реферат. 4. Основные методы нивелирования
 Скачать 83.1 Kb.
|
4. Основные методы нивелирования:1. Геометрическое. При геометрическом нивелировании превышение между точками местности определяют с помощью горизонтального визирного луча. Горизонтальный визирный луч реализует специальный геодезический прибор - нивелир. Кроме того, могут использоваться теодолит или кипрегель, если они имеют уровень при трубе для установки ее в горизонтальное положение. 2. Тригонометрическое. Превышения точек определяются с помощью наклонного визирного луча. При этом измеряются угол наклона луча и наклонное расстояние между точками (менее точное за счет влияния рефракции). 3. Барометрическое. Основано на физическом законе уменьшения атмосферного давления с высотой. Используется в горных условиях. Точность - не более 0.5 м. 4. Гидростатическое. Основано на законе равенства уровней жидкости в сообщающихся сосудах вне зависимости от высот точек, где установлены эти сосуды. Точность до 8 мкм - наивысшая. Кроме того - передача отметок через водные преграды. (Например, на о. Сахалин по нефтепроводу была передана отметка с материка и затем развита сеть в БС.) Способы геометрического нивелирования: «Различают два способа геометрического нивелирования: "из середины" и "вперед"»*1. При нивелировании " из середины " нивелир устанавливается на примерно равных расстояниях от точек А и В (расстояния называются плечами - рис. 3а). В точках А и В устанавливаются специальные рейки с сантиметровыми делениями. Точка А называется задней, В - передней, если ход от А к В. Приведя визирный луч в горизонтальное положение берут отсчеты а и b, затем вычисляют превышение h = a - b (задний минус передний).  Рис. 3 Нивелирование «из середины» а; и «вперед» б. При нивелировании "вперед" нивелир устанавливают так, чтобы окуляр был над задней точкой по отвесу, а рейку ставят в передней точке (рис. 3 б). Приводят визирный луч в горизонтальное положение и измеряют высоту прибора (i - расстояние по вертикали от центра окуляра до точки А) и берут отсчет b по рейке в точке В. Превышение h = i - b. Нивелирование с одной станции (стоянки прибора) называется простым. Однако при необходимости определить превышения между точками, находящимися на значительном расстоянии друг от друга, производится последовательное нивелирование с нескольких станций. Такое нивелирование называется сложным и образует нивелирный ход (рис. 4).  Рис. 4 Схема нивелирного хода. Точки нивелирного хода, на которых рейка вначале являлась передней, а потом - задней называются связующими. Например, рейка в точке А для станции J1 передняя, а для станции J2 - задняя, то есть является связующей. Расстояние между связующими точками не должно быть более 150 м. Если известна высота точки А и превышение h точки А над следующей точкой, то получим высоту связующей точки: Hсв1 = HА + h1 HВ = Hсвn + hn или в общем виде Hi+1 = Hi + hi. Высота последующей связующей точки равна высоте предыдущей точки плюс превышение между ними. Просуммировав все равенства, можно для высоты точки В получить выражение: HВ = HА + Σ hi. Нивелирные ходы для контроля обычно опираются на реперы. Если ход опирается на два разных репера, то он разомкнутый. В этом случае теоретически сумма превышений в ходе должна равняться разности отметок реперов. Если ход замыкается на один и тот же репер (конечная точка совпадает с начальной), то ход замкнутый. В этом случае теоретически сумма превышений в ходе должна быть нулю. Характерные точки местности (точка С), для которых необходимо определять высоты, но расположенные между связующими точками (рис. 5) называются промежуточными.  Рис. 5 Определение отметки промежуточной точки. Для определения высоты промежуточной точки С на ней устанавливается рейка и берется отсчет с по рабочей стороне рейки. Высота Hс определяется через горизонт прибора ГП или Hi - это расстояние по отвесной линии от визирного луча до уровенной поверхности. Из рисунка следует: Hi =HA+a=HB+b т.е. ГП равен высоте точки плюс отсчет по рейке в этой точке. Зная ГП определяют высоту точки С: HC = Hi - c, т.е. высота промежуточной точки равна ГП минус отсчет по рейке в этой точке. 5. Виды нивелировНивелиры подразделяют на группы по двум признакам: точности измерения и принципам работы. По степени точности снятия параметров выделяют три группы нивелиров: · Высокоточные – допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 0,2 до 0,5 мм. на 1 км. двойного хода. · Точные – допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 0,5 до 2,0 мм. на 1 км. двойного хода. · Технические – допустимая квадратичная ошибка в измерениях от 2,0 до 10,0 мм. на 1 км. двойного хода. Классификация нивелиров по принципу работы : По принципу работы нивелиры бывают: · Геометрические – приборы, которые излучают визирующий луч и, приводя его в горизонтальное положение, позволяют измерять разницу в положении точек на местности. · Тригонометрические – устройства, также называются теодолитами, и предназначены для измерения превышений между отметками при помощи наклонного луча. · Гидростатические нивелиры – конструкции, состоящие из двух сообщающихся сосудов с жидкостью, по уровню которой определяют разницу высот в разных точках. · Оптико-механические – нивелиры, позволяющие определять параметры точек при помощи луча света и, размеченных специальным образом. · Лазерные – высокоточные устройства, проецирующие узконаправленный луч при помощи лазера на любую поверхность. · Цифровые – приборы лазерного или оптического типа, которые отображают полученную информацию в цифровом виде, запоминают её, а иногда и частично анализирует. · Физические - особые виды нивелирования проводят также и при помощи барометров, эхолотов, радиолокаторов, стереоскопов и прочих специфических предметов. Так же нивелиры бывают ручными и автоматическими. Промышленность выпускает нивелиры двух основных типов: с компенсатором углов наклона зрительной трубы и с уровнем при ней. Наличие в марке нивелиров буквы «К» означает, что труба нивелира снабжена компенсатором, буква «П» – прямое изображение, «Л» обозначает наличие лимба. По точности нивелиры подразделяются на высокоточные – типа Н-0,5, точные – типа Н – 3 (Н - 3К, Н - 3КЛ) и технические – Н-10. Цифры в маркировке приборов означают величину квадратической погрешности нивелирования двойного хода длиной 1 км в миллиметрах. Наибольшее распространение как среди профессионалов, так и среди новичков получили оптические, лазерные и цифровые нивелиры. Рассмотрим достоинства каждого по отдельности. 