методи нівелювання
Нівелюванням називається вимір перевищень з метою визначення висот точок. Шляхом нівелювання значення висот передають від вихідних точок з відомими висотами на точки, висоти яких треба визначити.
Залежно від застосовуваних приладів і методів розрізняють наступні види нівелювання.
Геометричне нівелювання - метод визначення перевищень шляхом взяття відліків по вертикальних рейок при горизонтальному промені візування. Це - основний метод нівелювання. Методом геометричного нівелювання створена державна нівелірна мережу, створюються інженерно-геодезичні висотні мережі різного призначення.
Тригонометричні нівелювання - метод визначення перевищення шляхом вимірювання вертикального кута і відстані. Метод використовують при створенні висотної основи топографічних зйомок, а також при визначенні перевищень і передачі висот на будівельних майданчиках.
Барометричний нівелювання засноване на залежності між висотою і атмосферним тиском. Для визначення перевищень вимірюють атмосферний тиск і температуру в точці з відомою висотою і в точках, висоти яких визначають. За різницям тисків обчислюють перевищення. Метод застосовують при роботах в важкодоступній місцевості, їм користуються геологи, геофізики. Точність вимірювань цим методом невисока: на рівнинній місцевості - 0.5 м, в гірській - 1.5 м.
Гідростатичний нівелювання засноване на властивості рідини в сполучених посудинах встановлюватися на одному рівні. Найпростіший гідростатичний нівелір є дві посудини з розподілами, з'єднані шлангом. Систему заповнюють дистильованою водою. Точність методу дуже висока (0,1 мм), тому він застосовується при монтажі і вивірки конструкцій по висоті, особливо при роботі в обмежених умовах, при передачі відміток через водні перешкоди, для спостережень за деформаціями споруд (гребель, мостів, прискорювачів частинок і ін .).
Визначення перевищень і висот точок за допомогою супутникових вимірювань. Автономне визначення висот точок апаратурою ГЛОНАСС і GPS виконується з точністю декількох метрів, а визначення перевищень між точками - з точністю 10 - 15 мм.
Геометричне нівелювання виконують, використовуючи нівелір і нівелірні рейки. Нівелір - прилад, в якому візирний промінь наводиться в горизонтальне положення. Відлік беруть за шкалами встановлюються вертикально нівелірних рейок. Оцифровка шкал на рейках зростає від п'яти рейки вгору. Якщо на п'яті рейки розташований нуль шкали, то відлік по рейці дорівнює відстані від п'яти до променя візування.
Геометричне нівелювання виконують двома способами - "з середини" і "вперед".
Мал. 9.1. Нівелювання: а - з середини; б - вперед; ee - вихідна рівень поверхні
Нівелювання з середини - основний спосіб. Для вимірювання перевищення точки B над точкою A (рис. 9.1 а) нівелір встановлюють в середині між точками (як правило, на рівних відстанях) і приводять його візирну вісь в горизонтальне положення. На точках А і В встановлюють нівелірні рейки. Беруть відлік a по задній рейці і відлік b по передній рейці. Перевищення обчислюють за формулою
Зазвичай для контролю перевищення вимірюють двічі - по чорним і червоним сторонам рейок. За остаточний результат приймають середнє.
Якщо відома висота HA точки А. то висоту HВ точки В обчислюють за формулою
При нівелюванні вперед (рис. 9.1 б) нівелір встановлюють над точкою A і вимірюють (зазвичай за допомогою рейки) висоту приладу k. У точці B. висоту якої потрібно визначити, встановлюють рейку. Привівши візирну вісь нівеліра в горизонтальне положення, беруть відлік b по чорній стороні рейки. обчисливши перевищення
за формулою (9.1) знаходять висоту точки В.
На будівельному майданчику, де на земляних роботах, укладанні бетону або асфальту та ін. Потрібно з однієї стоянки нівеліра визначити висоти багатьох точок, спочатку обчислюють загальну для всіх точок висоту HГІ горизонту інструменту, тобто висоту візирної осі нівеліра
а потім - висоти визначаються точок
де 1, 2, ... - номери визначаються точок.
Якщо точки А і В. розташовані так, що виміряти між ними перевищення з однієї установки нівеліра неможливо, перевищення вимірюють по частинах, тобто прокладають нівелірний хід (рис. 9.2).
