гидростатическое нивелирование и некоторые другие

Геометрическое нивелирование

Рельеф местности – это совокупность неровностей поверхности земли; он является одной из важнейших характеристик местности. Знать рельеф – значит знать отметки всех точек местности. Отметка точки – это численное значение ее высоты над уровненной поверхностью, принятой за начало счета высот. Отметку любой точки местности можно определить по топографической карте, однако, точность такого определения будет невысокой.

Отметку точки на местности определяют по превышению этой точки относительно другой точки, отметка которой известна. Процесс измерения превышения одной точки относительно другой называется нивелированием. Начальной точкой счета высот в нашей стране является нуль Кронштадтского футштока (горизонтальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою одного из мостов Кронштадта). От этого нуля идут ходы нивелирования, пункты которых имеют отметки в Балтийской системе высот. Затем от этих пунктов с известными отметками прокладывают новые нивелирные ходы и так далее, пока не получится довольно густая сеть, каждая точка которой имеет известную отметку. Эта сеть называется государственной сетью нивелирования; она покрывает всю территорию страны.

Отметки всех пунктов нивелирных сетей собраны в списки – “Каталоги высот”. Эти списки непрерывно пополняются, издаются новые каталоги по новым нивелирным ходам. Для нахождения отметки любой точки местности в Балтийской системе высот нужно измерить ее превышение относительно какого-либо пункта, отметка которого известна и есть в каталоге. Иногда отметки точек определяют в условной системе высот, если поблизости нет пунктов государственной нивелирной сети. Вследствие того, что измерение превышений выполняют различными приборами и разными способами, различают:

Геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом)

Тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом)

Барометрическое нивелирование

гидростатическое нивелирование и некоторые другие

Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным геодезическим прибором – нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том, что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.

Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис. 1). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:

h = a – b

Если a > b, превышение положительное, если a < b – отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле:

Hв = Hа + h

Рисунок 1 Рисунок 2

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг:

Hг = HА + a = HВ + b

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис. 2). Превышение h подсчитывают по формуле:

h = i – b

Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле или через горизонт прибора:

Hв = Hг – b

Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и превышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на линии AB намечают промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям (рис. 3).

На первом участке A-1 берут отсчеты по задней рейке – a1 и по передней – b1. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней – a2 и по передней – b2. Эти действия повторяют до конца линии AB. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующими; на этих точках отсчеты берут два раза – сначала по передней рейке, а затем по задней.

Рисунок 3

Превышение на каждой установке нивелира, называемой станцией, вычисляют по формуле, а превышение между точками A и B будет равно:

hAB = h = a – b

Отметка точки B получится по формуле:

HB = HA + h

При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.

3 Тахеометрическая съёмка

Тахеометрическая съёмка, способ определения положения точки местности как в плане, так и по высоте одним визированием трубой тахеометра на рейку с нанесённой на неё шкалой. Раздел геодезии, рассматривающий способы и организацию измерений при проложении тахеометрических ходов и Т. с. как одного из видов топографической съёмки местности называется тахеометрией. При Т. с., визируя зрительной трубой тахеометра на рейку, находящуюся в определяемой точке (пикете), получают автоматически три её координаты – направление, расстояние х (полярные координаты) и превышение h относительно точки стояния прибора или данные для их вычисления по формулам:

где К – коэффициент нитяного дальномера, l – отсчёт (расстояние между дальномерными нитями) по вертикальной дальномерной рейке, v – угол наклона визирного луча, С – постоянное слагаемое дальномера, i – высота тахеометра, f – поправка на рефракцию и кривизну Земли, u – высота точки визирования на рейке над земной поверхностью. Вычисление s и h упрощается применением тахеометрических таблиц. Планово-высотной основой Т. с. служат пункты опорной геодезической сети, теодолитно-высотных и теодолитно-нивелирных ходов, а также прокладываемых между ними тахеометрических ходов. При Т. с. подробностей местности с точек стояния ("станций"), предварительно определённых в плане и по высоте, числовые результаты измерения направлений (дирекционные углы, измеряемые по ориентированному лимбу тахеометра) на пикеты, расстояния до них s и их превышения h относительно станций записываются в пикетный журнал. Кроме того, на каждой станции ведутся примерно в масштабе съёмки условными знаками (с пояснительными надписями) схематические зарисовки с показом на них пикетов, контуров угодий, местных предметов и направлений ориентирования лимба прибора. При выборе пикетов главное внимание обращают на съёмку рельефа местности, причём на каждой станции выбирают их столько и располагают так, чтобы их высотные отметки позволили правильно изобразить рельеф и ситуацию снимаемой местности, а также вычислить отметку любой её точки, на которой рейка не ставилась. По данным, определённым на станциях, составляется в крупном масштабе 1: 5000 – 1: 500 топографический план снимаемой местности с изображением рельефа горизонталями.

