Нивелирование. Назначение. Методы нивелирования

Тема 9. Нивелирные работы

Нивелирование – процесс геодезических измерений для определения пре­вышения точек одной над другой и высот точек над уровнем моря.

Назначение – для определения высот точек при топографической съемке, составлении карт, планов, профилей, для установки строительных конст­рукций, для наблюдения за осадкой и деформациями зданий, для строи­тельства линейных сооружений, установки ускорителей на АЭС.

Методы нивелирования:

1) Геометрическое нивелирование (рис. 9.1) – нивелирование с помощью горизонтального луча (а и b – отсчеты по рейке, i – высота нивелира).

Из середины Вперед

h = a – b h = i – b

Рис. 9.1. Геометрическое нивелирование

Если нивелирование выполняют с одной станции, это простое нивелирование. Чаще приходится выполнять сложное нивелирование (рис.9.2).

Рис. 9.2. Сложное нивелирование: Sh = Sа – Sb

Уравнивание хода: Sh_изм = Sа – Sb = Sh_i;

Sh_теор = Н_кон – Н_нач (для разомкнутого хода);

Sh_теор = 0 (для замкнутого хода);

f_h = Sh_изм – Sh_теор;

Допустимые невязки по ходу (полигону)

f_{h доп} = ± 3 ммÖL_км для I класса;

f_{h доп} = ± 6 ммÖL_км для II класса;

f_{h доп} = ±10 ммÖL_км для III класса;

f_{h доп} = ±20 ммÖL_км для IV класса;

f_{h доп} = ±50 ммÖL_км для технического нивелирования.

2) Тригонометрическое нивелирование (рис. 9.3) – нивелирование наклонным лу­чом.

h = h¢ + i – v

Рис. 9.3. Тригонометрическое нивелирование:

i – высота нивелира; v – высота наведения;

h – превышение; n – угол наклона

h¢ = D sinn, где D – расстояние, измеренное лентой;

h¢ = , – расстояние, измеренное нитяным дальномером;

h¢ = d tgn, d – горизонтальное проложение (d = D cosn или d = cos²n).

3) Физическое нивелирование:

а) гидростатическое (рис. 9.4) – для определения превышений по разности уровня жидкости в сообщающихся сосудах;

Рис. 9.4. Гидростатическое нивелирование

б) барометрическое – определение превышений по изменению барометрического давления в зависимости от высоты;

в) радиолокационное – определение высоты АФА над уровнем Земли по времени прохождения радиоволн до Земли и обратно.

4) Автоматическое нивелирование – с помощью специальных приборов, устанавливаемых на велосипеде, автомобиле, ж/д платформе, вычерчивается профиль местности.

9.2. Системы высот

Рис. 9.5. Системы высот:

Н₁ – нормальная высота (над квазигеоидом);

Н₂ – абсолютная высота (над геоидом);

Н₃ – геодезическая высота (над эллипсоидом);

h – относительная высота (превышение между точками L и N).