42. Нивелирование.

Нивелированием называются геодезические работы по измерению превышений, разности высот точек. Различают следующие методы нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое, барометрическое, механическое, стереофотограмметрическое.

43. Сущность геометрического нивелирования.

Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора. Геометрическое нивелирование выполняется с помощью нивелира и рейки. Рейки бывают: цельные, складные, раздвижные и телескопические.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки - плечом нивелирования.

Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. При нивелировании из середины нивелир устанавливается примерно на равных расстояниях от реек, поставленных на точки А и В, а превышение между точками h вычисляются как разность заднего и переднего отсчетов: h = a – b. Превышение передней точки над задней равно разности отсчетов «взгляд назад» минус «взгляд вперед». Высота передней точки равна высоте задней плюс соответствующее превышение. Горизонт прибора равен высоте точки плюс «взгляд на эту точку». Высота точки равна горизонту прибора минус «взгляд на эту точку».

При геометрическом нивелировании «вперед» нивелир устанавливается над одной из нивелируемых точек.При этом окуляр зрительной трубы нивелира располагается над точкой. В определяемой точке устанавливается рейка. Визирная ось нивелира приводится в горизонтальное положение и направляется на рейку. Берется отсчет по рейке b и измеряется высота инструмента i с точностью 1 мм. Превышение h подсчитывается из выражения: h = i – b, то есть превышение между точками равно высоте прибора минус «взгляд вперед». Высота точки H_В определяется из выражения: H_В = H_А + h

Нивелиры бывают трех классов точности:

1. Н-05, Н-1, Н-2 - высокоточные для нивелирования I и II классов;

2. Н-3 - точные для нивелирования III и IV классов;

3. Н-10 - технические для топографических съемок и других видов инженерных работ.

Число в названии нивелира означает среднюю квадратическую погрешность в мм нивелирования на 1 км двойного хода. Для обозначения нивелиров с компенсатором к цифре добавляется буква К, а для нивелиров с горизонтальным лимбом - буква Л, например Н-10КЛ.

44. Тригонометрическое нивелирование.

Тригонометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью наклонного луча визирования угломерного геодезического прибора (теодолита).

Для определения превышения h теодолитом-тахеометром измеряется угол наклона визирной линии к горизонту при наведении на верх рейки, вехи или на любую высоту визирования — V, измеряют высоту инструмента — i. Если определить расстояние D между точками, можно составить равенство:

h = Dsin v + i — V

Для упрощения расчетов при измерениях визируют на высоту инструмента, отмеченную на рейке. Тогда формула вычисления превышения имеет вид:

h= D sinv

Если расстояние d определяется при помощи нитяного дальномера:

h = 1/2 K• n •sin 2v + i - V

h = l/2 К •n •sin 2v

где К • n — расстояние, измеренное нитяным дальномером, К— коэффициент дальномера, n — дальномерный отсчет по рейке, i — высота инструмента, V — высота визирования.

Вычисление превышений по формулам выполняется с помощью компьютера, микрокалькулятора или таблиц.

При работе с электронными тахеометрами с встроенным процессором значения превышений и горизонтальных проложений считываются с экрана дисплея или заносятся в электронный журнал.

При расстояниях от инструмента до рейки свыше 300 м необходимо учитывать влияние кривизны Земли и рефракции: h'=h+ f

где h — превышение, вычисленное по формулам, f— поправка за кривизну Земли и рефракцию, определяемая по формуле:

f = 0,42d²/R,

где d — расстояние от инструмента до определяемой точки, R— радиус Земли.