Тригонометрическое нивелирование
Последовательное (сложное) геометрическое нивелирование.
Геометрическое нивелирование выполняют с помощью специальных приборов, нивелиров, обеспечивающих горизонтальное проложение визирного луча в процессе измерений и реек с делениями. Существует 2 способа геометрического нивелирования: «Вперед» и «Из середины»
Способ «Вперед». Пусть необходимо измерить превышение между точками местности А и В. Над точкой А устанавливают нивелир так, что бы окуляр находился над точкой и измеряют высоту прибора. Над точкой В отвесно устанавливают рейку, наводят зрительную трубу нивелира на рейку и приводят визирный луч в горизонтальное положение затем берут отсчет по рейке(B) h=i-B. Зная высоту точки А и измеренное превышение h можно вычислить высоту точки В. Которая вычисляется при помощи горизонта инструмента. Горизонт инструмента – это высота визирного луча над уровненной поверхностью: ГИ=На+i; Нв=ГИ-В.
Расстояние от точки А до В должно быть не более 150 м. Норма 75 м. Превышение h может быть положительным или отрицательным в зависимости от того относительно какой точки его вычисляют.
Способ «Из середины». На точках между которыми измеряют превышение устанавливают рейки R1 и R2, а нивелир «строго» между ними. Приводят визирный луч в горизонтальное положение и берут отсчет по задней рейке А и по передней В: h=a-b; Hв=На+Н
Преимущества нивелирования из середины:
1) При равенстве плеч полностью исключается ошибка, за не горизонтальностью визирного луча, за кривизну земли и за рефракцию «преломление луча».
Нивелирование бывает простым и пос-ным.
∑h=h1+h2+…+hn
Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой, и превышение между ними нельзя измерить с одного раза, то на линии на местности намечают промежуточные точки 1-2-3... , и превышение измеряют по частям. Сначала измеряют превышение между точками А–1. h1 = а1-в1. Затем инструмент переносят на 2 станцию между точками 1-2. Задняя рейка становится передней. На второй станции превышение измеряют аналогично первой. После выполнения измерений вычисляют превышения:
∑h=h1+h2+…+hn; Hв=На+∑h.
Тригонометрическое нивелирование.
i-высота прибора, D-дальномерное расстояние, V-угол наклона, S-горизонтальное проложение, U-высота наведения, h-превышение.
Принцип данного метода заключается в том что превышение между точками местности измеряют при помощи наклонного визирного луча.
Пусть необходимо измерить превышение между точками А и В. Отвесно устанавливают рейку R; наводят зрительную трубу на рейку и берут отсчеты:
1. По дальномерным нитям «для вычисления дальномерного расстояния»
2. Измеряют угол наклона V
3. Берут отсчет по средней нити «высота наведения V»
4. Измеряют высоту прибора i
h=i+x-U-превышения; h=S*tg(V)+i-U
Классификация нивелиров.
Нивелиры различают по двум признакам:
а) По точности
1. Высокоточные (со среднеквадратической ошибкой = +-1мм на 1 км)
2. Средне точные (со среднеквадратической ошибкой = +-3мм на 1 км)
3. Технические (со среднеквадратической ошибкой = +-10мм на 1 км)
б) По способу установки визирной оси в горизонтальное положение:
1. Глухой нивелир с уровнем при зрительной трубе.
У этих нивелиров зрительной труба и цилиндрический уровень скреплены вместе и могут наклоняться на небольшой угол, относительно подставки прибора, с помощью элевационного винта. Визирная ось приводится в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню. Главное условие предъявляемое к глухим нивелирам – это взаимная параллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня VV1||UU1.
При соблюдении этого условия визирная ось займет горизонтальное положение, после установки пузырька в нуль пункте.
2. Нивелирование с компенсатором Н-3к, Н-10к.
У нивелиров с компенсатором приблизительная установка оси вращения нивелира производится по круглому уровню, после чего, в работу включается компенсатор который автоматически приводит визирную ось в горизонтальное положение.
5.Устройство нивелира:
Нивелир с уровнем при трубе состоит из:
1. Зрительная труба
2. Цилиндрический уровень при трубе
3. Элевационный винт
4. Установочный круглый уровень
5. Закрепительный и микрометренный наводящие винты зрительной трубы
6. Трегер с тремя подъемными винтами
Элевационный винт служит для приведения визирной оси в горизонтальное положение.
Цилиндрический уровень «контактный». Изображение пузырька передается в поле зрения трубы. Не совмещённые концы пузырька указывают на то, что визирная ось наклонена, если же пузырьки совмещены то ось горизонтальна.
6. Поверка круглого уровня:
1. Устанавливают круглый уровень параллельно двум винтам нивелира, и вращая все 3 винта, приводят пузырек в нуль пункт.
2. Поворачивают нивелир на 180 градусов «пузырек должен находиться в нуль пункте», если он отклонился, то юстировку выполняют юстированными винтами «снизу круглого уровня».
7. Поверка сетки нитей:
Одна из нитей сетки должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента. Рейку устанавливают отвесно в 30-40 метрах от нивелира, наводят зрительную трубу, так что бы ее изображение получалось в разных местах поля зрения. У двух краев и посередине берутся отсчеты по рейке, если их значение одинаково, то юстировка не нужна, если же значения разные то, выполняют юстировку сетки нитей.
8. Главное условие нивелира:
Поверка главенствующего условия. У нивелиров с цилиндрическими уровнями (Н-3, Н-10) ось цилиндрического уровня обязана быть параллельна визирной оси зрительной трубы. У нивелиров с компенсатором (Н-ЗК, Н-10К) визирная ось зрительной трубы обязана быть горизонтальной в пределах работы компенсатора. Поверка нивелиров с цилиндрическими уровнями выполняется двойным нивелированием «вперед» одной и той же полосы длиной 40—60 м с различных ее концов. Для этого концы полосы АВ (рис. 101) закрепляют кольями. Нивелир располагают над точкой А (рис. 101,а), создают подготовительную установку нивелира по круглому уровню и измеряют высоту устройства с точностью до 1 мм. В точке В отвесно устанавливают рейку, с помощью элевационного винта приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт и делают отсчет по рейке. Ежели визирная ось и ось цилиндрического уровня не параллельны, то за место правильного отсчета по рейке будет взят отсчет содержащий погрешность х.
9. Исследование нивелира: