6.4 Способы геометрического нивелирования

Геометрическое нивелирование выполняют двумя способами: «вперёд» и «из середины».

П

Рисунок 45 - Нивелирование по способу “вперед”

ри нивелировании «вперёд» (рисунок 45 ) для определения превышения h точки В над точкой А, нивелир устанавливают над точкой А и измеряют над ней высоту визирной оси I. На точку В ставят вертикально рейку. Приведя визирный луч в горизонтальное положение, определяют по рейке длину отрезка "в". Как видно из рисунка 44 превышение:

h = У - b; (33)

H_B = H_A + h_АВ. (34)

Превышение считают положительным, если местность при движении вперед повышается и наоборот.

При нивелировании “из середины” на точки А и В ставят рейки, а между ними – нивелир. После установки нивелира в горизонтальное положение вначале наводят на заднюю рейку, стоящую в точке А, а затем на переднюю (точка В) (рисунок 46).

Превышение при нивелировании “из середины” равно отсчету на заднюю рейку минус отсчет на переднюю рейку.

H_АВ = а – в = З – П; Н_В=Н_А + h_АВ;

	Способ «из середины» по сравнению со способом «вперед» имеет ряд преимуществ, которые обеспечивают более высокую точность и производительность: - место установки нивелира выбирается произвольно. - не требуется измерять высоту нивелира. - расстояние между нивелируемыми точками можно взять вдвое больше, чем при нивелировании по способу «вперёд».
Рисунок 46 – Нивелирование по способу «из середины»

- при равных расстояниях нивелира до реек практически исключаются ошибки: от не горизонтальности визирной оси; от влияния кривизны Земли и рефракции.

6.5 Классификация нивелиров по госТу. Устройство и поверки нивелира н3

Нивелир – прибор, устройство которого обеспечивает горизонтальность визирного луча в процессе нивелирования. Он служит для определения превышений геометрическим методом.

По точности нивелиры делятся на три типа:

1. Высокоточные (Н-05, Н1, Н2, НС2)

2. Точные (Н-3, НС3 НС4)

3. Технические (НТ, НТС, Н10)

При этом цифры обозначают средние квадратические ошибки измерения суммарного превышения на 1 км двойного хода.

В зависимости от устройств, применяемых для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, нивелиры выпускают двух типов: с компенсатором углов наклона зрительной трубы и с уровнем при ней. У нивелиров, выпускаемых в СНГ, наличие в марке буквы К обозначает, что труба нивелира снабжена компенсатором, а буква П – прямое изображение (Н-10КП).

Нивелиры с компенсатором угла наклона зрительной трубы называются самоустанавливающимися. Компенсация угла наклона визирной оси или автоматическое приведение её в горизонтальное положение, у этих нивелиров происходит за счет автоматического поворота компенсирующего элемента (компенсатора) оптической системы.

Нивелир Н3 (рисунок 47)относится к точным нивелирам с уровнем при трубе.

Подставка 9 предназначена для закрепления нивелира на штативе и приведения оси вращения нивелира в отвесное положение с помощью подъемных винтов и круглого уровня. Круглый уровень 4 представляет собой стеклянный сосуд, отшлифованный по внутренней сферической поверхности пределенного радиуса. За нульпункт круглого уровня принимают центр окружности на сферической поверхности сосуда. Осью круглого уровня считается радиус сферической поверхности, проведенный через нульпункт.

1- окуляр; 2 - объектив; 3 – цилиндрический уровень; 4- круглый уровень;5 – закрепительный винт; 6 – наводящий винт; 7 – элевационный винт; 8 – подъемный винт; 9 – подставка Рисунок 47 – Устройство нивелира Н3

Точность приведения оси вращения нивелира в отвесное положение по круглому уровню составляет 5.

Зрительная труба вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси прибора, укрепленной на подставке. Фокусировку зрительной трубы выполняют кремальерой.

Цилиндрический уровень 3 жестко скреплен со зрительной трубой и заключен в коробку вместе с системой призм, передающей изображение концов пузырька в поле зрения трубы. Оптический контакт его концов соответствует положению уровня в нуль-пункте. Такой уровень называется контактным. При наклоне уровня контакт нарушается.

Визирная ось нивелира приводится в горизонтальное положение с помощью контактного уровня действием элевационного винта 7. Таким образом, при отсчитывании по рейке нужно контролировать правильность установки пузырька уровня.

После внешнего осмотра нивелира производят его поверки и юстировку.

1. Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси нивелира. Подъемными винтами приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Если после поворота верхней части нивелира на 180 пузырек останется в нуль-пункте, условие выполнено, если нет, то действуя исправительными винтами уровня перемещают пузырек в направлении к нуль-пункту на половину дуги отклонения.

2. Поверка правильности установки сетки нитей. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси нивелира. Центр сетки нитей трубы наводят на шнур отвеса, подвешенного в 25-30 м от нивелира. Если при этом вертикальная нить сетки совпадает со шнуром, то условие выполнено. В противном случае поворачивают сетку в нужную сторону, ослабив предварительно винты, скрепляющие сетку с корпусом трубы.

3. Поверка главного геометрического условия. Визирная ось должна быть параллельна оси цилиндрического уровня. Это условие поверяют двойным нивелированием одного и того же отрезка АВ длиной 50-80 м. Нивелированием по способу «вперед» при установке нивелира сначала в точке А , а затем в точке В дважды определяют превышение h=ВС. Если визирная ось не параллельна оси цилиндрического уровня, то отсчеты по рейке b₁ и b₂ будут ошибочны на величину х (рисунок 48).

Рисунок 48 - Поверка главного геометрического условия нивелира Н3

Из рисунка 47 следует, что h = i₁ + x – b₁ и h = b₂ – x – i₂ ,

откуда: i₁ + x – b₁ = b₂ – x - i₂ или

х = 0,5· ( b₁ – b₂ ) – 0,5 ·( i₁ + i₂ ). (35)

Величина х не должна быть более 4 мм. В противном случае на второй станции с помощью элевационного винта среднюю нить устанавливают на отсчет по рейке b = b₂ – х и вертикальными исправительными винтами цилиндрического уровня точно совмещают изображения половинок концов уровня, видимые в поле зрения трубы. Для контроля второй раз нивелируют отрезок АВ.