Измерения расстояний базисным прибором

Вертикальные перемещения костылей и штатива

Методические приемы ослабления влияния нивелирной рефракции на результаты высокоточного нивелирования.

1. Нормальная длина визирного луча принята равной 50 м при нивелировании I класса и 65 м при нивелировании II класса.
2. Высота визирного луча над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,8м.
3. Высокоточное нивелирование следует выполнять как утром, так и вечером по возможности симметрично во времени относительно соответствующего момента изотермии воздуха на высоте визирного луча. Утром наблюдения следует начинать примерно через полчаса после восхода Солнца, а вечером – примерно с 17 ч. Прекращать наблюдения как утром, так и вечером следует сразу же после ухудшения видимости и появления ощутимых колебаний изображений.
4. Прямой и обратный нивелирные ходы рекомендуется прокладывать в разное время суток (один утром, другой вечером).

Вертикальные перемещения костылей и штатива являются одним из основных источников систематических ошибок при высокоточном нивелировании. Для ослабления влияний этих ошибок рекомендуется выполнять следующее:

1. Трассу нивелирования следует выбирать так, чтобы она проходила по грунтам средней плотности.
2. Прямой и обратный ходы должны проходить по одной и той же трассе и по возможности по одним и тем же переходным точкам. Число станций в прямом и обратном ходах должно быть четным и одинаковым.
3. Костыли левой и правой линий располагать на расстоянии не менее 0,5 м друг от друга. Не следует слишком сильно вдавливать в грунт ножки штатива и туго затягивать зажимные винты. Костыли и ножки штатива рекомендуется обходить на расстоянии не мене 0,5 м.
4. Наблюдения на станции необходимо выполнять по строго симметричной программе.
5. Отсчеты по рейке следует брать, спустя полминуты после установки ее на костыль.
6. Применять нивелирные башмаки вместо костылей нельзя.

Базисный прибор используют для измерения базисных сторон триангуляции, длин линий в полигонометрии и других высокоточных линейных измерений. В комплект базисного прибора входит следующее:

1. Три – восемь 24-х метровых инварных проволоки круглого сечения диаметром 1,65 мм с инварными миллиметровыми шкалами длиной 8 см.
2. Инварная лента длиной 4 – 12 м – для измерения остатка линии, меньшего длины проволоки.
3. Два блочных станка с двумя гирями весом по 10 кг – для подвешевания и натяжения мерных проволок.
4. 30 – 40 базисных штативов с целиками – для фиксации концов проволоки в створе измеряемой линии.
5. Два оптических центрира (лот-аппарата) – для установки над центрами, определяющими концы секций линии (базиса).
6. Нивелир с 1,5 – 2 метровой рейкой – для определения превышений между смежными целиками.
7. Теодолит – для расстановки штативов в створе измеряемой линии.
8. Термометр-пращ – для измерения температуры воздуха.

В зависимости от требуемой точности измерения линий используют три типа базисных приборов: БП-1 применяют для измерения базисов, базисных сторон и сторон полигонометрии 1 и 2 классов с точностью 1:1 000 000 – 1:250 000, состоит из 7 – 8 тщательно подобранных инварных проволок с разными температурными коэффициентами линейного расширения; БП-2 – для для измерения базисов, базисных сторон и сторон полигонометрии 3 и 4 классов с точностью 1:200 000 – 1:150 000, имеет 5 – 6 проволок; БП-3 – с тремя проволоками, - для измерения линий в геодезических сетях сгущения с точностью 1:25 000 – 1:5 000.

За длину мерной проволоки принимают хорду l₀ между нулями шкал, находящихся на одной высоте. Длина пролета (расстояние между целиками двух смежных штативов)

l = l₀ + (П – З),

где П, З – отсчеты по передней и задней шкалам проволоки.

При измерении проволоками необходимо учитывать действие различных факторов. Основными из них являются следующие.

Шкалы мерных проволок имеют разные высоты. Определив длину наклонной линии lн и превышение h между целиками базисных штативов, из прямоугольного треугольника АВС находим

,

откуда поправка за наклон пролета

,

а поправка за наклон пролетов всей линии

.

С учетом Δ S_h длина линии S отнесена к поверхности со средней высотой H_m. Проектируя линию на референц-эллипсоид, имеем

.

Разность температур воздуха при измерении линии и компарирорвании мерного прибора. Длину l₀ определяют при компарировании, когда температура воздуха t₀, а линии измеряют при температуре t и вместо l₀ получают длину хорды l_t. Поправку в длину пролета вычисляют по формуле

,

где α, β – температурные коэффициенты. Для всей линии поправка

,

где t_ср – средняя температура воздуха при измерении линии, n – число пролетов.

Рассмотренные факторы вносят максимальное искажение в длины измеряемых линий. При обработке высокоточных измерений линий кроме этих источников погрешностей учитывают такие факторы, как нессиметрия цепной линии, наклон шкал мерных проволок, разность силы тяжести в местах измерения линии и компарирования проволоки и другие.