Виды нивелирования в геодезических изысканиях
Нивелирование – это одна из разновидностей геодезических исследований. Цель нивелирования в геодезии – определить высоту заданных точек относительно нулевых ориентиров. В процессе нивелирования специалист определяет, насколько точка на поверхности объекта превышает эталонный показатель. Самый известный всем ориентир – уровень моря. Затем на основании полученных данных об относительных высотах отображают рельеф на плане местности.
Виды нивелирования по методам
Геодезическое нивелирование выполняют при помощи разных инструментов и по разнообразным методам. Исходя из этого, их выделяют несколько видов. Каждое вид имеет свои особенности и подходит для специфических целей.
Геометрическое
Для выполнения измерений необходим нивелир и измерительная рейка. На эту рейку нанесены деления. Её устанавливают в определенной точке около поверхности, которую измеряют. Затем при помощи визирного луча высчитывают разницу между высотами.
Для этого типа нивелирования применяют два метода измерений – из середины или отсчёт вперед. Чтобы высчитать из середины, рейки ставят в двух точках исследуемой местности или объекта, а нивелир – между ними на одинаковом удалении. После этого высчитывают, насколько одна планка находится выше другой. Для метода измерения «вперед» нужна одна рейка. Оба варианта измерений широко используют при строительстве зданий, мостов и прочих сооружений.
Тригонометрическое
Для этого вида нивелирования необходимы теодолиты – это специальные угломерные приборы. Они помогают получать данные об углах наклона при прохождении луча визира через заданные точки на изучаемом объекте. Тригонометрическое нивелирование необходимо при проведении топографических исследований для того, чтобы выяснить разницу в высоте двух объектов, расположенных на большом расстоянии.
Механическое
Для проведения этого вида геодезического нивелирования необходим автоматический нивелир.
Барометрическое
Применяется на труднодоступных участках, например, в горах, когда другие методы измерений задействовать невозможно. В основу положена зависимость показателей давления воздуха от высоты нахождения исследуемой точки. Измеряют разность давления воздуха с учетом температуры и влажности и исходя из этого определяют высоту.
Гидростатическое
Для исследований используется особый гидростатический нивелир со стеклянными трубками, которые соединены шлангом и наполнены водой. Эти трубки соединяют с измерительными рейками. Рейки с нанесённой на них шкалой ставят рядом с исследуемыми объектами и определяют разность между двумя измеряемыми уровнями.
Существуют и другие методы нивелирования, например, радиолокационный или стереофотограмметрический, но они употребляются гораздо реже. Самый часто используемый вид нивелирование – геометрическое.
Для проведения нивелирования используют разнообразные приборы: оптические, цифровые, лазерные. Выбор оборудования зависит от изучаемой местности и от поставленных задач, а также от желаемой точности измерений.
Виды нивелирования по классам точности
В геодезии есть четыре класса точности:
- Первый. Высокоточный – с погрешностью меньше 0,8 мм на км (случайная) или 0,08 мм/км (систематическая).
- Второй. Он также высокоточен, но допускает погрешности с более высокими значениями: случайную 2,0 мм/км или системную 0,2 мм/км.
- Третий. Со случайной ошибкой до 5 мм/км.
- Четвертый. Со среднеквадратичной ошибкой 10 мм/км.
Для третьего и четвертого классов систематическая ошибка не учитывается.
Что такое нивелирование по квадратам
Это самая распространенная методика проведения нивелирования в геодезии. Она позволяет измерять большие равнинные участки. Местность разбивают с использованием мерной ленты и геодезических инструментов. Отмечают все заметные объекты и точки: основание и вершину возвышенностей, овраги, линии водораздела и т. д. По границам квадратов наносят ходы нивелира или теодолита, а затем связывают их в единую сеть.
Проводится полевая съемка, по итогам которой составляется журнал и абрис измерений. В журнале отражают размеры квадратов, привязывают сетку координат к местности и отмеченным нивелирным либо теодолитным проходам. В абрисе указывают итоги съемки по каждому из квадратов, приводят все подсчитанные высоты.
Чтобы контролировать процесс исследования, измерения проводят с двух станций.
Зачем нужно нивелирование
В результате проведения нивелирования любым из приведенных способов создается единая геодезическая сеть. Она нужна в качестве основы для топосъемки и геодезических исследований.
Без нивелирования не обойтись при строительстве зданий и сооружений, при прокладке дорог и прочих путей сообщения, инженерных сетей, при благоустройстве и т. д.
