Методы нивелирования

Нивелирные сети

Методы нивелирования

Нивелирование– определение высот точек земнойповерхности относительно исходнойточки («нуля высот»). За исходный уровеньотсчета высот в России принят среднийуровень Балтийского моря- нульКронштадтского футштока (Балтийскаясистема высот).

Нивелирныесети подразделяются на государственныеи ведомственные (маркшейдерские, настроительных площадках и т. п.). Подгосударственнойнивелирной сетьюпонимают систему размещенных на всейтерритории страны надежно закрепленныхна местности геодезических пунктов(реперов), высоты которых определены вединой системе от одного исходногопункта, принятого за начало отсчетавысот.

Государственнаянивелирная сеть строится по принципу«от общего к частному» и делится начетыре класса: I,II,IIIи IV.Сети Iи IIкак наиболее точные предназначены дляраспространения единой системы высотна территорию страны.Iи II классы относят к высокоточномунивелированию, III и IV классы – к точномуи являются сетями сгущения.

Методы нивелирования

Существуютследующие методы нивелирования:

-геометрическое нивелирование, прикотором превышение между точкамиполучают как разность отсчетов по рейкепри горизонтальном положение визирнойоси;

-тригонометрическое нивелирование,когда превышение между точками определяютпо измеренным вертикальным углам ирасстояниям между точками, т. е.нивелирование наклонным визирным лучом;

-барометрическое нивелирование, основанноена использовании зависимости междуатмосферным давлением и высотой точекна местности;

— гидростатическоенивелирование, основанное на свойствежидкости в сообщающихся сосудахнаходиться на одном уровне.

Самым точными распространенным является геометрическоенивелирование.

Геометрическоенивелирование

Геометрическоенивелирование или нивелированиегоризонтальным лучом выполняютспециальным геодезическим прибором —нивелиром;отличительная особенность нивелирасостоит в том, что визирная линия трубыво время работы приводится в горизонтальноеположение.

1. Нивелирование из середины

При нивелированиииз середины нивелир устанавливаютпосредине между точками А и В, а на точкахА и В ставят рейки (рис. 1). При движенииот точки A к точке B рейка в точке Аназывается задней, рейка в точке В -передней. Сначала наводят трубу назаднюю рейку и берут отсчет a, затемнаводят трубу на переднюю рейку и берутотсчет b. Превышение точки B относительноточки А получают по формуле:

h = a — b.

Рис. 1 Рис.2

Контролемнивелирования на станции по способу изсередины является определение превышенияс использованием черной и красной сторонреек:

hч= aч– bч

hк= aк– bк.

Если hч- hкI≤ 4 мм, то за окончательное значениепринимаем среднее арифметическое hср= (hч+ hк)/2.

Если a > b, превышениеположительное, если a < b - отрицательное.Отметка точки В вычисляется по формуле:

Hв= Hа+ hср.

Высота визирноголуча над уровнем моря называетсягоризонтом прибора и обозначается Hг:

ГП = HА+ a = HВ+ b.      

Нивелированиевперед.

При нивелированиивперед нивелир устанавливают над точкойА так, чтобы окуляр трубы был на однойотвесной линии с точкой. На точку Вставят рейку. Измеряют высоту нивелираi над точкой А и берут отсчет b по рейке(рис.2). Превышение h получают по формуле:

h = i — b.     

При способе впереддля контроля нивелир поднимают илиопускают на несколько сантиметров, приэтом высота прибора и отсчет изменится

h,= i,- b,

Если Ih– h,I≤ 4 мм, то за окончательное значениепринимаем среднее арифметическое hср= (h+ h,)/2.

Отметку точки Bможно вычислить через превышение поформуле или через горизонт прибора:

Hв= ГП — b.

Схема устройстванивелира.

Нивелир прибор,обеспечивающий горизонтальное положениевизирной оси. Основными частями нивелираявляются зрительная труба 1 и скрепленныйс ней цилиндрический уровень 2 (рис.1), спомощью которого визирная ось трубы VVприводится в горизонтальное положение.Зрительная труба имеет закрепительныйи наводящий винты.