Т.с. применяется при изысканиях для строительства дорог, трубопроводов, каналов и т. п. или мелиоративных, промышленных, гражданских и других сооружений.

2 Теодолитная съёмка

Теодолитная съёмка, горизонтальная геодезическая съёмка местности, выполняемая для получения контурного плана местности (без высотной характеристики рельефа) с помощью теодолита (рис. 4). В отличие от тахеометрической съёмки и фототеодолитной съёмки, при Т. с. высотных характеристик рельефа местности не определяют. Обычно применяется в равнинной местности, в населённых пунктах, на ж-д узлах, застроенных участках и прочее. Включает этапы: подготовительные работы (рекогносцировка участка, обозначение и закрепление вершин теодолитного хода), угловые и линейные измерения в теодолитном ходе, съёмка подробностей (ситуации), привязка теодолитного хода к пунктам опорной геодезической сети. В отличие от мензульной съёмки план по материалам Т. с. составляют в камеральных условиях. Теодолитный ход – система ломаных линий, в которой углы измеряются теодолитом. Стороны теодолитного хода прокладываются обычно по ровным, твёрдым и удобным для измерений местам. Длина их 50 – 400 м, угол наклона до 5°С. Вершины углов теодолитного хода закрепляют временными и постоянными знаками. Съёмка подробностей проводится с опорных точек и линий теодолитного хода, который прокладывается между опорными пунктами триангуляции, полигонометрии или образуется в виде замкнутых полигонов (многоугольников). Качество пройденного теодолитного хода определяется путём сопоставления фактических ошибок (неувязок) с допустимыми. Погрешность измерения углов в теодолитном ходе обычно не превышает 1°С; а сторон – 1:2000 доли их длины.

Рисунок 4

4 Глазомерная съёмка

Глазомерная съёмка, углоначертательная съёмка местности, выполняемая с помощью простейших приборов: планшета с наклеенной на него бумагой и компасом и визирной линейки. При Г. с. план, хотя и невысокой точности, получают непосредственно на местности. Расстояния измеряют шагами, с помощью шагомера, по спидометру автомобиля, счётчику на велосипеде или просто на глаз, используя таблицы видимости предметов. Направления на объекты чертят на каждой съёмочной точке, установив планшет горизонтально и ориентировав по компасу; выполняют это, прикладывая визирную линейку к изображению данной точки, наводя верхнее ребро линейки на намеченный объект и прочерчивая линию по прилегающей к точке нижней части линейки (рис. 5).

Для создания съёмочной сети прокладывают ход по дорогам, линиям связи, хорошо выраженным контурам. Съёмочные ходы для оценки точности плана делают замкнутыми. Съёмку объектов ("ситуации") производят также способом засечек в открытой местности, способом перпендикуляров для съёмки линий вблизи хода, съёмкой в створ (дорог, границ, и т.п. линий, пересекающих ход). Производя Г. с. с первой точки, прочерчивают направление на вторую точку хода и делают засечки всех необходимых объектов, лежащих в стороне. Измерив расстояние до второй точки, его откладывают в масштабе на планшете и со второй точки делают засечки на те же объекты, получая в пересечении линий их изображение. Применяя те или иные способы Г. с., снимают в пределах видимости все необходимые объекты и вычерчивают план. Если при Г. с. предусматривается и съёмка рельефа, то на план предварительно наносят вершины, седловины, водораздельные линии и определяют углы наклона местности эклиметром или её относительные высоты анероидом. Затем одновременно со съёмкой объектов зарисовывают рельеф горизонталями. Г. с. производится по маршрутам как при съёмке полосы местности, так и при съёмке значительных участков. В последнем случае съёмочные маршруты должны охватывать весь участок.

Г. с. может производиться с использованием топографической карты, при этом на бумаге (планшете) составляется "скелет" плана из основных контуров местности в принятом для съёмки масштабе, а приёмами Г. с. производится дополнение этого каркаса нужными деталями местности.

Г. с. используется для получения в масштабах 1:25000 и крупнее планов небольших участков или маршрутов рекогносцировочного характера (в геологических и др. полевых исследованиях, в военном деле – при разведке местности в боевых условиях) или с целью внесения исправлений и дополнений в топографическую карту. В связи с развитием аэрофотосъёмки Г. с. утратила своё значение как быстрый способ получения карт неисследованных районов. В школе Г. с. изучается для того, чтобы дать представление об основных приёмах топографической съёмки местности.

Рисунок 5

Дата добавления: 2015-07-14