Все виды нивелирования для разных целей вы можете заказать в нашей компании. Работы проводят специалисты с требуемой квалификацией и опытом. Используется высокоточное оборудование. Обсудить особенности проведения работ и сделать заказ вы можете, позвонив нам по телефону или оставив заявку в форме на сайте.
НИВЕЛИРОВАНИЕ — это что такое НИВЕЛИРОВАНИЕ
совокупность действий, посредством которых определяют разность высот двух или многих точек земной поверхности. Высота точки считается по отвесной линии между уровенными поверхностями; если счет ведется от среднего уровня океана, то высота называется абсолютной (причем для точек выше уровня океана принимается со знаком +, а для точек ниже уровня океана со знаком —), если же счет ведется от уровенной поверхности, проходящей через другую точку, то высота называется относительной; понятно, что относительные высоты представляют разности абсолютных высот соответствующих точек. Н. служит вообще для определения высот относительных, но если в числе избранных одна точка лежит у берега океана, то последовательным сложением разностей высот легко вывести и абсолютные высоты. Существует три способа Н.: 1) нивелиром и рейками, по которым высоты отсчитывают непосредственно (топографическое, или геометрическое, Н.), 2) угломерным инструментом, посредством измерения углов наклонения визирных линий с одной точки на другую (геодезическое, или тригонометрическое, Н.) и 3) при помощи барометра (см. Барометрическое Н.). Простейшее Н. при помощи ватерпаса описано в статье Ватерпас. Более точное достигается нивелиром — прибором, посредством которого можно визировать по горизонтальному направлении. Нивелиры делаются весьма разнообразного устройства, но в сущности, состоят всегда из трех главных частей: зрительной трубы, уровня и штатива с треногой. На прилагаемом чертеже изображен нивелир, служащий у нас в России для точного Н.
Зрительная труба с увеличением около 25 раз имеет на теле два равных и тщательно выточенных кольца, называемых цапфами; обе цапфы должны составлять поверхность одного кругового цилиндра. Труба этими цапфами лежит в углублениях двух вертикальных стоек, или лагеров, привинченных к подставке, снабженной вертикальной осью, которая свободно вращается в коническом отверстии треножки (треножника) с тремя подъемными винтами.Треножка ставится на головку штатива. Зрительная труба может свободно вращаться в лагерах около своей геометрической оси и перекладываться в них противоположными цапфами; вращая же подставку около вертикальной оси, трубу легко наводить по разным направлениям. Уровень в прочной медной оправе привинчен непосредственно к телу трубы при помощи особых кольцеобразных обоймиц. Перед употреблением надо убедиться: 1) что оптическая ось трубы (прямая, проходящая через оптический центр объектива и пересечение средних нитей в окуляре) совпадает с ее геометрической осью (прямой, соединяющей центры цапф), 2) что ось уровня параллельна геометрической оси трубы и 3) что ось уровня перпендикулярна вертикальной оси вращения инструмента. Эти три условия достигаются небольшими перемещениями составных частей нивелира, при помощи так называемых исправительных винтов. При каждом нивелире имеются рейки, т. е. деревянные бруски, длиной от 2 до 4 метров, с поперечным сечением в 3—5 стм. Одна или две противоположные стороны рейки представляют шкалу, разделенную на мелкие части, окрашенные в яркие цвета, так чтобы их легко было отсчитывать издали в зрительную трубу; деления подписываются цифрами, начиная от 0, располагаемого внизу. Для прочности установки рейки над любой точкой местности под нее кладется чугунный или железный башмак, снабженный шипами и шаровидной головкой; шипы углубляются в землю, а на головку ставится рейка своим нижним концом, имеющим полушаровое углубление. Самое Н. заключается в следующем: нивелир ставится на штатив посередине между двумя избранными точками, на которых держат в отвесном положении рейки. После приведения трубы в горизонтальное положение наблюдатель визирует последовательно на заднюю и переднюю рейки и отсчитывает деления, приходящиеся против горизонтальной нити в окуляре; разность отсчетов дает разность высот или относительное превышение одной точки над другой. Такой прием называется простым H. и применяется только на близких расстояниях. Если же данные точки находятся в столь значительном удалении, что они не видны с одной промежуточной, то применяют сложное Н., состоящее в последовательном повторении простого от одной точки к другой. Все отсчеты записываются в полевой журнал, по которому легко затем вычислить относительное превышение любых точек, на которых стояли рейки. Скорость и точность Н. зависят от устройства прибора, оптической силы зрительной трубы и достоинства реек. Новейшими нивелирами проходят в один рабочий день до 10 км (устанавливая рейки через 100 м) и определяют разность высот с точностью до ± 0,002 м на 1 км. Но такая точность требуется только для научных