км будет равна
Δпред = ткм· 3 ≈ ± 20 мм.