Геометрическое нивелирование

В начале 20в. до революции 1917г. по данным Витковского В.В. нивелирование выполнялось с помощью разных приборов: ватерпаса (ватерпасовка), водяноо уровня (диоптры), рек Штрауса (принцип сообщающихся сосудов) и нивелира со зрительной трубой. Только последнее из перечисленных устройств обеспечивало точность, рекомендованную Международным геодезическим союзом в 1864г.

С 1887г. точное нивелирование выполнялось прямо и обратно двумя независимо двумя исполнителями. При этом вначале использовался нивелир ВТО-1 с уровнем при подставке, а затем по предложению Д.Д.Гедеонова был изготовлен нивелир с уровнем при трубе – ВТО-2 (с ценой деления уровня 2”-7”. Была усовершенствована и методика измерений, что позволило повысить точность нивелирования до 2-3мм/ км (случайных ошибок) и 0,5мм /км систематических ошибок. В дореволюционной России точное нивелирование именовалось «Нивелировка Главного Штаба» или прецизионное, или нивелирование 1 разряда (класса). Нивелирование менее точное – 11 разряда, именовалось техническим, так как применялось в технических работах – строительстве дорог, осушении, орошении и др. В точном нивелировании главные точки хода закреплялись марками , реперами, закладываемых в стенах каменных сооружений (дома, церкви, вокзалы, мосты и т.д.). Позже ( с 1938г.) стали закладывать грунтовые реперы. Стенная марка имеет вид (рис. ). На лицевой стороне марки указывались начальные буквы организации, выполнявшей работы (ГШ, КВТ, ВТС, ГУГК, СМТ) и номер. По нивелирному ходу через 1,5-2,0км устраивались временные знаки в виде деревянных столбов, пней деревьев, отдельно лежащих камней (валунов) и т.п.

Рейки использовались штриховые немецкие и шашечные 3-х метровые, которые устанавливались на башмаки с одним или двумя шипами (для односторонних реек). На рейках сбоку крепился круглый уровень. Нивелирование выполнялось двумя методами: русско-швейцарскими немецким.

После революции 1917г. Корпус военных топографов приступил к нивелирным работам только в 1921г., руководством при этом была Инструкция по нивелированию, изданная в 1913г. В 1925г. ВГУ издало новую инструкцию, незначительно отличавшуюся от предыдущей. Согласно этой инструкции рекомендовалось работу на станции выполнять теми же способами. В русско-швейцарском способе измерения выполнялись в таком порядке: зрительная туба наводилась на черную сторону задней рейки, пузырек уровня приводился в нульпункт и брались отсчеты: по концам пузырька; по рейке, по трем нитям; по концам пузырька уровня. Поле этого труба наводилась на переднюю рейку (черную сторону) и в той же последовательности выполнялись отсчеты. Затем в том же порядке выполнялись отсчеты по красной стороне передней рейки и по красной стороне задней рейки.

Немецкий способ применялся при использовании штриховых реек, односторонних или двухсторонних. По односторонним рейкам порядок отсчитывания был следующим: 1) труба наводилась на заднюю рейку, установленную на верхний шип башмака, пузырек уровня приводился в нульпункт и брались отсчеты по крайним нитям (дальномерным), средней нити и уровню; 2) отсчеты при наведении трубы на переднюю рейку, установленную также на верхний шип башмака, по нитям и уровню; 3) рейки переставлялись на нижний шип башмаков и выполнялись те же отсчеты, только сначала по передней рейке, затем по задней. Если использовались двухсторонние рейки, то они устанавливались только на один шип и рейка на переднем шипе поворачивалась другой (красной) стороной к нивелиру и выполнялись те же отсчеты, а затем по задней рейке. На каждой станции такая последовательность отсчетов сохранялась.

В США при тех же отсчетах по рейке менялась очередность наведения на рейки, в зависимости от того, являлась ли станция четной или нечетной. В инструкции 1925г. была отмечена эта особенность и высказано предложение перехода на эту методику. Длина визирного луча ограничивалась 50м, а неравенство плеч – 1м.