Приближенноеприведение оси вращения нивелира ZZв отвесное положение производится покруглому уровню 4, расположенному наподставке 3 с помощью трех подъемныхвинтов 5.

Рис. 3

Нивелир имеет 4оси:

ZZ-ось вращения нивелира должна заниматьотвесное положение;

ii-ось круглого уровня должна бытьпараллельной оси вращения;

VV-визирная ось зрительной трубы должназанимать горизонтальное положение;

UU- ось цилиндрического уровня должна бытьпараллельной визирной оси. Проверкавзаимного положения осей называетсяповерками нивелира, они должны бытьвыполнены до начала измерений.

Над цилиндрическимуровнем расположено призменноеустройство, позволяющее получатьизображения концов пузырька. Такойуровень называется контактным. Вращениемэлевационного винта добиваются, чтобыизображения концов пузырька былисовмещены. В этот момент пузырек будетнаходиться в нуль-пункте (Рис 4 б.)

Рис.4.а) пузырек не в нуль-пункте; б) пузырекв нуль-пункте

Устройствонивелира Н3

Нивелир Н3 согласноГОСТ 10528-76 относится к точным нивелирам,предназначен для нивелирования IIIи IVклассов и технического нивелированияс погрешностью не более 3 мм на 1 кмдвойного хода.

Общий вид нивелира

Рис. 5

1 – зрительнаятруба;

2 – цилиндрическийуровень при трубе; 3 – элевационныйвинт;

4 – круглый уровень(на рисунке не показан); 5,6 – закрепительныйи наводящие винты; 7 – вертикальнаяось нивелира (ZZ1); 8 – подставка с тремя подъемнымивинтами.

Источник: https://studfile.net/preview/4456731/

Тема: Измерение превышений при геометрическом нивелировании трассы

Методы нивелирования

_______Геодезические измерения, выполняемые для определения превышений между точками земной поверхности, называются нивелированием.

_______ Существуют различные методы нивелирования. В инженерной практике наибольшее распространение получили методы геометрического и тригонометрического нивелирования. Наиболее точным является метод геометрического нивелирования.

_______ Геометрическое нивелирование выполняется с помощью геодезического прибора – нивелира – и нивелирных реек.

2.

Геодезические приборы: нивелиры, их устройство

высокоточные: Н – 05; m = 0.5 мм;

точные: Н – 3 (НВ – 1), m = 3 мм;

технические: Н – 10, m = 10 мм.

_______ Цифры показывают среднеквадратическую ошибку, определяемого превышения в миллиметрах, на один километр хода.

3.

Геодезические приборы: нивелирные рейки

_______ Нивелирные рейки бывают трехметровые. На одной стороне нанесены сантиметровые деления черной краской, на другой – красной. Низ рейки называется пяткой.

_______ На черной стороне нуль рейки совмещен с пяткой. На красной стороне (контрольной) какое-то целое число.

_______ Например, 4687 или 4787.

_______ Цифры на рейке перевернутые, а в трубе они будут видны прямыми. Отсчет делают по средней нити.

_______ В случае, если нивелир прямого изображения, то рейка оцифровывается как на рис. 6.

4.

Способы геометрического нивелирования вперед и из середины.

_______ Техническое нивелирование производится в основном при изысканиях и строительстве инженерных сооружений

_______ Существует два способа геометрического нивелирования.

_______ Формула вычисления превышения при движении «вперед»:

.

_______ Формула вычисления превышения при движении «из середины»:

.

_______ Наиболее целесообразно производить нивелирование способом «из середины», так как в этом случае повышается производительность нивелирования вследствие увеличения расстояния между рейками, кроме того исключается ряд ошибок, присущих методу нивелирования.

5.

Последовательное нивелирование.

_______ При нивелировании на значительные расстояния применяют последовательное нивелирование.

_______Места постановки нивелира называют станциями.

_______ Основные части нивелира – это подставка с тремя подъемными винтами, зрительная труба. Труба имеет закрепительный и наводящий винты.

