которое обычно используют для контроля правильности вычислений. В то же время через сумму превышений по ходу получим отметку конечной точки

(XI.8)

§ 61. ВЛИЯНИЕ КРИВИЗНЫ ЗЕМЛИ И РЕФРАКЦИИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ

Рассматривая принцип геометрического нивелирования, мы приняли уровенную поверхность Земли за плоскость, рейки параллельными между собой, а идущий в атмосфере луч — прямолинейным.

Рве. 440. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования

В действительности рейки в точках А и В совпадают с отвесными линиями рис. 140). Представим себе уровенную поверхность нивелира MIN. Тогда превышение точек А и В равно

h = MA—NB.

(XI.9)

Предположив, что линия визирования горизонтальна и прямолинейна, необходимо исправить взятые в точках С и D отсчеты по рейкам на величины рг и р2, т. е.

МА*=СА — ръ

NB^DB — рг.

Величины рх и р2 выражают влияние кривизны Земли на высоты точек и равны:

Pt^ND**^,

где s± и s2 — расстояния от нивелира до реек.

10 Заказ 1218

Теперь формула (XI.7) примет вид

h =	(CA~Pi)-(DB-p2).

Но такие отсчеты были бы получены, если бы не было рефракции, под влиянием которой визирный луч, преломившись в слоях земной атмосферы разной плотности, пойдет по кривой, обращенной вогнутостью к поверхности Земли, и уменьшит эти отсчеты на гг и г2, т. е. по задней рейке возьмем отсчет а, а по передней — Ь, следовательно,

СА =а+гъ DB = b + r2j

поэтому окончательно формула превышения примет вид

Л (« + —	ft)	(Ь +		r2 — ft).	(XI.10)
Введем обозначения
fi==Pi — rx			)		(XI.11)
/2 =	ft—	r2	J"

Величины / х и /2 выражают совместное влияние кривизны Земли и рефракции на отсчеты по рейкам. Для луча, проходящего на высоте более 2 м от поверхности Земли, влияние рефракции г составляет приблизительно.. 14 % от так что их суммарное влияние составит

/ Г =/>-0,14/> = 0,86 J L = 0,43 - f - . (XI.12)

Величина / достигает 1 мм на расстоянии примерно 120 м. Если влияние кривизны Земли учитывается точно, то влияние рефракции зависит от характера местности, времени дня, температуры, давления воздуха и других факторов и строго учтено быть не может.

Перепишем формулу (XI. 10) с учетом обозначений (XI. 11)

h = a—/j — b-\-f2 = a — b - \ - ( f 2 — ( X I . 1 3 )

При нивелировании из середины s± = s2 = s, следовательно, можно принять = /2 , а разность их равной нулю. Таким образом, при нивелировании точно из середины влияние кривизны Земли и рефракции исключается. Это одно из преимуществ нивелирования из середины перед нивелированием вперед.

§ 62. НИВЕЛИРЫ И РЕЙКИ. ПОВЕРКИ НИВЕЛИРОВ

Современные нивелиры различаются по точности и способу установки визирной оси в горизонтальное положение.

По точности нивелиры делятся на три группы: высокоточные, предназна-

ченные Для нивелирования I	и II классов, точные — для нивелирования III
и IV классов и технические,	предназначенные для инженерно-геодезических
работ.

По второму признаку различают нивелиры, у которых визирная ось kw устанавливается в горизонтальное положение по скрепленному с трубой цилиндрическому уровню ииг, его схема представлена на рис. 141, а, а схема нивелира с самоустанавливающейся линией визирования — на рис. 141, б.

В соответствии с такой классификацией нивелирам присвоены марки H I , Н2, НЗ, НС2, НСЗ, НС4, НТ, НТС, — где цифрами обозначен класс нивелирования инструментом, буквой С — нивелиры с самоустанавливающепся визирной осью, Т — технические.

Нивелиры устанавливаются в рабочее положение сначала грубо с точностью 5—10' по круглому уровню, его ось на рисунке обозначена ОС. Точная установка

rf-Jr

^АчТАЛ

Рис. 141. Типы конструкций нивелиров:

а — нивелиры с уровнем; б — нивелиры с компенсатором

производится либо по цилиндрическому уровню с помощью элевационного винта Эу обеспечивающего небольшой поворот трубы с уровнем в шарнире Ш относительно алидадной части, либо автоматически с помощью компенсатора К. Современные оптико-механические компенсаторы легки, компакты и по точности стабилизации визирного луча превосходят жидкостные уровни.

Нивелиры с компенсаторами проще в эксплуатации, имеют меньшее число поверок. Повышение производительности труда при работе с этими нивелирами составляет в зависимости от вида работ 10—60%.

Нивелир НС4 (рис. 142) предназначен для нивелирования IV класса, а также для технического нивелирования. Нивелир в рабочее положение устанавливается с помощью подъемных винтов по круглому уровню. Нивелир не имеет закрепительного винта трубы. Его заменяет фрикционная осевая пара, создающая трение, необходимое для точного наведения трубы микрометренным винтом. Для грубого поворота трубы берутся за корпус и, преодолевая трение фрикционной пары, поворачивают нивелир в нужном направлении. Технические данные нивелира: увеличение зрительной

Рис. 142. Нивелир с компенсатором НС-4:]

1— подъемный"винт подставки,

2— кремальера для фокусировки изображения; 3 — окуляр;

4— корпус зрительной трубы;

5— бесконечный микрометренный винт

трубы — 30х, цена деления круглого уровня — 15', предел работы компенсатора — 15', погрешность установки визирного луча в горизонтальное положе-

