Геометрическое нивелирование

между точками местности с последующим вычислением их высот относительно принятой исходной поверхности.

водомерном посту для наблюдения и точного определения уровня воды в море, реке или озере.

служба

1825 – 1839 гг. Русский гидрограф Михаил Францевич Рейнеке вывел средний уровень моря для нескольких мест Финского залива. Предложил совместить средний уровень моря с нулями футштоков.

1840 г. На граните были выбиты горизонтальные метки. Это нововведение позволяло производить наблюдения за уровнем моря от одной нулевой отметки.

в камень медную пластину с горизонтальной чертой, которая и представляет нуль Кронштадтского футштока.

1871 - 1904 гг. Астроном Виктор Егорович Фус осуществил нивелирную связь нуля Кронштадтского футштока с марками на материке. Фусу принадлежит большая заслуга в решении вопроса об основном нуле высот России.

1898 г. Установлен мареограф — прибор, постоянно регистрирующий уровень воды в колодце относительно нуля футштока. Самописец мареографа беспристрастно фиксирует колебания моря, отмечая и отливы, и наводнения.

новую пластину с горизонтальной чертой, которая и служит до настоящего времени исходным пунктом всей нивелирной сети России.

Рис. 4 Нуль Кронштадтского футштока

+ i – V,
где d – горизонтальная проекция расстояния м/у нивелиром и вехой;
ʋ - вертикальный угол; i – высота прибора; V – высота вехи.
Если расстояние измерено нитяным дальномером, то превышение между точками определится как
где L = Kn – дальномерное расстояние.

Рис. 5. Схема тригонометрического нивелирования

для нивелирования, т.е. определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.

Рис. 6. Нивелир

помощью нивелира или другого геодезического оборудования.

Рис. 7. Нивелирные рейки

В равна
HB = HA + h = HA + i – b
Горизонт прибора – это высота визирного луча нивелира над уровенной поверхностью.
ГП = HA + i
 Отсюда получаем
HB =ГП-b

a – b,
т.е. при нивелировании из середины превышение равно отсчет по задней рейке минус отсчет по передней рейке («взгляд назад» минус «взгляд вперед»).

Высота точки В равна
HB = HA + h или HB = HA + a – b.
 Величина HA + a = HB + b = ГП,
т.е. представляет собой горизонт прибора.
Отсюда HB = ГП – b.

последовательным.

Если превышения между двумя точками местности получают в результате одной установки нивелира (с одной станции), то такое нивелирование называется простым.

построения профиля местности, то оно проводится с нескольких станций; такое нивелирование называется последовательным или сложным.

Точки x, 1, 2, …, n – 1, являющиеся общими для двух смежных станций , называются связующими. Точки установки рейки, расположенные между связующими точками, называются промежуточными (например, точки С1, С2); они служат обычно для получения отметок характерных точек рельефа.

b2; … ; hn = an – bn.
Общее превышение между точками А и В будет равно алгебраической сумме превышений:
Если требуется определить отметку только конечной точки хода, то ее вычисляют по формуле:

преломление световых лучей в земной атмосфере вследствие различной плотности воздуха.

РЕФРАКЦИЯ

Вертикальная

Горизонтальная

Проявляется при различных видах нивелирования:
тригонометрическом (земная Р.);
геометрическом (нивелирная Р.);
при аэрофотосъёмке (фотограмметрическая Р.);
при наблюдениях ИСЗ (спутниковая Р.).

Горизонтальная (боковая) Р. на один-два порядка меньше, чем вертикальная, и сопутствует всем видам Р.; она непосредственно влияет на результаты измерения горизонтальных углов и триангуляции, полигонометрии и астрономических наблюдений азимутов.

условии совпадения визирного луча MJN с кривой, параллельной уровенной поверхности, превышение точки В над точкой А будет
h = a1 – b1

В случае прямолинейного распространения визирного луча превышение будет
H = (a1 + MM1) – (b1 + NN1),
где MM1 = k1, NN1 = k2 – поправки за кривизну Земли, вычисляемые по формуле
где d – длина визирного луча от нивелира до рейки; R – радиус Земли равный 6371 км.

обращенной вогнутостью к поверхности Земли. Поэтому в отсчеты по рейкам следует внести поправки за рефракцию, которые рассчитываются по приближенной формуле
Поправка в отсчет по рейке за совместное влияние кривизны Земли и рефракции будет
Тогда превышение точки В над точкой А запишется:
h = (a - fa) – (b - fb) или h = (a - b) – (fa - fb),
где fa, fb – поправки в отсчеты по рейкам за кривизну Земли и рефракцию; a, b – отсчеты по рейкам в точках А и В.
Если при нивелировании из середины нивелир установлен на равных расстояниях от реек, т.е. da = db, то fa = fb; тогда
h = a – b

превышений не более 0,5 мм на 1 км двойного хода; предназначены для нивелирования I и II классов.
Точные. Погрешность определения превышений не более 3 мм на 1 км двойного хода; служат для нивелирования III и IV классов и при инженерно-геодезических изысканиях.
Технические. Погрешность определения превышений не более 10 мм на 1 км двойного хода; предназначены для нивелирования при обосновании топографических съемок, инженерно-геодезических изысканиях и в строительстве.

Нивелиры с уровнем при зрительной трубе (Н-05, Н-3, Н-10). Главное условие, предъявляемое к таким нивелирам, - взаимная параллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня.
Нивелиры с компенсатором (Н-05К, Н-3К, Н-10К). Главное условие, предъявляемое к нивелирам данного типа, - горизонтальность визирной оси в пределах углов стабилизации компенсатора (± 8 - 25").

рейки. Нивелирование III и IV классов

Двухсторонние складные шашечные рейки.
Техническое нивелирование

б – вид справа

Состоит из:
1 – пружинящая пластина; 2 – подъемные винты; 3 – подставка; 4 – цилиндрический уровень; 5 – объектив; 6 – мушка; 7 – зрительная труба; 8 – окуляр; 9 – круглый уровень; 10 – элевационный винт; 11 – кремальера; 12 – закрепительный винт; 13 – наводящий винт.

наводящий винт; 3 – кремальера.

– лимб; 3 – метка горизонтального круга; 4 – кремальера; 5 – визир; 6 – объектив; 7 – микрометренный винт; 8 – подъемный винт; 9 – круглый уровень; 10 – призма, отражающая круглый уровень; 11 – диоптрийное кольцо; 12 – окуляр; 13 – кнопка компенсатора.

вращения нивелира.
Поверка сетки нитей. Горизонтальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен, а вертикальный штрих – параллелен оси вращения нивелира.

Н-10) ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.
У нивелиров с компенсаторами (Н-3К, Н-10К, CST/berger серии SAL24N) визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальной в пределах работы компенсатора.