Нивелирование трассы

После разбивки пикетажа выполняется нивелирование по всем пикетам, плюсовым точкам и точкам поперечных профилей. При этом ход технического нивелирования привязывается к реперам, находящимся в начале и в конце хода (например, реперам 4 и 5, рис. 8.1). При нивелировании трассы пикеты являются связующими точками, все остальные точки (плюсовые, поперечных профилей) – промежуточными. При нивелировании нивелир устанавливают примерно на середине между связующими точками и, как правило, вне их створа. Результаты нивелирования заносят в журнал (табл. 8.1), в котором последовательность выполнения операций показана цифрами в круглых скобках.

Запись отсчетов по рейкам на связующих точках и исходных реперах помещают в колонках 3 и 4, причем, вначале отсчеты по черной стороне реек (1), (3), затем по красной стороне (2), (4). После этого в поле вычисляют контрольные разности отсчетов по красной и черной сторонам (5), (6).

Отсчеты на промежуточных точках выполняются только по черной стороне рейки и записываются в столбце 5.

При нивелировании крутых скатов, когда превышение между пикетами больше длины рейки, вместо одной делают две или больше станций с дополнительными связующими точками, называемыми иксовыми (рис. 8.4,б), причем, в качестве иксовых точек могут выступать промежуточные точки (рис. 8.4,а).

Обработка журнала включает проверку вычислений полевых измерений на каждой станции и выполняется в следующей последовательности.

На каждой странице журнала вычисляют:

а) сумму отсчетов по черной и красной сторонам задней рейки:

35606 (13) = S(1) + S(2);

б) сумму отсчетов по черной и красной сторонам передней рейки: 42871(14) = S(3) + S(4);

в) сумму превышений с учетом их знаков, полученных по черной и красной сторонам реек: -7265(15) = S(7) + S(8);

г) сумму средних превышений: -3582(17) = S(11).

Контролем правильности вычислений средних превышений должны быть равенства: -7265(16) = 35606(13) - 42871(14) = -7265(15) и (19) = (15): 2 = (17) при четном числе станций на странице или ходе. При нечетном числе станций (рассматриваемый пример) к сумме (15) = -7265 прибавляют разность (+100) на последней станции со своим знаком: -7265(15) – 100 = -7165(18). Значения (19) и (17) за счет округления не должны отличатся более чем на 2 мм.

Таблица 8.1

Номер станции	Номера пикетов и плюсовых точек	Отсчеты по рейке, мм	Превышения, мм	Средние превышения, мм	Горизонт нивелира, м	Высоты точек, м	Номера пикетов и плюсовых точек	Примечание
задней	передней	промежуточ- ной
	Реп. 4	6008	7195		-1085 -1187 +102	+3 -1086 -0,083		193,715 192,632	Реп. 4
	+57	0728(1) 5597(2) 4869(5)	1392(3) 6158(4) 4766(6)	0384(10)	-664(7) -561(8) -103(9)	+2 -662(11) -0,660	193,360	191,872 192,976	+57
	поперечник +71 +7П +20П +21Л	5406	7260		-1756 -1854 +102(12)	+2 -1755 -1,763	192,511	190,219 191,579 189,840 189,706 189,718	поперечник +71 +7П +20П +21Л	Нивелир НЗ № 21194 Рейки двусторонние Разность высот нулей красной и черной сторон реек: №1=4768мм, №2= 4868мм
	+42	7306	5706		+1504 +1600 -96	+2 +1502 +1,504		190,219 191,723	+42
	+42	5502	7183		-1581 -1681 +100	+2 -1,579 -1,579		191,723 190,144	+42