ние — 0,4",	средняя квадратическая	ошибка	на	1 км хода — 8 мм, масса
прибора со штативом — 5,5 кг.		(рис.	143)	предназначен для техниче-
Нивелир	с уровнем при трубе НТ

ского нивелирования. Нивелир снабжен горизонтальным кругом и нитяным дальномером, что позволяет применять его на равнинной местности для съемки

полярным	способом.
10*	147

Грубая установка нивелира производится по круглому уровню с помощью рукоятки станового винта, при этом становой винт вывинчивают на 1—1,5 оборота. Так как нет закрепительного и наводящего винтов, то для поворота трубы берутся за кожух и, преодолевая фрикционное трение осевой пары, визируют поверх удлиненного прицела, устанавливая трубу в нужном направлении. В процессе работы при переходах с точки на точку нивелир со штатива не снимается.

Цилиндрический уровень заключен в коробку вместе с системой призм, дающей возможность наблюдать за положением пузырька в поле зрения трубы.

Рис. 143. Нивелир технический с уровнем НТ:

1 — зрительная труба; 2 — прицельное устройство; 3 — откидное зеркало цилиндрического уровня; 4 — окуляр; б — элевационный винт; 6 — деления лимба; 7 — штатив; 8 — рукоятка станового винта; 9 — кожух горизонтального круга

Такой уровень	называется контактным,	так как	положению пузырька его
в нульпункте	соответствует оптический	контакт	изображений его концов.

При наклоне оси уровня изображения концов пузырька расходятся. Отсчет по рейке берут в момент контакта концов пузырька.

	Технические			данные нивелира:		увеличение		зрительной	трубы — 23х ,
цена		деления круглого уровня — 10', цена деления контактного уровня —
45",		цена деления горизонтального круга — 1°,						коэффициент	дальномера —
100,		средняя квадратическая			ошибка	на	1 км хода — 15 мм, масса			нивелира
со	штативом — 6,2 кг.				получил		нивелир	с уровнем	при	трубе	НЗ
	Большое		распространение
(рис.		144) и аналогичный ему, выпускавшийся ранее НВ-1. Нивелир предназ-
начен для нивелирования III класса. Его можно применять для нивелирования
IV	класса и		для	технического нивелирования. В отличие от нивелира							НТ

у него нет горизонтального крута, но есть закрепительный и наводящий винты трубы. В рабочее положение нивелир устанавливается с помощью круглого уровня, а контакта концов пузырька цилиндрического уровня в поле зрения зрительной трубы в момент отсчета добиваются элевационным винтом. Технические данные нивелира: увеличение зрительной трубы — 31х, цена деления

по штативу. При исправном компенсаторе в моменты постукивания изображение рейки становится нерезким из-за дрожания висячего компонента компенсатора и восстанавливается через 1—2 с. Отсчет по рейке при этом должен оставаться неизменным.

4. Визирный луч нивелира в рабочем положении должен быть горизонтален

(главное условие нивелира). На ровной площадке закрепляют две точки А и В на расстоянии 50—75 м (рис. 145) и в них устанавливают рейки. Нивелир ставят на расстоянии 3—5 м от точки А. Приводят пузырек

'' уровня в нульпункт и берут отсчеты аг и Ъг по рейкам. Если

Шбы визирный луч был горизонтален (такое положение показано пунктиром), то разность отсчетов была бы превышением/г. Но вследствие неправильной работы компенсатора или вслед-

ствие	непараллельности	визирной оси и	оси	цилиндриче-
ского	уровня визирный	луч негоризонтален	и	отсчет в том

положении, которое показано на рисунке, преуменьшен на ве-

шличину х, следовательно,

h=a1—(b1 + x)J

12

131

I? |[|И £

ГПуи

1338 и

Еш

Рис. 146. Рейки нивелирные

где величина			х нам пока неизвестна. Отсчет а также искажен
на	величину,		которая	значительно		меньше я, поэтому мы ее
не учитываем.
ки	Перенесем нивелир на станцию 1					2 , расположенную от точ-
	В	на расстоянии		3—5	м, и возьмем отсчеты а2		и
Здесь		визирный луч займет			такое же положение, как и на IХУ
поэтому, рассуждая аналогично, обратное превышение							найдем
по	формуле			h=(b2	+ x) — a2.

Приравняв эти выражения

+х) = (Ъг + х) — а2,

ирешив относительно я, найдем

Ьг+Ь2	(XI.14)

Если х	^ 4 мм, условие выполнено. В противном случае требуется юсти-
ровка, которая в разных нивелирах выполняется по-разному.
Прежде	всего для нивелира на станции / 2 вычисляют отсчет по	дальней
рейке, который должен был быть, если бы условие выполнялось
	Ьвш = Ъ2 + х.	(XI.15)

"У нивелира НС4 этот отсчет устанавливают вертикальными исправительными винтами сетки нитей. Для этого сначала элевационным винтом наводят сетку на верный отсчет Ъ2, отчего контакт пузырька уровня нарушается. Исправительными винтами передвигают хвостовик уровня по высоте, добиваясь контакта концов пузырька уровня в окуляре.

После юстировки поверку повторяют, убеждаясь, что условие выполнено. Нивелирные рейки (рис. 146), употребляемые при нивелировании IV класса и техническом нивелировании, состоят из двух брусков, шарнирно соединен-

ных между собой. В рабочем положении длина реек равна 3 и 4 м, шифр их соответственно РНЗ и РН4; ширина реек 8—10 см, толщина 2—3 см. На рейках нанесены шашечные сантиметровые деления и подписаны значения деци-