Гидростатическое нивелирование

Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне. Этот метод имеет высокую точность, позволяет определять разность высот между точками при отсутствии взаимной видимости, но измеряемая разность высот ограничена длиной наибольшей из трубок, соединённых шлангами.

Нивелирование 1. Нивелирные сети при выполнении крупномасштабных топографических съемок создаются, как правило, сгущением (развитием) государственной нивелирной сети СССР. В зависимости от назначения топографических съемок (раздел 3) нивелирные сети могут строиться с соблюдением требований, отвечающих различным классам точности. Нивелирование III и IV классов является основным методом сгущения (развития) государственной нивелирной сети для производства крупномасштабных топографических съемок. Плотность и класс точности нивелирных сетей при топографических съемках в зависимости от назначения и масштабов съемок, выбранного сечения рельефа местности устанавливаются в техническом проекте (программе) работ. 2. Сгущение (развитие) государственной нивелирной сети при создании высотной основы крупномасштабных топографических съемок предусматривает соблюдение принципа построения геодезических сетей: "от высшего класса точности к низшему". Нивелирные сети при крупномасштабных топографических съемках создаются в виде отдельных ходов, полигонов или самостоятельных сетей и, как правило, привязываются не менее чем к двум исходным нивелирным знакам (маркам, реперам) высшего класса. 3. Для определения высот пунктов съемочного обоснования, а также для определения высот пунктов геодезических сетей сгущения развивается сеть технического нивелирования. 4. Нивелирные сети, создаваемые в городах, поселках для обеспечения потребностей городского хозяйства и строительства, имеют свои особенности. В городах площадью более 500 кв. км должны быть созданы нивелирные сети I класса. В городах с площадью 50 - 500 кв. км должны быть созданы системы линий II класса, а затем - линии III и IV класса. Нивелирные линии II класса должны покрывать всю территорию города, как застроенную, так и незастроенную части. Расстояния между узловыми точками и линиями в сети II класса не должны превышать 15 км на застроенной и 20 км на незастроенной территории. Нивелирные знаки на линиях II класса закладывают не реже чем через 2 км на застроенных и 3 км на незастроенных территориях. В небольших городах площадью от 25 до 50 кв. км создается нивелирная сеть III класса, а в городах площадью меньше 25 кв. км разрешается создавать нивелирную сеть только IV класса. Длины линий нивелирования III класса не должны превышать 10 км между узловыми точками на застроенных и 15 км на незастроенных территориях. Нивелирные знаки на линиях III и IV классов закладываются на улицах и проездах центральной части населенного пункта не реже чем через 200 - 300 м, на окраинах и в частях города с редкой застройкой расстояние между знаками разрешается увеличивать до 800 м; на незастроенной территории знаки закладываются через 0,5 - 2,0 км. В качестве нивелирных знаков в основном применяются стенные реперы. 5. Требования к методике нивелирования, приборам и точности работ установлены в действующей "Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов" (М., Недра, 1974) и "Руководстве по топографическим съемкам в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. Высотные сети" (М., Недра, 1976). В п. п. 9.6 - 9.8 настоящей Инструкции приводятся основные требования к нивелированию IV класса, техническому и тригонометрическому нивелированию. Нивелирование IV класса 6.1. Нивелирные ходы IV класса прокладываются в одном направлении. Длина линий нивелирования IV класса не должна превышать 50 км. 6.2. Нивелирование IV класса выполняется нивелирами, имеющими увеличение трубы не менее 25x, цену деления уровня не более 25" на 2 мм (Прил. 15), и нивелирами с самоустанавливающейся линией визирования (НС4, Ni025) и им равноточными. 6.3. Перед началом полевых работ должны выполняться полевые поверки и исследования нивелиров, а также компарирование реек. 6.4. Рейки для нивелирования IV класса применяются двусторонние шашечные (типы реек даны в Прил. 15), отсчеты по черным и красным сторонам реек производят по средней нити. Для определения расстояний от нивелира до реек производятся отсчеты по дальномерным нитям по черным сторонам реек. 6.5. Порядок наблюдений на станции следующий: отсчет по черной стороне задней рейки; отсчет по черной стороне передней рейки; отсчет по красной стороне передней рейки; отсчет по красной стороне задней рейки. 6.6. Расхождение значений превышения на станции, определенного по черным и красным сторонам реек, допускается до 5 мм. Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускается до 5 м, а накопление их по секции - до 10 м. 6.7. Нормальная длина луча визирования 100 м. Если нивелирование выполняется нивелиром, у которого труба имеет увеличение не менее 30x, то при отсутствии колебаний изображений разрешается увеличивать длину луча визирования до 150 м. 6.8. Невязки в ходах между исходными пунктами и в полигонах _ должны быть не более 20\/L (мм) при числе станций менее 15 на 1 км _ хода и 5\/n (мм) при числе станций более 15 на 1 км хода, где L - длина хода (полигона) в км; n - число станций в ходе (полигоне). 6.9. По окончании нивелирования IV класса должны быть представлены: схема ходов нивелирования; журналы нивелирования; материалы исследований нивелиров и компарирования реек; ведомость превышений; материалы вычислений и оценки точности; абрисы нивелирных марок, стенных и грунтовых реперов; каталог высот марок и реперов; акты сдачи марок, грунтовых и стенных реперов на наблюдение за сохранностью; пояснительная записка. Техническое нивелирование 7.1. Ходы технического нивелирования прокладываются между двумя исходными реперами в виде одиночных ходов или в виде системы ходов с одной или несколькими узловыми точками. Проложение замкнутых ходов (опирающихся обоими концами на один и тот же исходный репер) разрешается в исключительных случаях. В сеть технического нивелирования должны быть включены все пункты плановых сетей сгущения (полигонометрии и триангуляции), не включенные в сеть нивелирования IV класса. 