Проведение нивелирной съемки

При изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений необходимо знать рельеф местности. Без знания рельефа местности невозможно проектирование железных и шоссейных дорог, водоотводных (осушительных и оросительных) каналов, гидротехнических сооружений, осушительных и оросительных систем, а также аэродромов, строительных площадок, населенных пунктов, плотин, полей севооборотов и других объектов.

Знание рельефа выражается, прежде всего, в знании отметок всех характерных точек местности. Определение отметок точек и есть цель нивелирования.

Нивелирование – вид геодезических работ, в результате которых определяют разности высот (превышения) точек земной поверхности, а также высоты этих точек над принятой отсчетной поверхностью.

По методам нивелирование разделяют на геометрическое, тригонометрическое, физическое, автоматическое, а также стереофотограмметрическое.

1) Геометрическое нивелирование проводят горизонтальным визированием при помощи инструментов называемых нивелирами.

2) Тригонометрическое нивелирование проводят наклонным лучом при помощи теодолитов-тахеометров. При использовании этого метода измеряют углы наклона и расстояние между нивелирными точками.

3) Физическое нивелирование подразделяют на гидростатическое, барометрическое и аэрорадионивелирование.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находится на одном уровне, позволяющем определить превышения между точками, на которых установлены сосуды.

Барометрическое нивелирование выполняют при помощи барометров, по показаниям которых определяют атмосферное давление в соответствующих точках, а по разности давлений – превышение между ними.

Аэрорадионивелирование осуществляют с самолета при помощи радиовысотомера и статоскопа – приборов, позволяющих определять высоту самолета над землей и измерения его высоты в полете. Совместное использование этих данных позволяет определять превышения между точками земной поверхности.

4) Автоматическое нивелирование проводят при помощи нивелиров-автоматов – приборов, автоматически вычерчивающих профиль местности и позволяющих определять высоты точек.

5) Стереограмметрическое нивелирование выполняют путем измерения модели рельефа местности, получаемой при рассматривании двух снимков одной и той же местности на специальных приборах, называемых стереометрами, стереокомпараторами, и др.

Геометрическое нивелирование заключается в непосредственном определении превышения одной точки над другой.

Его выполняют с помощью специального инструмента – нивелира, приспособленного для визирования в горизонтальном направлении, и нивелируемых реек, устанавливаемых вертикально в нивелируемых точках. Различают два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед.

Нивелирование из середины. Для определения превышения между точками А и В нивелированием из середины нивелир устанавливают между этими точками, а в точках А и В – вертикально нивелируемые рейки.

Отсчет делают по задней А и передней В рейкам. Разность отсчетов и есть превышение:

h = a – b.

Если линия местности имеет направление АВ, то точку А называют задней, а точку В – передней. Отсчет a и bназывают взглядами назад и вперед. В результате получаем, что превышение одной точки над другой равно взгляду назад без взгляда вперед. Знак превышения h может быть как положительным (+), так и отрицательным (–).

Нивелирование вперед. Для получения превышения h можно поставить нивелир окуляром над точкой А местности и сделать при горизонтальном положении визирной оси отсчет b по рейке, стоящей в точке В (Рис. 6 (а)). Кроме того, нужно измерить высоту инструмента i (высоту визирной оси над точкой А). Тогда согласно рисунку:

h = i – b.

Такое нивелирование называют нивелирование вперед. При нивелировании вперед взгляд назад заменяют высотой инструмента i. Если нивелир поставить выше или ниже, то оба отсчета изменятся на одно и тоже значение по сравнению с ранее сделанными отсчетами, однако разности от отсчетов в первом и втором случаях будут одинаковыми (т.е. значение h – превышения точек).

Вычисления отметок точек через превышение. Разность высот точек H_B -H_A - превышение h, поэтому если известна отметка точки A (H_A), то отметки точки B (H_B), определяемая по методу превышения,

H_B = H_A + h.

Для вычисления отметок искомой точки можно применить способ горизонта инструмента.

Вычисление отметок точек через горизонт инструмента. Отметку горизонтального луча называют горизонтом инструмента. Отметка горизонта инструмента,

H_i =H_A + a, тогда H_B = H_i – a,

т.е. отметка горизонта инструмента равна горизонту инструмента на этой точке.

Вычисление отметок точек через горизонт инструмента широко применяют в практике для определения отметок нескольких точек с одной установки нивелира (например, при нивелировании поверхности по квадратам).

Вычитая из H_i отсчет b по рейке, поставленной в искомой точке B, получают отметку H_i последней:

H_A = a + H_i, H_i – b = H_B.