Что называется горизонтом инструмента

Исполнительная-схема.ру

Использование нивелира в строительстве «для чайников»

Как научиться пользоваться нивелиром?

Предположим, что вам срочно понадобилось вынести пару высотных отметок. Или произвести профилирование или разметку дачного участка. Платить довольно ощутимую сумму за один выезд геодезической бригады — жаль, а результата хочется, причём быстро и качественно. Могу вас поздравить – при наличии прямых рук, и трезвого помощника — вы можете выполнить эти и многие другие геодезические работы самостоятельно и довольно точно!

Итак, предположим, что мы имеем:

Что нам требуется:

В общем смысле, любые действия с нивелиром – это перенос высотных отметок. Используя точку с известной высотой, мы определяем горизонт инструмента (ГИ) – высоту визирного луча прибора (горизонтальной линии, вдоль которой идёт наш взгляд, когда мы смотрим в прибор) над условным «нулём».

ГИ = известная вам заранее отметка земли в определённой точке (репер, отметка чистого пола и т. п.) + отсчёт по нивелирной рейке (если что, и чёрные штрихи, и красные штрихи, и промежутки между ними на нивелирной рейке имеют одинаковую высоту в 1 см)

Если мы хотим определить отметку в любой другой точке с неизвестной нам высотой, мы ставим на неё рейку (конечно, соблюдая вертикальное её положение), и из значения горизонта инструмента вычитаем отсчёт по рейке. Вуаля! Высотная отметка теперь нам известна.

Разберём пример выноса высоты на одной из точек.

Вы, стоя за прибором, визируетесь на рейку, стоящую на репере с известной высотной отметкой. Предположим, +148.900. Отсчёт по рейке на этой точке составил 1.100, соответственно, складывая, получаем +150.000 – наш Горизонт Инструмента (не стоит забывать, что прибор должен быть должным образом изначально отгоризонтирован и неподвижен в процессе работ). Предположим, мы хотим вынести высотную отметку H=149.600. Путём нехитрых вычислений, находим отсчёт, который должен быть на рейке: 150.000–149.600 = 0.400. Сообщаем помощнику об этой информации и он двигает рейку вертикально, до тех пор, пока отсчёт 0.400 не будет в перекрестье сетки нитей нивелира. Уверенным криком останавливаем помощника, и наблюдаем, как он закрепляет высоту точки. В случае работы на земле, в поле, на дачном участке в качестве маячка/репера удобнее всего использовать нарезанную арматуру небольшого сечения. На ней, например, разноцветным скотчем, будет обозначена наша высотная отметка. Нелишним будет также обозначить нашу закреплённую точку, намотав не неё сигнальную ленту, или соорудив подобие пирамиды из подручных материалов.

Вот такими не хитрыми операциями мы и освоили нивелир!:)

Источник

Геодезические высотные сети?

Государственные высотные геодезические сети создают для распространения по всей территории страны единой системы высот. За начало высот в РФ и ряде других стран принят средний уровень Балтийского моря.

Дать определение, что такое горизонт инструмента, как он определяется?

Горизонт инструмента (ГИ) – это высота луча визирования над уровенной поверхностью.

В чем сущность способа геометрического нивелирования «из середины», формулы для вычисления превышений?

Нивелирование из середины заключается в том, что нивелир устанавливается в середину между точками (на равных расстояниях)и приводят его визирную ось в горизонтальное положение

Формула:

Порядок построения профиля и его назначение?

Дать определение репера, их виды?

Репер – знак в геодезии, закрепляющий точку земной поверхности, высота которой относительно исходной уровенной поверхности определена путём нивелирования.

Что такое теодолитный ход, виды ходов?

Устройство нивелирной рейки. Как выполняется снятие отсчёта по рейке?

Рейки бывают 2-х видов:

· Деревянные (складные) – складывают пополам (высота 3 м). Имеет 2-е стороны – чёрная и красная

· Телескопические – с одной стороны и красная и чёрная.

Что такое румб, зависимость дирекционных углов и румбов?

Румб – это угол между северным или южным направлением магнитного меридиана до ориентируемой линии.

Дирекционные углы и румбы используются для ориентирования линий. Связь между дирекционными углами и румбами зависит от четверти, в которой находится заданное направление.

Сущность обратной геодезической задачи.

Обратная геодезическая задача заключается в том, что по известным координатам двух точек А и В вычисляют горизонтальное положение (длину) линии между этими точками и дирекционный угол этой линии.

Сущность прямой геодезической задачи.

Сущность прямой геодезической задачи заключается в том, что по известным координатам одной точки А вычисляют координаты другой точки В, для чего необходимо знать горизонтальное проложение (длину) линии между этими точками и дирекционный угол этой линии.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник

Способы геометрического нивелирования

Геометрическое нивелирование в зависимости от положения нивелира относительно нивелируемых точек выполняют двумя способами:

При нивелировании способом «вперед» нивелир устанавливают над точкой А, отметка Н_А которой известна. Над точкой В, отметку Н_В которой должны определить, устанавливают нивелирную рейку. Затем измеряют высоту i инструмента (высоту линии визирования над точкой А) и делают отсчет b по рейке (рис. 66).

Рис. 66. Нивелирование способом «вперед»

При нивелировании способом «вперед» превышение равно высоте инструмента минус отсчет вперед.

Высота определяемой точки равна высоте исходной точки плюс соответствующее превышение между этими точками.

Высоту линии визирования над отсчетной поверхностью и называется горизонтом инструмента (Н_i).

При нивелировании вперед высота передней точки равна горизонту инструмента минус отсчет по рейке, установленной на этой рейке.

При нивелировании способом «из середины» (рис. 67) нивелир устанавливают между задней точкой А, высота Н_А которой известна, и передней точкой В, высота Н_В которой определяется. Затем производятся отсчеты по задней (а) и передней (b) рейкам.

Рис. 67. Нивелирование способом «из середины»

Точку установки нивелира при нивелировании «из середины» называют станцией; точку, относительно которой определяют превышение, называют задней точкой, а вторую точку – передней. Соответственно этому отсчеты по рейкам, установленным на задней и передней точках, называют отсчетом назад (а) и отсчетом вперед (b).

При нивелировании «из середины» превышение передней точки над задней равно заднему отсчету минус переднему отсчету по рейкам.

Горизонт инструмента равен высоте задней точки плюс отсчет по этой задней рейки.

При нивелировании «из середины» высота передней точки равна горизонту инструмента минус отсчет по этой рейке.

Если разность высот (превышение) двух точек определяется в результате одной установки инструмента и реек (одна станция), такое нивелирование называется простым. Весьма часто для определения превышения между двумя точками приходится несколько раз переставлять инструмент и рейки (несколько станций), т.е. образовывать нивелирный ход. Такое нивелирование называется последовательным. При последовательном нивелировании (рис. 68) точки, общие для двух смежных станций, называются связующими, а остальные – промежуточными.

Рис. 68. Последовательное нивелирование

Сумма превышений между двумя точками при последовательном нивелировании равна сумме отсчетов по задним рейкам минус сумма отсчетов по передним рейкам.

При нивелировании рейки ставят на вбитые в землю колышки. Если не требуется на местности закреплять точки установки реек, то применяют переносные башмаки или костыли (рис. 69).

Нивелирные ходы закрепляют на местности постоянными или временными знаками. К постоянным знакам относятся: стенные марки, стенные и грунтовые реперы (рис. 69). Стенные марки и реперы закладывают в здания, сооружения, скалы; грунтовые устанавливают в земле. При предварительных изысканиях часто пользуются временными реперами. Ими могут быть деревянные столбы, пни и другие местные предметы.

Источник

– определение превышений между точками земной поверхности.

Нивелирование выполняют различными приборами и разными способами, различают:

– геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом),

– тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом),

– гидростатическое нивелирование и некоторые другие.

Рекомендуемые файлы

Выполняют с помощью сообщающихся сосудов, заполненных одной жидкостью. Жидкость устанавливается в обоих сосудах на одном уровне, на одной отметке. Пусть высота столба жидкости в первом сосуде будет c₁, а во втором c₂; тогда превышение точки В относительно точки А будет равно:

Точность гидростатического нивелирования зависит от расстояния между сосудами, типа жидкости, диапазона измерения превышения, конструкции отсчетного устройства и других условий. Она может быть очень высокой; средняя квадратическая ошибка измерения превышения лучшими гидростатическими нивелирами достигает 5 – 10 мкм; диапазон измерения превышений при этом невелик – всего около 1 см. При расстоянии между сосудами до 500 м можно измерить превышение с ошибкой около 10 мм.

Основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает примерно на 1 мм ртутного столба.

Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле:

P₁ и P₂ – давление в первой и во второй точках;

ΔH – барометрическая ступень (значения ΔH выбирают из специальных таблиц)

Более точные формулы барометрического нивелирования получают, учитывая закономерности распределения плотности и температуры воздуха по высоте. Приведем полную формулу Лапласа:

В этой формуле:
P₁, P₂ – давление воздуха на высоте H₁ и H₂ соответственно
P_m – среднее значение давления
H_m – среднее значение высоты
t_m, e_m – среднее значение температуры и влажности воздуха
f_m – среднее значение широты
α – температурный коэффициент объемного расширения воздуха, равный 0.003665 град. –1
β – коэффициент, равный 0.00265
K₀ – коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести.

Известны и так называемые сокращенные барометрические формулы, в которых значения некоторых параметров состояния атмосферы приняты фиксированными; так в формуле М.В. Певцова:

Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования – геология и геофизика.

В тригонометрическом нивелирование превышение определяется при помощи наклонного визирного луча на местности непосредственно измеряется вертикальный угол и расстояние между точками. Точность определения превышения зависит от точности измерения расстояний (1 см).

Применяется при топографических съемках для создания съемочного обоснования и съемки рельефа, а также при передаче отметок на большие расстояния.

Схема тригонометрического нивелирования

Для определения превышения между точками А и В надо точкой А устанавливают прибор таким образом, чтобы его основная ось проходила через точку А, и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку В устанавливают рейку длиною l. Визируют на верх рейки и измеряют вертикальный угол v. Если известно горизонтального проложение d между точками А и В, то можно вычислить превышение

Если горизонтальное проложение d не известно, а измерено наклонное расстояние при помощи нитяного дальномера, то формула меняется:

Для удобства вычисления обычно визируют не на верх рейки, а на высоту инструмента i=l, тогда превышение вычисляется по формуле:

Выполняется при помощи горизонтального визирного луча. Точность определения превышение может достигать десятых долей миллиметра. Имеет наиболее широкое применение, поскольку самый точный способ. Выполняется двумя способами: «вперед» и «из середины»

Нивелирование «вперед»

Для определения превышения между точками А и В на точку с известной отметкой (заднюю) устанавливают нивелир таким образом чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с этой точкой и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку отметку которой определяют (переднюю) вертикально устанавливают рейку и берут по ней отсчет b.

Отсчет по рейке – расстояние от начала рейки до проекции на нее визирной оси.

Отметку точки В можно вычислить через горизонт инструмента (ГИ).

Горизонт инструмента – расстояние от средней уровенной поверхности до визирного луча прибора.

Нивелирование «из середины»

Для определения превышения между точками А и В на них вертикально устанавливают рейки и на равном удалении от них устанавливают нивелир, приводят его в рабочее положение.

Визируют на заднюю и переднюю точки и берут отсчеты по рейкам (а и b).

Превышение равно разности отсчетов на заднюю и переднюю точки

Простое и сложное нивелирование

Если превышение между точками можно определить с одной стоянки (станции) прибора, то нивелирование называется простым.

Если для этого необходимо несколько станций, то нивелирование называется сложным.

Число станций зависит от расстояния между точками и крутизны склона. Для определения превышения между точками А и В между ними закрепляют вспомогательные промежуточные точки (их также называют «переходные» или «иксовые» точки).

Классификация и устройства нивелиров

Нивелиры делятся по:

–точности на 3 группы:

–высокоточные – предназначены для нивелирования I–го и II–классов, позволяющие определять превышения со средней квадратичной погрешностью (СКП) не более 0.5–1 мм на 1 км хода;

–точные – предназначены для нивелирования III и IV классов с СКП не более 5–10 мм на 1 км хода;

–технические – предназначены для инженерно–технических работа, позволяющих определять превышение с СКП не более 10 мм на 1 км хода. Для технических работа допустимое СКП 15–50 мм на 1 км хода.

– по конструкции на 3 группы:

–нивелиры с цилиндрическим уровнем;

–нивелиры с компенсатором;

–нивелиры с наклонным лучом визирования.

Устройства нивелиров с цилиндрическим уровнем (на примере Н3)

Основными частями является зрительная труба с укрепленными на ней цилиндрическим контактным уровнем и подставка с подъемными винтами и круглым уровнем. Труба закрепляется зажимным винтом, для точного визирования используется наводящий винт. Для точного горизонтирования визирной оси трубы используют элевационный винт.

Круглый уровень предназначен для приближенного горизонтирования прибора, а цилиндрический контактный для точного горизонтирования его визирной оси. Поэтому должно выполнятся следующие геометрическое условие: визирная ось трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны.

Обычно применяют трех метровые деревянные, двусторонние складные рейки.