_______ Для приближенной установки оси вращения нивелира в отвесное положение служит круглый уровень.

_______Осью круглого уровня называется прямая, проходящая через нуль-пункт уровня перпендикулярно плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте.

_______ Установка трубы для наблюдений выполняется диоптрийным кольцом (по глазу) и кремальерой (по предмету).

_______ В настоящее время применяются нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования. В этих нивелирах используются компенсатор.

_______ Сбоку от трубы располагается цилиндрический уровень, помещенный в металлическую коробку.

_______ При помощи оптических линз, расположенных над уровнем, изображение концов пузырька уровня передается в поле зрение окуляра. Совмещение изображений концов пузырька уровня производится с помощью элевационного винта, который выполняет медленные перемещения визирной оси в вертикальной плоскости.

11.

Приведение нивелира в рабочее положение

_______ Приведение пузырька цилиндрического уровня на середину выполняется непосредственно перед отсчетом с помощью элевационного винта.

_______ Работа на станции складывается из следующих действий:
• отсчет на заднюю рейку по черной стороне (aч),
• отсчет на переднюю рейку по передней стороне (bч),
• отсчет на переднюю рейку по красной стороне (bк),
• отсчет на заднюю рейку по красной стороне (aк),
• отсчеты по чёрной стороне на промежуточных точках.

Контроль:

_______ После нивелирования пикетных точек нивелируются промежуточные (или плюсовые) точки. Эти точки не являются связующими, поэтому отсчеты на этих точках берутся только по черной стороне рейки. Результаты нивелирования записываются в специальные графы нивелирного журнала.

_______ После того как работа на станции закончена, передняя рейка переходит на следующий пикет. В таком же порядке берутся отсчеты при привязке трассы к реперу.

    Инструкция по прохождению теста

  • Выберите один из вариантов в каждом из 10 вопросов;
  • Нажмите на кнопку «Показать результат»;
  • Скрипт не покажет результат, пока Вы не ответите на все вопросы;
  • Загляните в окно рядом с номером задания. Если ответ правильный, то там (+). Если Вы ошиблись, там (-).
  • За каждый правильный ответ начисляется 1 балл;
  • Оценки: менее 5 баллов — НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, от 5 но менее 7.5 — УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, 7.5 и менее 10 — ХОРОШО, 10 — ОТЛИЧНО;
  • Чтобы сбросить результат тестирования, нажать кнопку «Сбросить ответы»;

Источник: http://geo-s.sibstrin.ru/lec/lec6/lec.html

Геометрическое нивелирование

Методы нивелирования

Нивелированием называется измерение превышений с целью определения высот точек. Путем нивелирования значения высот передают от исходных точек с известными высотами на точки, высоты которых надо определить.

В зависимости от применяемых приборов и методов различают следующие виды нивелирования.

Геометрическое нивелирование — метод определения превышений путем взятия отсчетов по вертикальным рейкам при горизонтальном луче визирования. Это — основной метод нивелирования. Методом геометрического нивелирования создана государственная нивелирная сеть, создаются инженерно-геодезические высотные сети различного назначения.

Тригонометрическое нивелирование — метод определения превышения путем измерения вертикального угла и расстояния. Метод используют при создании высотного обоснования топографических съемок, а также при определении превышений и передаче высот на строительных площадках.

Барометрическое нивелирование основано на зависимости между высотой и атмосферным давлением. Для определения превышений измеряют атмосферное давление и температуру в точке с известной высотой и в точках, высоты которых определяют.

По разностям давлений вычисляют превышения. Метод применяют при работах в труднодоступной местности, им пользуются геологи, геофизики. Точность измерений этим методом невысокая: на равнинной местности — 0.5 м, в горной — 1.5 м.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаться на одном уровне. Простейший гидростатический нивелир представляет собой два сосуда с делениями, соединенные шлангом. Систему заполняют дистиллированной водой.

Точность метода очень высокая (0,1 мм), поэтому он применяется при монтаже и выверке конструкций по высоте, особенно при работе в стесненных условиях, при передаче отметок через водные преграды, для наблюдений за деформациями сооружений (плотин, мостов, ускорителей частиц и пр.).