работ и для определения высот основных точек, закладываемых в долговечные каменные сооружения (нивелирные парки). Для практических же целей, при изыскании дорог, проведении каналов, осушки болот и т. п., Н. производится с меньшей точностью, но зато с большей скоростью. В цивилизованных государствах стараются определить абсолютные высоты сети точек, расположенных более или менее равномерно по всему пространству территории, с тем, чтобы для всех практических требований можно было начинать от них другие Н. Основные точки избираются по течению главных рек и по жел. дорогам. Вопрос о точных Н. возбужден впервые в 1864 г. на первой конференции среднеевропейского градусного измерения (ныне международный геодезический союз), и теперь вся Европа покрыта уже сетью нивелирных линии, общая длина которых достигает 100000 км. Точное определение высот в России началось с 1871 г. и производится чинами корпуса военных топографов. В настоящее время в Европейской России определено более 1000 точек, и длина нивелирных линий составляет около 12000 верст. См. «Каталог высот русской нивелирной сети» полк. Рыльке (СПб., 1894). Если точки земной поверхности недоступны или очень удалены, то высоты их определяются по наблюдениями вертикальных углов из других точек по способу, известному в геометрии под названием определения неприступных высот. Это геодезическое Н. применяется на съемках, на триангуляциях и при определении высот неприступных горных вершин; оно менее точно, чем выше объясненный способ топографического нивелирования, но зато производится гораздо скорее.
В. Витковский.
Что такое прокачка? — Съемка и нивелирование
Нивелирование ( или нивелирование ) является отраслью геодезической съемки, целью которой является: i) нахождение высот заданных точек относительно заданной или предполагаемой исходной точки, и ii) установление точек на данное или предполагаемое данное. Первая операция требуется для обеспечения возможности проектирования работ, а вторая операция требуется при планировании всех видов инженерных работ. Нивелирование имеет дело с измерениями в вертикальной плоскости.
Ровная поверхность: Ровная поверхность определяется как изогнутая поверхность, которая в каждой точке перпендикулярна направлению силы тяжести в этой точке. Поверхность стоячей воды – это действительно ровная поверхность. Таким образом, любая поверхность, параллельная средней сфероидальной поверхности земли, является ровной поверхностью.
Линия уровня: Линия уровня — это линия, лежащая на ровной поверхности. Следовательно, она нормальна к отвесу во всех точках.
Горизонтальная плоскость: Горизонтальная плоскость, проходящая через точку, является плоскостью, касательной к поверхности уровня в этой точке. Следовательно, он перпендикулярен отвесной линии, проходящей через точку.
Горизонтальная линия: Это прямая линия, касательная к линии уровня в точке. Он также перпендикулярен отвесной линии.
Вертикальная линия: Это линия, нормальная к линии уровня в точке. Обычно считается, что это линия, определяемая отвесом.
Датам: Датум – это любая поверхность, к которой относятся высоты. Средний уровень моря обеспечивает удобную точку отсчета во всем мире, а высоты обычно указываются как намного выше или ниже уровня моря. Однако часто удобнее принять какую-либо другую датум, особенно если требуется только относительная высота точек.
Высота: Высота точки на поверхности земли или вблизи нее — это ее вертикальное расстояние выше или ниже произвольно принятой ровной поверхности или точки отсчета. Разница высот между двумя точками — это расстояние по вертикали между двумя уровнями поверхности, на которых лежат две точки.
Вертикальный угол: Вертикальный угол — это угол между двумя пересекающимися линиями в вертикальной плоскости. Как правило, одна из этих линий является горизонтальной.
Средний уровень моря: Это средняя высота моря для всех стадий приливов. В любом конкретном месте он получается путем усреднения почасовой высоты прилива за длительный период в 19 лет.
Реперная отметка: Это относительно постоянная точка отсчета, высота которой относительно некоторой предполагаемой точки отсчета известна. Он используется либо как отправная точка для выравнивания, либо как точка закрытия в качестве проверки.
Методы нивелирования
Для определения разницы высот используются три основных метода, а именно барометрическое нивелирование, тригонометрическое нивелирование и спиртовое нивелирование.
Барометрическое нивелирование
Барометрическое нивелирование использует тот факт, что разница высот между двумя точками пропорциональна разнице атмосферного давления в этих точках. Поэтому можно использовать барометр, и показания, наблюдаемые в разных точках, дадут меру относительной высоты этих точек.
В данной точке атмосферное давление не остается постоянным в течение дня, даже в течение часа. Таким образом, этот метод относительно неточен и мало используется в геодезических работах, за исключением рекогносцировки или разведки.