На нижнюю часть рейки набита металлическая пластина предохраняющая рейку от истирания, называемая «пяткой» рейки. На рейке нанесены подписанные дециметровые деления. На черной шкале от 00 до 29 дм, на красной от произвольного значения превышающего 30 дм. Дециметровые деления поделены на сантиметровые, которые для удобства отсчитывания объедены группами по 5 см. Отсчет по рейке берут по средней горизонтальной нити с точностью до 1 мм в момент когда пузырек цилиндрического уровня находиться в нуль–пункте.

Поверки нивелиров с уровнем

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси прибора. Поверки и исправления выполняются аналогично поверке цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга теодолита.

Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира. Для выполнения поверки на расстоянии 20–30 м от нивелира на тонком шнуре подвешивают отвес и нивелир горизонтируют по круглому ровню. Совмещают один конец вертикальной нити сетки со шнуром отвеса. Если другой коней вертикальной нити отклонился от шнура не более 0.5 мм, условие поверки выполняется. В противном случае сетку нитей исправляют также, как сетку теодолита.

Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы. Поверка выполняется двойным нивелирование одной и тоже линии, с разных ее концов. Для этого на местности закрепляют два колышка на расстояние 50–70 м друг от друга. Над одной из точек устанавливают нивелир так, чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с точкой, горизонтируют и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i₁. В другой точке вертикально устанавливают рейку и визируют на нее.

Нивелир и рейку меняют местами, измеряют i₂ и берут отсчет по рейке b₂. Поскольку расстояние между точками постоянно отсчет b₂ будет ошибочным также на х.

В противном случае вычисляют правильный отсчет по рейке , и действуя элевационным винтом устанавливают среднюю нить сетки на этот отсчет.

При этом концы изображения пузырька разойдутся и их необходимо совместить исправительными винтами цилиндрического уровня. Для контроля поверку повторяют.

Источник

Лабораторная работа №3

Нивелиры, их устройство и работа с ними (6 часов)

1. Установите на штативе нивелир и закрепите его становым винтом. Приведите нивелир в рабочее положение. Для этого поверните зрительную трубу и расположите круглый уровень 6 между двумя любыми подъёмными винтами. Вращая эти винты в разные стороны, выведите пузырёк круглого уровня на воображаемую линию, соединяющую нуль-пункт уровня с третьим подъёмным винтом. Затем, вращая только третий подъёмный винт, выведите пузырёк в нуль-пункт. При необходимости все действия повторите. Добейтесь четкого изображения сетки нитей 13 путем вращения окулярной трубочки 10. Теперь Ваш нивелир готов к работе.

В табл. 2 перечислены в соответствии с рис. 7 название и назначение основных частей базовой модели нивелира Н-3. Осями нивелира являются:

ОО – ось вращения прибора.

VV – визирная ось зрительной трубы – линия, соединяющая оптический центр объектива 8 с перекрестием сетки нитей 13.

UU – ось цилиндрического уровня – прямая, касательная к внутренней верхней поверхности ампулы в нуль-пункте.

U’U’– ось круглого уровня – прямая, проходящая через нуль-пункт и совпадающая с радиусом верхней внутренней поверхности сферы ампулы.

2. Наведите по визирной планке 12 зрительную трубу на любую рейку в лаборатории. Отфокусируйте изображение рейки вращением кремальеры 9. Наводящим винтом совместите перекрестие сетки нитей 13 с изображением рейки. Элевационным винтом 5 приведите пузырёк цилиндрического уровня 11 в нуль-пункт.

В поле зрения трубы Вы видите изображения: рейки, сетки нитей и концов половинок пузырька цилиндрического уровня 11. Запишите отсчёт в миллиметрах, соответствующий положению средней горизонтальной нити сетки 13 на рис. 7в ( в нашем примере 1147).

3. Определите превышение между тремя любыми точками, считая, что нивелирование производится с трёх станций способом «из середины». Все записи ведите в журнале нивелирования (табл. 3).

Внимание! Перед каждым отсчётом по рейке необходимо с помощью элевационного винта 5 привести пузырёк цилиндрического уровня 11 в нуль-пункт.

Работа выполняется в следующей последовательности:

1) возьмите отсчёты 1840, 6541 и 1538, 6237 по черной и красной сторонам реек №1 и №2 (станция 1); по разности задних и передних отсчётов найдите два превышения +302 и +304, которые не должны отличаться друг от друга не более, чем на 5 мм (если больше, то измерения повторите);

2) смените высоту инструмента на 3–5 см; приведите нивелир в рабочее положение (станция 2); возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек №2 и №3; вычислите превышения;

5. Вычислите абсолютные отметки точек 1, 2, 3, приняв отметку первой точки 1 равной 10 м (20 м, 30 м …) плюс количество метров, соответствующее Вашему номеру в списке группы (например, для двенадцатого 10+12 = 22,000 м). Вычислите отметки двух других точек 2 и 3, помня, что отметка передней точки равняется алгебраической сумме отметки задней точки и среднего превышения (с учётом поправки) между этими точками. Контролем служит получение исходной отметки точки 1.

