Визначення висот точок рельєфу нівелюванням

Лекція «Визначення  висот точок рельєфу нівелюванням»

Підготувала Поліщук В. М. – викладач  кваліфікаційної категорії «спеціаліст першої категорії» Маріупольського механіко-металургійного коледжу ДВНЗ «ПДТУ»

1. Що таке нівелювання. Види нівелювання.

Нівелюванням називається сукупність геодезичних вимірів для визначення перевищень між точками, а також їх висот (відміток).

Нівелювання роблять для вивчення рельєфу, визначення висот точок при проектуванні, будівництві і експлуатації різних інженерних споруд. Результати нівеляції мають велике значення для вирішення наукових завдань як самої геодезії, так і для інших наук про Землю.

Залежно від вживаних приладів і вимірюваних величин нівелювання ділиться на декілька видів:

1. Геометричне нівелювання - визначення перевищення однієї точки над іншою за допомогою горизонтального візирного променя. Здійснюють його зазвичай за допомогою нівелірів, але можна використати і інші прилади, що дозволяють отримувати горизонтальний промінь.

2. Тригонометричне нівелювання - визначення перевищень за допомогою похилого візирного променя. Перевищення при цьому визначають як функцію виміряної відстані і кута нахилу, для виміру яких використовують відповідні геодезичні прилади (тахеометр, кипрегель).

3. Барометричне  нівелювання - в його основу покладена залежність між атмосферним тиском і висотою точок на місцевості.

4. Гідростатичне нівелювання - визначення перевищень грунтується на властивості рідини в сполучених посудинах завжди знаходитися на одному рівні, незалежно від висоти точок, на яких встановлені посудини.

5. Аерорадіонівелювання - перевищення визначаються шляхом виміру висот польоту літального апарату радіовисотоміром.

7. Стереофотограмметричне нівелювання грунтовано на визначенні перевищення по парі фотознімків однієї і тієї ж місцевості, отриманих з двох точок базису фотографування.

8. Визначення перевищень за результатами супутникових вимірів. Використання супутникової системи ГЛОНАСС. Глобальна Навігаційна Супутникова Система дозволяє визначати просторові координати точок.

2. Геометричне нівелювання
Геометричне нівелювання - найбільш поширений спосіб визначення перевищень. Його виконують за допомогою нівеліра, задаючого горизонтальну лінію візування.

Облаштування нівеліра досить просте. Він має дві основні частини: зорову трубу і пристрій, що дозволяє привести візирний промінь в горизонтальне положення.

Нівелір Н-3

Точний нівелір Н- 3 з циліндричним рівнем при зоровій трубі:

1 - підйомні гвинти; 2 - круглий рівень; 3 - елеваційний гвинт; 4 - окуляр зорової труби з діоптрійним кільцем; 5 - візир; 6 - кремальєра; 7 - об'єктив зорової труби; 8 - закріпний гвинт; 9 - навідний гвинт; 10 - контактний циліндричний рівень; 11 - юстирувальні гвинти циліндричного рівня

Нівелір закріплюється на штативі, це збірна тренога із становим гвинтом  для кріплення.

Нівелірні рейки (слайд 8) виготовляють з дерев'яних брусів двотаврового перерізу шириною 8 - 10 і завтовшки 2 - 3 см. Рейка РН- 3 має довжину 3 м. (Студенту відповісти на питання щодо оцифровки рейки). Поділки нанесені через 1 см Нижня частина рейки поміщена в металеве оковування і називається п'яткою. Основна шкала має ділення чорного і білого кольору, нуль поєднаний з п'яткою рейки. Додаткова шкала на іншій стороні рейки має червоні і білі ділення, що

 чергуються.

3. Способи нівелювання.

Існує два способи геометричного нівелювання.

При нівелюванні з середини (а) (слайд 9) нівелір розташовують між двома точками приблизно на однакових відстанях. У точках встановлюють прямовисно рейки з сантиметровими діленнями. Їх ставлять на кілочок, вбитий врівень із землею, або на спеціальну милицю, оскільки рейка під власною тяжкістю давитиме на землю і відлік по ній мінятиметься. Візирний промінь зорової труби нівеліра послідовно наводять на рейки і беруть відліки З і П, які записують в міліметрах в журнал нівелювання. Відлік по рейці роблять по середній нитці нівеліра, тобто за місцем, де проекція середньої нитки перетинає рейку. Перевищення між точками (різниця відміток або висот) визначають по формулі   h = З – П

де З - відлік назад на задню точку А;

    П - відлік вперед на передню точку B.

Висота  передньої точки В обчислюється за формулою: НВ=НА+ h

(Виконати студентом приклад з визначенням перевищення по приведенним відлікам)

При нівелюванні вперед (б) прилад встановлюють над точкою А, вимірюють його висоту V і беруть відлік П по рейці в точці В. Перевищення визначають відніманням з висоти приладу V відліку П.

h = V - П.

Висота  передньої точки В обчислюється за формулою: НВ=НА+ h

Висоту візирного променя над  рівневою поверхнею називають горизонтом інструменту  і обчислюють    Н_ГІ = Н_А + V  Тоды висота  передньої точки В буде дорівнювати: НВ= H_ГІ -П

Місце установки нівеліра називається станцією. Якщо для визначення перевищення між точками А і В досить встановити прилад один раз, то такий випадок називається простим нівелюванням.

Якщо ж перевищення між точками визначають тільки після декількох установок нівеліра, таке нівелювання. називають складним або послідовним.

В цьому випадку точки С і D називають єднальними. Перевищення між ними визначають як при простому нівклюванні:

   h1 = З1 – П1,   h2 = З2 – П2,   h3 = З3 – П3,

Таку схему нивелювання называють нівелірним ходом.

4. Геодезичні опорні нівелірні  знаки

Нівелірний репер

Репер (від фр. repere - знак, вихідна точка) - знак, що закріплює точку земної поверхні, висота якої відносно початкової рівневої  поверхні визначена шляхом нівелювання.

Репери державної нівелірної мережі служать початковими (опорными) пунктами для визначення висот проміжних точок земної поверхні при топографічних зйомках і різного роду дослідницьких роботах, а також використовуються в наукових цілях при вивченні різниці рівнів морів.

Стінні репери закріплюються на забудованій території скрізь, де це можливо. Закріплення робиться в частини кам'яних або бетонних споруд, що несуть, на висоті менше 0,3 м.

4. Закріплення матеріалу

1. Що таке нівелювання?
2. Які ми розглянули види нівелювання?

3. Що таке нівелір, принцип дії.

4. Нівелірні рейки.

5. Які існують способи нівелювання?

6. Що таке нівелірний хід?

7. Що таке нівелірний репер?

Література:

Асур В.Л., Філатов А.М., Практикум по геодезії: посібник для техникумів, Недра, 2005, 345

Шевченко Т.Г. Геодезичні прилади / Т.Г. Шевченко, О.І. Мороз, І.С. Тревого. —Л. : Львівська політехніка, 2006. —459 с.