Тригонометрическое нивелирование (косвенное нивелирование)
Тригонометрическое или косвенное нивелирование — это процесс нивелирования, при котором высоты точек вычисляются из вертикальных углов и горизонтальных расстояний, измеренных в поле, точно так же, как длина любой стороны в любом треугольнике может быть вычислено из правильных тригонометрических соотношений. В модифицированной форме, называемой выравниванием стадионов, обычно используемой при составлении карт, как разница высот, так и горизонтальное расстояние между точками вычисляются непосредственно на основе измеренных вертикальных углов и показаний рейки.
Спиртовое нивелирование (прямое нивелирование)
Это ветвь нивелирования, в которой вертикальные расстояния относительно горизонтальной линии (перпендикулярной направлению силы тяжести) могут использоваться для определения относительной разницы высот между двумя соседними точками. Горизонтальная плоскость обзора, касающаяся горизонтальной поверхности в любой точке, легко устанавливается с помощью спиртового уровня или пузырька уровня. При нивелировании ватерпас комбинируют ватерпас и визир (телескоп), а вертикальные расстояния измеряют, наблюдая за градуированными рейками, размещенными на точках. Этот метод также известен как прямое выравнивание. Это самый точный метод определения высот и наиболее часто используемый инженерами.
Инструменты для нивелирования
Инструменты, обычно используемые для прямого нивелирования:
- Уровень А
- Нивелирная рейка
Что такое прокачка? | Принцип | Использует
Что такое выравнивание?
Техника определение относительной высоты точки земной поверхности ниже земной поверхности называется ВЫРАВНИВАНИЕ.
Принцип нивелирования
Принцип нивелирования состоит в том, чтобы получить горизонтальную линию визирования, при которой расстояние по вертикали от точки находится выше или ниже этой прямой видимости.
Цель выравнивания
Основная цель балансировки в опросе:
· Найти высоты заданных точек по отношению к заданным данным.
· Создание точек на заданных высотах или на разных высотах по отношению к заданным или рассматриваемые данные.
ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ВЫРАВНИВАНИИ
1. DATUM: Плоскость данных относится к произвольному положению уровня
поверхность или другая линия или поверхность, которая вычисляет любой размер.
3. СКАМЬЯ МАРКА (BM):- B.M. Является фиксированной точкой отсчета известная высота. Он может быть следующих видов.
а. GTS Benchmark (геодезический Triangulation Survey): Этот показатель устанавливается государственными органами, такими как как Обзор Индии. Они настроены с высочайшей точностью. Расположение и высоты над MSL перечислены в специальном каталоге под названием GTS Maps (100 км друг от друга).
б. Постоянный контрольный показатель: 90 080 Это фиксированный контрольная точка, установленная на основе эталона GTS (интервалы 10 км).
в. Произвольный контрольный показатель: Это
контрольная точка, где высота считается случайной. Для большинства
инженерных проектов, разница высот более значительна, чем
пониженный уровень по сравнению с MSL, представленным в специальном каталоге, известном как
Карты GTS (интервал 100 км).
4. Среднее Уровень моря (MSL): Средний уровень моря средний уровень поверхности одного или нескольких водоемов Земли от какие высоты, такие как возвышение, могут быть измерены.
5. Строка коллимации: Линия соединяющая пересечение перекрестия с оптическим центр цели и его продолжение. Он также известен как Линия видимости. Линия видимости: определяется как пересечение перекрестие и оптический центр объектива.
6. Высота прибора (HI): Высота линии визирования с рассматриваемые данные называются HI. — Высота линии. Вид телескопа. Отправная точка.
7. Назад
прицел : (Б.С.): Первый прицел на прокачке
посох, удерживаемый на известной высоте. Б.С. позволяет геодезисту получить HI
+sight, т.е. высота инструмента или линия прямой видимости.
8. Передний Прицел (FS): Это последнее снятое показание рейки. от настройки уровня. Его также называют минусом зрения. Форсайт прицел, сделанный на нивелирной рейке, находящейся на неизвестной высоте до определить величину, на которую точка находится выше или ниже линии визирования. Это также называется отрицательным прицелом, так как показание предвидения всегда вычитается. с высоты инструмента.
9. Изменить Точка (КП): Точка, в которой и передний, и задний вид, принимаемый в процессе выравнивания, называется точкой изменения или сдвига.
10. Промежуточный прицел (IS): мушка, сделанная на нивелирной рейке, удерживаемой в точке между двумя поворотными точек, чтобы определить высоту этой точки, называется промежуточным прицелом.
Примечание: одна настройка уровня, будет только одна задняя точка
и одна мушка, но промежуточных может быть сколько угодно.