Принцип и способы геометрического нивелирования

Для определения превышения между точками А и В местности на точках вертикально устанавливают одинаковые рейки, а между ними нивелир (рис. 4.1, 4.2)

Рис.

В комплект нивелира входят нивелир и две деревянные рейки. Последние представляют собой деревянный брусок, на котором нанесены по шашечному принципу сантиметровые деления с началом счета от нижнего конца рейки. Каждый дециметр подписан, миллиметровые деления определяются на глаз. В обозначении рейки, например РН-3, указывается ее длина в метрах (3 м). Рейка имеет черную основную и красную - контрольную стороны.

Геодезический прибор нивелир представляет собой зрительную трубу с закрепленным на ней цилиндрическим уровнем (или компенсатором), по которому устанавливают горизонтально визирную ось. Г оризонтальный луч пересекает рейки в точка А' и B' (рис. 4.2).

Разность длин АА' и BB', заключенных между горизонтальным лучом и точками А и В местности, равно превышению hAB, т.е. ИаВ=АА' - BB'. Поскольку отсчеты по рейкам а и b равны соответствующим длинам АА'и BB', то превышение можно выразить формулой

hAB = а- Ь,              (4.2)

alt="" />

Рис. 4.2. Схема нивелирования из середины

Точку А, относительно которой определяют превышение называют задней, а точку В - передней. Таким образом, превышение равно отсчету по задней рейке минус отсчет по передней. Этот способ называется способом нивелирования из середины.

Простое нивелирование_- одна установка нивелира и одна станция. Если организуется несколько станций, образующих нивелирный ход, то такое нивелирование называется сложным. Точки нивелирного хода общие для двух смежных станций называются связующими.

При этом превышение конечной точки В нивелирного хода над начальной А равно сумме превышений между связующими точками, т.е.

(4.3)

Если известна высота начальной точки А (HA), то высоту конечной точки В определяют по формуле (превышение может быть положительным и отрицательным)

(4.4)

Сложное геометрическое нивелирование, выполняемое с целью определения высот точек, расположенных на оси сооружения линейного типа (автодороги, ЛЭП), нивелирования теодолитных ходов, на-

зывается продольным нивелированием.

Второй способ геометрического нивелирования - это нивелирование вперед. Нивелир устанавливают в начальной точке А, а в точке В ставят вертикально рейку, обращенную черной стороной к прибору (рис. 4.3). Отсчеты берут только по черной стороне рейки. Рулеткой или рейкой измеряют расстояние от верха колышка (А) до центра окуляра горизонтально установленной зрительной трубы, называемое высотой прибора i и берут отсчет b по рейке. Затем вычисляют превышение по формуле

Рис. 4.3. Схема нивелирования вперед

Таким образом, при нивелировании вперед превышение равно высоте прибора - i минус отсчет по рейке - b. Нивелирование вперед имеет низкую производительность и меньшую точность, по сравнению с нивелированием из середины. Для определения отметки точки В (HB) вначале находят горизонт прибора ГП по формуле

(4.6)

а затем по формуле

(4.7)

окончательно находят отметку точки В.

Горизонт прибора (инструмента) - расстояние по отвесной линии от визирной оси нивелира до уровенной поверхности, принятой за

начало счета отметок. Он также численно равен отметке точки, на которой установлена рейка, плюс отсчет по рейке

ГП = НВ + b .              (4.8)

Г еометрическое нивелирование точек (способом вперед), расположенных с заданной плотностью в пределах участка местности, называется нивелированием поверхностей.