Физические способы нивелирования

Барометрическое нивелирование используется для определения высот точек местности при географических и других исследованиях, где не требуется высокая точность. При барометрическом нивелировании не требуется взаимной видимости между нивелируемыми точками, поэтому его можно проводить в различных физико-географических условиях.

Барометрическое нивелирование основано на определении разности высот двух точек по результатам одновременного измерения атмосферного давления в этих точках. Атмосферное давление в каждой точке зависит от высоты над уровнем моря и метеорологических условий в момент измерений. Эта зависимость выражается полной барометрической формулой, которая очень трудоемка для вычислений, т. к. необходимо специальное зондирование атмосферы. Обычно пользуются сокращенными барометрическими формулами, а чаще всего формулой Бабине

где В₁ и В₂ – давление в точках 1 и 2; t₁ и t₂ – температура воздуха в этих точках.

По формуле Бабине составлены таблицы барических ступеней высот. Барическая ступень высот – расстояние по вертикали в метрах, на котором атмосферное давление меняется на 1 мм рт.ст. С использованием таблиц формула сводится к виду , где – барическая ступень.

Для определения температуры воздуха пользуются термометрами-пращами, по которым отсчеты температур можно производить с точностью ± 0,1ºС.

Для измерения атмосферного давления в основном применяют барометры-анероиды.

Точность барометрического нивелирования зависит от типа прибора, равновесия атмосферы, способа нивелирования.

При нивелировании с использованием барометров-анероидов высоты точек могут быть получены при благоприятных атмосферных условиях с ошибкой, не превышающей 2 м, а при использовании топографических высотомеров ошибка в определении отметок высот будет не более 1м.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находится на одном уровне.

Гидростатический нивелир состоит из двух стеклянных сосудов с миллиметровыми делениями, заключенных в металлические оправы и соединенных между собой резиновым шлангом. Схема определения превышения гидростатическим нивелиром показана на рис. 8.9.

Рис.8.9

Установив сосуды на нивелируемых точках, берут отсчеты, показывающие уровень жидкости в них. Превышение будет равно разности отсчетов уровня воды в сосудах при условии равенства высот нулей у обоих водомерных элементов от нижних опорных пяток.