8. Определение высот точек земной поверхности. Нивелирование

Геодезические измерения по определению превышений и отметок высот местности называются нивелированием.

Различают следующие виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое и физическое (барометрическое, гидростати-ческое и др.).

8.1 Геометрическое нивелирование

При этом методе нивелирования превышения точек получают при помощи горизонтального луча визирования. Геодезические приборы, используемые для выполнения геометрического нивелирования называют нивелирами.

Существуют два способа геометрического нивелирования: нивелирование из середины (рис. 8.1) и нивелирование вперед (рис. 8.2).

Рис. 8.1

Рис. 8.2

При нивелировании из середины (рис.8.1) на местности в двух точках А и В вертикально устанавливают рейки с сантиметровыми делениями, а между ними – нивелир, зрительная труба которого занимает горизонтальное положение и снимают отсчеты З по задней и П передней рейкам, представляющие расстояния от точек А и В до визирного луча. Тогда превышение h точки В над точкой А определяется по формуле h = З – П, т. е. превышение равно разности отсчетов по задней и передней рейкам.

Превышение будет положительным при З > П и отрицательным при З < П и соответственно передняя точка будет находиться выше или ниже задней. Высота точки В будет равна отметке предыдущей точки Н_А плюс превышение между ними Н_В = Н_А + h.

При нивелировании вперед (рис. 8.2) нивелир устанавливают над начальной точкой А, а над передней точкой В устанавливают рейку. В точке А измеряют высоту нивелира і, представляющую вертикальное (отвесное) расстояние от центра окуляра зрительной трубы прибора до точки и берут отсчет по передней рейке П. Таким образом, h = і – П. Высотная отметка точки В будет Н_В= Н_А + і – П. Величину Н_А + і называют горизонтом инструмента ГИ, т. е. ГИ – это отметка визирной оси прибора. Таким образом, отметка Н_В = ГИ – П. Контроль вычислений ГИ = Н_В + П. Следовательно, горизонт инструмента ГИ на данной станции равен отметке точки плюс отсчет по рейке, установленной в этой точке.

Станцией называют место постановки нивелира в процессе измерения превышений. Нивелирование «вперед» применяется при определении превышений через водные преграды и поверках инструментов.

Нивелирование «из середины» имеет ряд преимуществ:

1. Позволяет увеличивать расстояние между точками для которых измеряются превышения;

2. Компенсируются погрешности, возникающие из-за отклонения визирной оси от горизонтального положения;

3. Компенсируются погрешности за счет кривизны Земли.

Нивелирование между удаленными точками выполняют с нескольких станций, которые образуют нивелирный ход. Точки или пикеты, общие для двух станций называют связующими. В нивелирном ходе, способом из середины, суммарное превышение между определяемыми точками вычисляют по формуле , т. е. сумма превышений хода равна разности сумм отсчетов на задние и передние рейки. Отметка конечной точки В будет равна Н_В = Н_А + Σ h_і. Для контроля определяют превышение второй раз по другой стороне рейки.

Нивелирные ходы могут быть замкнутыми и разомкнутыми.