6. Вычислите дважды на каждой станции горизонт инструмента, прибавляя к отметке задней точки задний отсчёт по черной стороне рейки на этой точке и к отметке передней точки передний отсчёт по черной стороне рейки на этой точке. Контролем служит получение на каждой станции двух одинаковых результатов.

Порядок выполнения задания 2 : п риведите ось вращения нивелира ОО в отвесное положение по круглому уровню 6 с помощью подъёмных винтов 2 и выполните поверки в следующей последовательности:

1-я поверка – ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира (U’U’ // ОО). Это необходимо для того, чтобы после приведения пузырька круглого уровня 6 в нуль-пункт, его ось U’U’ заняла отвесное положение и если она параллельна ОО, то ОО также займёт отвесное положение. Поверку выполняют следующим образом (рис. 8а).

Вначале подъёмными винтами I, II и III приводят пузырёк круглого уровня 6 в нуль-пункт. Затем поворачивают трубу (вместе с ней поворачивается и круглый уровень 6) на 180?. Если пузырёк остался в нуль-пункте, то условие поверки выполнено. Если пузырёк сместился с нуль-пункта, то его перемещают по направлению к нуль-пункту на половину смещения d/2 c помощью исправительных винтов 7 уровня, на другую половину – подъёмными винтами. Поверку и юстировку повторяют до тех пор, пока пузырёк не будет оставаться в нуль-пункте при любой ориентации зрительной трубы.

2-я поверка – горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира (mm

1. Установите нивелир перед панно и приведите его в рабочее положение. Считая, что на местности нивелирование данного участка трассы было бы выполнено с трёх станций способом «из середины» (см. рис. 9а), произведите нивелирование в следующей последовательности (табл. 5):

· возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек на Rp1 и ПК0 (станция 1) и вычислите превышения между Rp1 и ПК0, которые не должны различаться между собой более чем на 10 мм;

· смените высоту инструмента на 3–5 см; приведите нивелир в рабочее положение; возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек на ПК0 и ПК1, а также отсчёты только по черной стороне реек на плюсовых (промежуточных) точках (станция 2) и вычислите превышения;

· смените высоту инструмента и приведите нивелир в рабочее положение; возьмите отсчёты по черной и красной сторонам реек на ПК1 и Rp2 (станция 3) и вычислите превышения.

2. На каждой станции найдите средние превышения, округляя их до целых миллиметров. Сделайте постраничный контроль.

3. Выпишите в нивелирный журнал абсолютные отметки реперов Rр1 и Rр2. Отметка Rр1 равна 10,000 м (20,000 м, 30,000 м …) плюс количество метров, соответствующее порядковому номеру студента в списке группы. Отметка Rр2 задается преподавателем.

5. Вычислите отметки связующих точек ПК0 и ПК1 по правилу: отметка передней точки равна отметке задней плюс среднее исправленное превышение между ними с учетом его знака. Помните, что отметки вычисляются в метрах, а превышения даны в миллиметрах. Контролем правильности вычислений этого этапа служит получение известной отметки Rp2.

6. Вычислите отметки промежуточных точек через горизонт инструмента, который равен отметке задней (передней) точки плюс отсчёт по черной шкале рейки на задней (передней) точке. Горизонт инструмента вычисляют в метрах и лишь на той станции, где имеются промежуточные точки. В табл. 5 это станция 2, для которой горизонт инструмента равен 10,457 м и 10,461 м. За окончательное значение примите среднее 10,459 м. Отметка промежуточной точки равна разности среднего значения горизонта инструмента и отсчёта по рейке на этой точке.

7. Постройте профиль трассы в соответствии с образцом на рис.9б. В графе «пикеты» укажите через 100 м пикеты 0 и 1, приняв горизонтальный масштаб 1:1000. В графе «расстояния» выпишите расстояния, характеризующие положение «плюсовых» точек. В графу «отметки земли» против каждого пикета и плюсовой точки выпишите их отметки из табл. 5 с округлением до 0,01 м.

Верхней линии сетки присвойте отметку условного горизонта (в нашем примере 6,00 м). От этой линии против каждой точки проведите в масштабе 1:100 перпендикуляры высотой, равной разности между отметкой земли и отметкой условного горизонта. Концы перпендикуляров соедините.

Инженерная геодезия, направление «Строительство»

Источник