Продолжение табл. 8.1

Номер станции	Номера пикетов и плюсовых точек	Отсчеты по рейке, мм	Превышения, мм	Средние превышения, мм	Горизонт нивелира, м	Высоты точек, м	Номера пикетов и плюсовых точек	Примечание
		задней	передней	промежуточ- ной
Постраничный контроль		35606(13) 42871(14) -7265(16)	42871(14)		7265(15) +100 -7165(18) -3582(19)	-3582(17)
	Х	6006	7341		-1439 -1335 -104	+2 -1437 -1,435		199,197 197,762	Х
	Х Реп. 5	7262	5543		+1817 +1719 +98	+2 +1818 +1,820		197,762 199,582	Х Реп. 5
Подсчет по ходу от реп. 4 до реп. 6		143475(13) 131948(14) +11527(16)		131948(14)	+11527(15) +98 +11625(18) +5812(19)		+5813(17)
Разность высот исходных пунктов Н к- Н н = 199,582 – 193715 = +5,867 м. Допустимая невязка fд оп = мм.	Полученная невязка хода f = S h ср-(Н к- Н н) = 5813-5867 = -54 мм. Поправка в превышение » +2 мм.

Допустимую невязку в мм определяют по формуле f _доп =

где L – длина трассы в км от репера 4 до репера 5.

Поправки в середине превышения с округлением их величин до 1 мм вычисляют по формуле:

»+2 мм,

где n – число станций; значения поправок подписывают в журнале нивелирования над средними превышениями; сумма поправок в превышениях всех станций должна равняться невязке хода, взятой с обратным знаком.

Отметки связующих точек хода вычисляются сложением отметки предыдущей точки с уравненным превышением; контролем вычисления отметок служит вычисленная отметка конечного репера, известная из ранее проведенных работ.

Отметки промежуточных точек Н_i на станции определяют через горизонт нивелира (ГН) по формуле:

Н_i = ГН - c_i,

где Н_i – отметка промежуточной точки; с_i – отсчет по рейке на промежуточной точке.

Геодезической сетью называют систему закрепленных на земной поверхности геометрически связанных между собой точек, положение которых определено в принятой системе коор­динат и высот. Геодезические сети подразделяют на глобальные, покрывающие поверхность всей Земли; национальные (государ­ственные), создаваемые на территории данной страны; сети сгу­щения, геодезическое съемочное обоснование (для топографиче­ских съемок); специальные (местные) геодезические сети. При построении геодезических сетей соблюдается принцип перехода от общего к частному и систематический контроль всех видов работ.

Глобальная геодезическая сеть создается методами космиче­ской геодезии по материалам наблюдений искусственных спутни­ков Земли (ИСЗ). Положение пунктов определяется в геоцентриче­ской системе прямоугольных координат с началом в центре масс Земли, ось Z совпадает с осью вращения Земли, плоскость XZ - с плоскостью начального меридиана, ось OY дополняет систему до правой. Глобальную геодезическую сеть используют для решения научных и научно-технических задач геодезии, геофизики, астро­номии и других наук, например, для уточнения фундаментальных геодезических постоянных, изучения фигуры и гравитационного поля Земли, определения перемещения и деформации литосферных плит земной коры и т.п. Глобальная геодезическая сеть должна не­прерывно совершенствоваться путем повышения точности опреде­ления координат ее пунктов, что необходимо для более эффектив­ного решения традиционных и новых Научных проблем геодезии и других наук.

Национальная геодезическая сеть подразде­ляется на государственную плановую, нивелирную (высотную) и гравиметрическую сети. Государственная геодезическая сеть (ГГС) состоит из пунктов, взаимное плановое положение кото­рых определяют с наивысшей точностью, достигнутой в массо­вых измерениях, высоты пунктов этой сети, особенно в горах, определяют с меньшей точностью.

Государственная нивелирная сеть содержит пункты, высоты которых относительно поверхности геоида определяют с наивысшей точностью, плановое положение этих пунктов определяют приближенно.

Государственная гравиметрическая сеть имеет пункты, на которых с наивысшей точностью определяют ускорение силы тяжести, плановое и высотное положение этих пунктов определяют с требуемой точностью.

Государственные геодезические сети необходимы для рас­пространения единой системы координат и высот на территории страны, детального изучения фигуры и гравитационного поля Земли и их изменений во времени, выполнения топографических съемок в единой системе координат и высот, надежного контро­ля качества топографо-геодезических работ, решения научных и технических задач народного хозяйства.