7.2. Длины ходов технического нивелирования определяются в зависимости от высоты сечения рельефа топографической съемки. Допустимые длины ходов приведены в табл. Таблица Характеристика линий Длины ходов в км при сечениях рельефа 0,25 м 0,5 м 1 м и более Между двумя исходными пунктами 2,0 8 16 Между исходным пунктом и узловой 1,5 6 12 точкой Между двумя узловыми точками 1,0 4 8 7.3. Для производства технического нивелирования используются нивелиры с увеличением зрительной трубы не менее 20x и ценой деления уровня не более 45" на 2 мм, а также нивелиры с наклонным лучом. Нивелирные рейки должны иметь шашечный рисунок с сантиметровыми или двухсантиметровыми делениями. 7.4. Нивелирование выполняется в одном направлении. Отсчеты по рейке, установленной на нивелирный башмак, костыль или вбитый в землю кол, производятся по средней нити. При нивелировании соблюдается следующий порядок работы на станции: отсчеты по черной и красной сторонам задней рейки; отсчеты по черной и красной сторонам передней рейки. Расхождения превышений на станции, определенных по черным и красным сторонам реек, не должны превышать 5 мм. 7.5. Расстояния от прибора до реек определяются по крайним дальномерным нитям трубы. Нормальная длина визирного луча 120 м. При хороших условиях видимости и спокойных изображениях длину луча можно увеличить до 200 м. 7.6. Невязки нивелирных ходов или замкнутых полигонов не _ должны превышать величин, вычисленных по формуле f = 50\/L (мм), h где L - длина хода (полигона) в км. На местности со значительными углами наклона, когда число станций на 1 км хода более 25, допустимая невязка подсчитывается _ по формуле f = 10\/n (мм), где n - число штативов в ходе h (полигоне). 7.7. В процессе технического нивелирования попутно нивелируются отдельные характерные точки местности, устойчивые по высоте объекты: крышки колодцев, головки рельсов на переездах, пикетажные столбы вдоль дорог, крупные валуны и т.д. Высоты указанных точек определяются как промежуточные при включении их в ход. Каждая промежуточная точка должна быть замаркирована, или на нее должен быть составлен абрис с промерами до ближайших ориентиров. Особое внимание должно быть уделено определению урезов воды. Тригонометрическое нивелирование 8.1. Для определения высот точек геодезического съемочного обоснования при топографической съемке с сечением рельефа через 2 и 5 м, а также при топографической съемке всхолмленных районов с сечением рельефа через 1 м геометрическое нивелирование может быть заменено тригонометрическим. 8.2. Исходными для тригонометрического нивелирования служат пункты триангуляции и полигонометрии всех классов и разрядов, высоты которых определены геометрическим нивелированием. Исходные пункты должны располагаться не реже чем через 5 сторон. При хороших условиях видимости и использовании приборов типа Т1 и Т2 число сторон между исходными пунктами в горных районах может быть увеличено в 1,5 раза. В горных районах исходными могут служить пункты триангуляции и полигонометрии, высоты которых определены тригонометрическим нивелированием. 8.3. Вертикальные углы при тригонометрическом нивелировании измеряются на все пункты, высоты которых не определяются из геометрического нивелирования, одновременно с измерением горизонтальных углов теми же приборами в прямом и обратном направлениях. Измерения производят тремя приемами при двух положениях вертикального круга. Для измерений используют периоды достаточно четких и спокойных изображений визирных целей, исключая время, близкое (в пределах 2 ч) к восходу и заходу солнца. 8.4. Колебания значений вертикальных углов и места нуля, вычисленные из отдельных приемов, не должны превышать 15". 8.5. Расхождения между прямыми и обратными превышениями для одной и той же стороны не должны превышать 4 см на каждые 100 м расстояния. 8.6. Невязки по высоте в ходах и замкнутых полигонах не должны превышать величин, вычисленных по формуле S f = 0,04 S \/n (см), где S = -; n - число линий в ходе h ср n (полигоне); S - длина линии в м. В особых случаях могут устанавливаться более высокие требования к точности тригонометрического нивелирования; при этом методика работы определяется на основании специальных расчетов. 8.7. Высоты верха визирной цели и горизонтальной оси прибора над маркой центра знака измеряются с точностью 1 см.

Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис.4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:

h = a – b. (4.49)

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

Hв = Hа + h. (4.50)

Рис.4.29 Рис.4.30

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг:

Hг = HА + a = HВ + b. (4.51)

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.4.30). Превышение h подсчитывают по формуле:

h = i – b. (4.52)

Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле (4.50) или через горизонт прибора:

Hв = Hг – b.

Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и превышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на линии AB намечают промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям (рис.4.31).

Рис.4.31

На первом участке A-1 берут отсчеты по задней рейке – a1 и по передней – b1. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней – a2 и по передней – b2. Эти действия повторяют до конца линии AB. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующими; на этих точках отсчеты берут два раза – сначала по передней рейке, а затем по задней.

Превышение на каждой установке нивелира, называемой станцией, вычисляют по формуле (4.49), а превышение между точками A и B будет равно:

hAB = h = a – b . (4.53)

Отметка точки B получится по формуле:

HB = HA + h. (4.54)

При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.

Дата добавления: 2019-07-26; просмотров: 625;