Билет 5. №1

Геоид (греч. geoeides, от ge – Земля и eidos – вид) – образованная основной уровенной поверхностью замкнутая фигура принимаемая за обобщенную поверхность Земли.

Поверхность геоида является одной из уровенных поверхностей потенциала силы тяжести. Эта поверхность, мысленно продолженная под материками, образует замкнутую фигуру, которую принимают за сглаженную фигуру Земли. Часто под геоидом понимают уровенную поверхность, проходящую через некоторую фиксированную точку земной поверхности у берега моря.

Понятие о геоиде сложилось в результате длительного развития представлений о фигуре Земли как планеты, а самый термин «геоид» предложен И. Листингом в 1873 г. От геоида отсчитывают нивелирные высоты. По современным данным, средняя величина отступления геоида от наиболее удачно подобранного земного сфероида составляет около ±50 м, а максимальное отступление не превышает ±100 м.

Билет 5. №2

Тригонометрическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с помощью угла наклона визирного луча, проходящего через две точки местности,

Выполняют тригонометрическое нивелирование с помощью теодолита в точке А угол наклона n визирного луча, проходящего через визирную цель в точке В, и зная горизонтальное расстояние sмежду этими точками, высоту инструмента l и высоту цели а (рис. 2), разность высот h этих точек вычисляют по формуле:

h = stgn + l - a.

Эта формула точна только для малых расстояний, когда можно не считаться с влиянием кривизны Земли и искривлением светового луча в атмосфере (см. Рефракция). Более полная формула имеет вид:

h = s tgn + l - a + (1 - k) s²/2R,

где R – радиус Земли как шара и k – коэффициент рефракции.

Тригонометрическим нивелирование определяют высоты пунктов триангуляции и полигонометрии. Оно широко применяется в топографической съёмке. Тригонометрическое нивелирование позволяет определять разности высот двух значительно удалённых друг от друга пунктов, между которыми имеется оптическая видимость, но менее точно, чем геометрическое нивелирование Точность его результатов в основном зависит от трудно учитываемого влияния земной рефракции.

Б илет 7. №2

Нивелир (от фр. niveau – уровень) – геодезический прибор для измерений превышений.

В настоящее время нивелиры разделяются по принципу действия. Различают оптико-механические (отсчет берется на глаз), электронные (отсчеты берутся самим прибором и регистрируются), лазерные (в которых используется принцип вращения лазерного луча) и гидростатические нивелиры (в которых используется свойство сообщающихся сосудов).

Не зависимо от принципа действия все нивелиры предназначены для выполнения геометрического нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками. Прибор, устанавливаемый обычно на треножник (штатив), оборудован зрительной трубой, приспособленной к вращению в горизонтальной плоскости, и чувствительным уровнем.

Маркировка нивелиров состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида 3Н-2КЛ. Здесь цифра 3 обозначает модификацию прибора, буква Н – Нивелир, цифра 2 – среднеквадратическая погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К – обозначает наличие компенсатора, Л – наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов с технической точностью.

Современные оптические нивелиры оснащены автоматическим компенсатором – устройством установки зрительной оси прибора в горизонтальное (рабочее) положение при строительных и геодезических работах.

Схема нивелира типа Н-3; 1 – корпус, 2 – мушка, 3,8 – уровни, 4 – наводящий винт, 5 – пружна пластинка, 6 – подъемные винты, 7 – подставка, 9 – элевационный винт, 10 – опорна площадка, 11 – винт кремальеры, 12 – окуляр, 13 – зрительная труба.

В России по точности нивелиры разделяются на высокоточные (обеспечивающие ошибку превышения на 1 км двойного хода < 2мм), точные (обеспечивающие ошибку превышения на 1 км двойного хода < 5мм) и технические (все остальные).

Виды нивелиров: Оптико-механические нивелиры – самый распространенный вид нивелиров,  данное устройство снабжено зрительной трубой, которую используют для замера по рейке. Перед началом отсчета при помощи уровня оптико-механические нивелиры устанавливают горизонтально. Гидростатические нивелиры – самый редко используемый класс нивелиров, в его основе лежит свойство двух сообщающихся сосудов. Оптические нивелиры наибольшее применение получили в строительных, ремонтных и геодезических измерениях.  Оптические нивелиры имеют специальный компенсатор, благодаря которому зрительную ось легко ставят в горизонтальное состояние. Лазерные нивелиры – весьма распространенный вид  электронных нивелиров, основанный на принципе вращения лазерного луча. Основным преимуществом данного прибора является простота в применении, им могут пользоваться люди без подготовки. Инструкцию по проведению измерений мы описали в предыдущей статье. Ротационные нивелиры – используют для проведения работ на открытом пространстве, при этом плоскость задается лазерном лучом. Данные устройства имеют очень мощный лазерный луч, что позволяет производить измерения на больших одолениях и  нейтрализует действие солнечного света. Стационарные нивелиры используют для измерения на небольших расстояниях и в большей степени в помещениях. Устройство нивелира: Основой нивелира является зрительная труба, которая вращается в горизонтальном положении. Разность цифр, которая отображается на нивелире равна разности двух высот точек.  Ниже приведена схема устройства электронного нивелира.

Геодезические приборы. Нивелиры: их устройство, поверки, исследования

Согласно ГОСТ 10528 - 76 в нашей стране выпускаются нивелиры трех типов: высокоточные с ошибкой измерения превышения не более 0.5 мм на 1 км хода, точные с ошибкой измерения превышения 3 мм на 1 км хода и технические с ошибкой измерения превышений 10 мм на 1 км хода.

Нивелиры всех типов могут выпускаться либо с уровнем при трубе, либо с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква К, например, Н-3К. У нивелиров Н-3 и Н-10 допускается наличие горизонтального лимба; в этом случае в шифре нивелира добавляется буква Л, например, Н-10Л.

Нивелир с уровнем при трубе изображен на рис.1. 1 - зрительная труба;

• 2 - цилиндрический уровень при трубе;

• 3 - элевационный винт;

• 4 - установочный круглый уровень (на рисунке не показан);

• 5,6 - закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения;

• 7 -ось;

• 8 - подставка с тремя подъемными винтами.

Зрительная труба и уровень при ней являются важнейшими частями нивелира.

Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально.

Цилиндрический уровень обычно контактный; изображение контактов пузырька передается системой призм в поле зрения трубы, что очень удобно, так как наблюдатель видит сразу и рейку, и уровень.

Устройство нивелира включает в себя цилиндрический уровень и зрительную трубу с визирной осью, используемую для считывание отчетов с нивелирной рейки. В устройство большинства нивелиров, представленных сегодня в продаже, включен автоматический компенсатор угла наклона, используемый для приведения визирной оси в горизонтальное положение. К устройству нивелира относится также подставка (трегер) для установки прибора на штатив. Нивелиры отличаются по своей конструкции и в зависимости от типа: устройство нивелиров стационарного типа не имеет вращающихся частей, а ротационный нивелир оснащен вращающейся головкой, которая создает плоскость из лазерных лучей вокруг прибора.