Специальные (местные) геодезические сети создают в тех случаях, когда для решения поставленных задач на данном участке нужно иметь пункты, взаимное распо­ложение которых в плане и по высоте определено с наивысшей точностью. Систему координат в таких сетях обычно подбирают так, чтобы редукционные поправки за переход от измеренных величин к их проекциям на местную поверхность относимости были минимальными. Такие сети строят, например, в сейсмоак­тивных регионах для прогнозирования землетрясений, при строительстве крупных сооружений и т.п.

Для решения одной из основных задач геодезии, связанной с детальным изучением фигуры Земли, конкретно - поверхности геоида, целесообразно иметь сплошную астрономо-геодезическую сеть на всей территории страны, причем, в горных районах, вследствие более сложного гравиметрического поля и более сложной поверхности геоида, астрономо-геодезическая сеть должна быть более плотной.

Для картографирования территории страны плотность пунк­тов зависит от масштаба съемки и методов создания геодезиче­ского съемочного обоснования.

При создании полигонометрии выполняют весь комплекс основных геодезических работ: угловые и линейные измерения, нивелирование. Углы на пунктах полигонометрии измеряют оптическими теодолитами с точностью центрирования 1 мм. Высоты на все пункты полигонометрии передаются нивелированием IV класса или техническим. Линии измерят непосредственно: светодальномерами, подвесными мерными приборами или косвенно – длины сторон хода вычисляют по вспомогательным величинам.

Полнгонометрня

Полигонометрией называют метод определения положения геодезических пунктов путем построения на местности полигонометрического хода (ломаной линии) или системы ходов (полигонометрическая сеть), в которых измеряют все углы и сторо­ны. Полигонометрические ходы опираются на исходные, более высокого класса, пункты и линии. Они могут быть разомкнуты­ми и замкнутыми. Если ход по форме близок к прямой линии, то его называют вытянутым, в противном случае - изогнутым. Стремятся прокладывать вытянутые ходы с примерно одинако­выми сторонами, которые являются оптимальными по объему полевых работ, обработке и оценке точности.

В полигонометрической сети имеются узловые точки, в ко­торых сходятся не менее трех ходов, замкнутые и разомкнутые полигоны. Отдельный ход между двумя узловыми или между узловой и исходной точками называют звеном. Свободная сеть полигонометрии опирается только на исходный пункт и дирекционный угол исходного направления. Если сеть имеет большое, число исходных данных, то ее называют несвободной.

Если между пунктами двух параллельных ходов одного раз­ряда меньше 0,5 км, то их соединяют перемычками того же раз­ряда. Это необходимо для повышения жесткости и однородности полигонометрической сети. Под однородностью сети понимают равенство ошибок взаимного положения ближайших пунктов во всех направлениях.

По методу создания полигонометрию разделяют на светодальномерную, траверсную (стороны измеряют подвесными мерными приборами), короткобазисную, створно-короткобазисную и параллактическую.

Для измерения углов в полигонометрии обычно применя­ют трехштативную систему с комплектом визирных марок, име­ющих стандартные подставки, взаимозаменяемые с подставками теодолитов. При измерении углов на узловых точках необходи­мо 4-U штативов. Точность центрирования теодолита и визирных целей должна быть 1 мм, эта точность обеспечивается опти­ческими центрирами, которыми снабжены современные теодо­литы.

Съемочную геодезическую сеть создают для сгущения гео­дезической плановой и высотной основы до плотности, обеспе­чивающей выполнение топографической съемки. Ее развивают от пунктов государственных геодезических сетей, геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов итехнического нивелирования путем построения съемочных триангуляционных сетей, теодо­литных и мензульных ходов, прямых, обратных и комбиниро­ванных засечек; определяют, как правило, положение точек в плане и по высоте.

Предельные ошибки положения пунктов плановой съемоч­ной сети, включая и плановые опознаки, на открытой местности и на застроенной территории не должны превышать 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм в масштабе плана на местности, покры­той древесной и кустарниковой растительностью.