Определение превышений и высот точек с помощью спутниковых измерений. Автономное определение высот точек аппаратурой ГЛОНАСС и GPS выполняется с точностью нескольких метров, а определение превышений между точками — с точностью 10 — 15 мм.

Геометрическое нивелирование выполняют, используя нивелир и нивелирные рейки. Нивелир – прибор, в котором визирный луч приводится в горизонтальное положение. Отсчеты берут по шкалам устанавливаемых вертикально нивелирных реек. Оцифровка шкал на рейках возрастает от пятки рейки вверх. Если на пятке рейки расположен ноль шкалы, то отсчет по рейке равен расстоянию от пятки до луча визирования.

Геометрическое нивелирование выполняют двумя способами — “из середины” и “вперед”.

Рис. 9.1. Нивелирование: а — из середины; б — вперед; ee – исходная уровенная поверхность

Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A (рис. 9.1 а) нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле

h = a — b

Обычно для контроля превышение измеряют дважды – по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее.

Если известна высота HA точки А, то высоту HВ точки В вычисляют по формуле

HB = HA + hAB . (9.1)

При нивелировании вперед (рис. 9.1 б) нивелир устанавливают над точкой A и измеряют (обычно с помощью рейки) высоту прибора k. В точке B, высоту которой требуется определить, устанавливают рейку. Приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, берут отсчет b по черной стороне рейки. Вычислив превышение

h = k – b,

по формуле (9.1) находят высоту точки В.

На строительной площадке, где на земляных работах, укладке бетона или асфальта и пр. требуется с одной стоянки нивелира определить высоты многих точек, сначала вычисляют общую для всех точек высоту HГИ горизонта инструмента, то есть высоту визирной оси нивелира

HГИ = HA + k,

а затем – высоты определяемых точек

H1 = HГИ — b1, H2 = HГИ — b2, …,

где 1, 2, … — номера определяемых точек.

Если точки А и В, расположены так, что измерить между ними превышение с одной установки нивелира невозможно, превышение измеряют по частям, то есть прокладывают нивелирный ход (рис. 9.2).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/2_14792_geometricheskoe-nivelirovanie.html

Методы нивелирования

Методы нивелирования

Определение 1

Нивелирование в геодезии представляет собой комплекс работ геодезической направленности, которые связаны с измерением превышений, а также высот точек местности.

Подобные работы выполняются при необходимости решений разных инженерно-геодезических задач в строительстве, в условиях высотной съемки местности, выполнения научно-технических задач, когда изучаются динамические процессы движения земной коры, разности уровня воды в океанах, при исследовании деформаций инженерных сооружений.

Подразделяют нивелирные сети на ведомственные и государственные. Государственная сеть означает систему располагающихся на всей территории страны закрепленных на местности геодезических пунктов (называемых реперами). Высоты таких реперов установлены в единой системе от исходного пункта, считающегося началом отсчета высот.

Государственную нивелирную сеть строят, согласно принципу от общего к частному. При этом она разделена на четыре класса. Сети первого и второго классов считаются максимально точными, они предназначены с целью распространения на территорию страны единой системы высот.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Таким образом, к высокоточному нивелированию относятся первый и второй классы, а к точному – третий и четвертый (сети сгущения).

В геодезии выделяют такие методы нивелирования:

  • геометрическое, наиболее точное (отмечено ситуацией, когда превышение между точками получается в форме разности отсчетов по рейке при условии горизонтального положения визирной оси);
  • тригонометрическое (при таком методе превышение между точками будет определяться по расстояниям между точками и измеренным вертикальным углам, имеется в виду нивелирование посредством наклонного визирного луча).
  • барометрическое (основывается на зависимости высоты точек на местности и атмосферного давления);
  • гидростатическое (основано на таком свойстве жидкости в сообщающихся сосудах, как пребывание на одном уровне).

Геометрическое нивелирование

Замечание 1

Геометрическое нивелирование выполняется с задействованием нивелира и нивелирных реек. Нивелир является прибором, в котором в горизонтальное положение приводится визирный луч.

