Геометрическое нивелирование
Геометри́ческое нивели́рование — способ определения превышений и высотных отметок в геодезии. Методика заключается в том, что оптический, либо лазерный нивелир устанавливается в стационарное положение, а ось его окуляра приводится в горизонтальное состояние. Для установки отметки используется высотная рейка с градуированной шкалой, которая опирается основанием на землю или иное покрытие. Определение высотного превышения определяется, как разница отметок между плоскостью установки прибора и отметки на рейке, куда показывает оптический окуляр, либо лазерный луч[1][2].
Классы нивелирования
Наиболее точным методом нивелирования является геометрическое нивелирование. Государственная нивелирная сеть формируется с использованием геометрического нивелирования и включает в себя сети I, II, III и IV классов. Нивелирные сети I и II классов относятся к высокоточным методам и служат важной высотной основой, на которой устанавливается единая система высот по всей стране. Нивелирование III и IV классов предназначено для формирования единой высотной системы для топографических съёмок и для решения инженерных задач.
Ниже предоставлены данные о предельных средних квадратических ошибках и допустимых отклонениях в полигонах.
| Класс нивелирования | Предельная средняя квадратическая
ошибка мм/км |
Допустимые невязки в полигонах f, мм |
|---|---|---|
| I | 0.8 | 3ммL |
| II | 2.0 | 5мм |
| III | 5.0 | 10мм |
| IV | 10.0 | 20мм |
Способы нивелирования
Существует два способа геометрического нивелирования: «из середины» и «вперёд».
Геометрическое нивелирование «из середины»
Точку установки нивелира при нивелировании «из середины» называют станцией; точку, относительно которой определяют превышение, называют задней точкой, а вторую точку – передней. Соответственно этому отсчеты по рейкам, установленным на задней и передней точках, называют отсчетом назад (а) и отсчетом вперёд (b)[3].
Для того чтобы установить превышение точки В над точкой А, в этих указанных точках вертикально устанавливаются рейки. Между рейками, по возможности на одинаковом расстоянии, устанавливают нивелир. Последовательно проводя визирование на рейки с помощью средней горизонтальной нити зрительной трубы, производят необходимые отсчёты: по задней рейке – а, по передней рейке – в:
Превышение будет положительным, если передняя точка выше задней; или отрицательным – если передняя точка ниже задней. Отметка последующей точки (Нb) равна отметке предыдущей точки (Нa) плюс превышение (h) между ними[4]:
Порядок выполнения работ
Для контроля измерений и повышения их точности нивелирование выполняется по чёрной и красной сторонам реек. Работы на станции производятся определённой последовательности:
1. Отсчёт по чёрной стороне задней рейки (ач.).
2. Отсчёт по чёрной стороне передней рейки (bч.).
3. Отсчёт по красной стороне передней рейки (bкр.).
4. Отсчёт по красной стороне задней рейки (акр.)[5].
Геометрическое нивелирование «вперёд»
При нивелировании способом «вперёд» нивелир устанавливают над точкой А, отметка НА которой известна. Над точкой В, отметку НВ которой должны определить, устанавливают нивелирную рейку. Затем измеряют высоту i инструмента (высоту линии визирования над точкой А) и делают отсчёт b по рейке[3].
Высота определяемой точки равна высоте исходной точки плюс соответствующее превышение между этими точками.
Высоту линии визирования над отсчётной поверхностью и называется горизонтом инструмента (Нi).
При нивелировании вперёд высота передней точки равна горизонту инструмента минус отсчёт по рейке, установленной на этой рейке.
Характеры выполнения нивелирования
Нивелирование по характеру выполнения делится на:
- простое нивелирование – это процесс, при котором все измерения осуществляются с одной единственной станции. Когда же требуется провести нивелирование с использованием нескольких станций, как, например, в случае проектирования автодороги, это называется сложным нивелированием. В такой ситуации организуется нивелирный ход.
- сложное нивелирование включает в себя разделение точек, которые подлежат нивелировке, на две категории: связующие и промежуточные. Связующие точки представляют собой две крайние точки, которые нивелируются из выбранной станции. Все остальные точки, расположенные между связующими, именуются промежуточными. Число промежуточных точек зависит от особенностей рельефа местности[1].
Направления хода нивелирования
По направлению хода нивелирования:
- продольное нивелирование – нивелирование вдоль оси линейных инженерных сооружений (например, по трассе);
- поперечное нивелирование – если нивелируются точки в перпендикулярном направлении к трассе (на поперечниках)[1].
Примечания
- ↑ Перейти обратно: 1,0 1,1 1,2 Паудяль С.П., Новиков Н.А. Методические указания для выполнения лабораторно-графических работ по трассированию и геометрическому нивелированию. — м: МАДИ, 2023. — 36 с.
- ↑ Тучкова Н. В. Виды нивелирования в геодезии. ООО «ГеоКомпани» (16 июня 2023). Дата обращения: 6 февраля 2025.
- ↑ Перейти обратно: 3,0 3,1 Способы геометрического нивелирования. Студопедия (1 апреля 2015). Дата обращения: 23 января 2025.
- ↑ Астахова И.А. Съемки местности.. — Майкоп: МГТУ, 2016. — 95 с.
- ↑ Григорьев Д.О., Гекман А.В., Бабушкин А.А., Зубова И.И. Геометрическое нивелирование. Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет. Дата обращения: 16 января 2025.