1.Оптические (оптико-механические) нивелиры Основные части оптического нивелира: трегер – представляет собой металлический круг на трех опорах и с тремя подъемными винтами для закрепления и регулировки положения главного блока. Главный блок включает в себя: · зрительную трубу с окуляром и прицелом, · горизонтальный лимб, · винт для фокусировки трубы, · наводящий и закрепляющий винты трубы, · цилиндрические уровни, · компенсатор - представляет собой воздушный или магнитный демпфер, который гасит возникшие колебания и позволяет избежать увеличения погрешности. Замер осуществляется с помощью зрительной трубы с увеличительными линзами. Она настраивается винтами так, чтобы изображение было максимально четким. Благодаря шкале с делениями определяется отклонение от вертикальной и горизонтальной плоскости. С помощью этого прибора можно определять высоту объекта, разность высот нескольких почвы, измерять угол наклона. Корпус оптического нивелира обычно изготавливается из стали, поэтому внутренние механизмы надежно защищены от повреждений. Большинство профессиональных инструментов имеет степень защиты IP54 (от проникновения пыли и влаги), поэтому они могут применяться в условиях повышенной влажности и запыленности. Ни капли воды, ни пыль и другие инородные частицы, не попадут на важные внутренние элементы, поэтому прибор будет исправно работать. Поскольку нивелир механический, он подходит для эксплуатации в любых погодных условиях, t (-20 - +50 °С). 2. Лазерные нивелиры Этот прибор еще называют «лазерный уровень». Он проецирует на поверхность луч, по которому очень быстро и просто определить высоту, выполнить разметку. Если Вы запланировали сделать ремонт в квартире своими руками или открыть частную фирму по оказанию услуг по отделке помещений, лазерный нивелир будет очень кстати. У этого прибора, в отличие от оптического, нет зрительной трубы, поэтому не придется тратить много времени на ее настройку. Некоторые модели устройств оснащены функцией автоматического выравнивания, упрощающей выравнивание нивелира при установке. У одних при неправильном положении происходит мигание луча, у других – раздается звуковой сигнал. Как только прибор будет установлен ровно, эти сигналы прекратятся, и можно будет делать замер. Кроме того, не понадобится разбираться в системе шкал, ведь измерения осуществляются с помощью лазера. Луч проецируется на поверхность, и по нему можно выполнить разметку или сразу приклеить обойное полотно, вбить несколько гвоздей и т.д. Лазер, с помощью которого производится замер, направляется излучателем и проецируется несколькими способами. В зависимости от чего, нивелиры могут быть: · Точечные – лазер на поверхности отображается в виде точки. · Линейные – приборы имеют призмы, благодаря которым луч проектируется на поверхности в виде горизонтальной или вертикальной линии. Так удобнее выкладывать плитку или устанавливать бордюры. · Построитель плоскостей – имеет несколько излучателей. Если предполагается, что будет только вертикальная и горизонтальная линия – два излучателя, если еще линия по диагонали – три. Такие приборы имеют несколько режимов проецирования, например, можно определять точку зенита, надира, размечать положение будущей перегородки. · Ротационные нивелиры – оснащены излучателем, который вращается на 360° и проецирует луч в этом радиусе. Такие нивелиры используются чаще всего на улице или при строительстве большого объекта, потому что длина луча обычно больше, чем у других видов техники (до 50 м). Лазерные приборы могут быть предназначены для работы только в помещении или и в здании, и на улице. У бытовых лазерных нивелиров луч не очень яркий, поэтому его плохо видно при дневном свете. Кроме того, пластиковый корпус не имеет должной защиты от влаги, поэтому он предназначен только для выполнения работ в помещении. Техника для улицы оснащается мощным лазером, который хорошо различим даже в солнечную погоду. Корпус же обычно имеет резиновое покрытие и степень защиты IP51 (защита от пыли и капель воды, падающих под прямым углом), как у ADA 5D Crosspoint А00135. Такие приборы наиболее надежны и долговечны и могут использоваться повседневно строителями, проектировщиками, ландшафтными дизайнерами на улице. 3. Цифровые нивелиры Устройства лазерного или оптического типа, снабженные современной высокотехнологичной электроникой, автоматически снимающие нужные показания при получении соответствующего сигнала – это цифровые нивелиры. После установки цифрового нивелира в нужном месте и правильном положении (идеально горизонтальном), его наводят на специально установленную штрих-кодовую рейку и снимают отчет, путем нажатия кнопки на корпусе. Полученные данные мгновенно отображаются на встроенном дисплее устройства, а некоторых модели позволяют сразу же произвести расчеты, необходимые для дальнейшей работы. Информация сохраняется в памяти нивелира, а затем может переноситься на ПК. Устройство идеально в работе, но дорого стоит, поэтому используется, в основном, на больших и сложных строительных или геодезических объектах (тоннели, мосты, дамбы и т.д.). |