Отсчеты берутся по шкалам вертикально устанавливаемых реек нивелира. Возрастание оцифровки шкал на рейках осуществляется вверх от пятки рейки.

Если нулевая отметка шкалы находится на пятке рейки, отсчет по рейке равнозначен расстоянию между пяткой и лучом визирования.

Рисунок 1. Схемы основных способов геометрического нивелирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Геометрическое нивелирование выполняется следующими двумя способами:

  1. Нивелирование из середины (считается главным способом). С целью измерения превышения одной точки над другой нивелир устанавливается в средней части между ними, при этом в горизонтальное положение приводится его визирная ось. На этих точках устанавливаются рейки нивелира. Отсчет первой точки берется по задней рейке, а второй – по передней.
  2. Нивелирование вперед предусматривает установку нивелира над первой точкой и последующее измерение (стандартно — посредством рейки) высоты прибора. Во второй точке, чью высоту потребуется установить, устанавливаются рейка. После приведения визирной оси нивелира в горизонтальное положение, берется отсчет второй точки по черной стороне рейки.

Тригонометрическое нивелирование

Замечание 2

Тригонометрическое нивелирование между двумя пунктами предполагает включение измерения расстояния и угла наклона между ними с дальнейшим вычислением показателя превышения по тригонометрическим формулам. Над первым пунктом ставится теодолит, на второй ставится рейка или веха.

На рейке (вехе) отмечается точка визирования и измеряется ее высота. Над первым пунктом измеряется показатель высоты прибора. Посредством теодолита измеряется угол наклона линии. Наклонное расстояние определяется с задействованием оптического дальномера или светодальномера.

Теодолит представляет собой специальный прибор измерительного действия, предназначенный для вычисления вертикальных и горизонтальных углов в момент проведения топографических съемок, а также при осуществлении маркшейдерских и геодезических работ, в рамках строительства и пр.

Рисунок 2. Схема тахеометрического хода. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Основной рабочей мерой в теодолите выступают лимбы с присутствием градусных и минутных делений (горизонтального и вертикального типа). Теодолит может применяться для определения расстояний с нитяным дальномером.

Альтернативным вариантом конструкции теодолита является гиротеодолит, кинотеодолит и тахеометр. В конструктивном плане теодолит состоит из таких базовых узлов:

  • корпуса с наличием горизонтальных и вертикальных отсчетных кругов и иных технологических узлов;
  • подставки (иногда называемая триггером) с присутствием трех подъемных винтов и круглого уровня (с целью горизонтирования теодолита);
  • зрительной трубы;
  • наводящих и закрепительных винтов для того, чтобы зафиксировать зрительную трубу на объекте наблюдения;
  • цилиндрического уровня;
  • оптического центрира (отвеса) в целях максимально точного центрирования над точкой;
  • отсчетного микроскопа для снятия отсчетов.

Поверки теодолита представляют действия, направленные на выявление выполнения геометрических условий, предъявляемых к инструменту. С целью выполнения нарушенных условий производятся действия по исправлению (юстировка инструмента).

Барометрическое нивелирование

С целью вычисления высот точек местности в ходе выполнения работ по геодезическому исследованию, с целью съемки рельефа горной и высокогорной территории, может применяться метод барометрического нивелирования. Задачей такого метода является вычисление разности высот двух точек на базе результатов параллельного измерения атмосферного давления в данных точках.

Что касается атмосферного давления в каждой точке местности, то оно будет зависимым от высоты над уровнем моря и тех метеорологических условий, которые наблюдались в момент измерений. При измерении атмосферного давления применяются барометры пружинного и частично жидкостного (ртутного) типа. Пружинные называются также анероидами.

В связи с существенным воздействием на давление температуры воздуха, ее измерение выполняется параллельно с давлением на станции посредством термометра-праща (толстостенного капилляра, в один конец которого помещают ртуть, а что касается другого, то он заканчивается металлическим наконечником (возможно стеклянным шаром), к которому прикрепляется шнур).

Источник: https://spravochnick.ru/geodeziya/cel_i_zadachi_nivelirovaniya/metody_nivelirovaniya/

Booksm
Добавить комментарий