Ошибка хода фокусирующей линзы нивелира определяется при нивелировании

Исследование правильности хода фокусирующей линзы нивелира

Эти исследования
выполняют только у нивелиров,
предназначен­ных для передачи высот
через водные препятствия, когда
неравенство расстояний между нивелиром
передней и задней рейками может достигать
нескольких сотен метров.

Для
исследований выбирают ровную открытую
площадку 60 х 60 м с твердым грунтом, на
краю которой в точке С забивают кол
(рис. 32), а в точке А
на расстоянии 50 м от точки С устанавливают
нивелир. Из точки С при помощи троса
описывают окружность. Одновременно,
используя дальномер нивелира и инварную
рейку, измеряют

ТАБЛИЦА 17

Определение цены деления отсчетного барабана нивелира на расстоянии 30 м

Н-05
№0003 t_нач=+7,8С,
t_кон=+8,2С

Номер приема	Номер штриха	Отчеты по барабану	Интервал между штрихами	Цена деления барабана, мм
при ввин­чивании	при вывинчивании	среднее	в делениях барабана	в мм
1 2 3 4 5 6 7 8	11(1) 12(3) 11 12 12 13 12 13 13 14 13 14 15 16 15 16	6,2(2) 84,0(4) 5,0 84,1 12,8 91,9 14,3 94,4 5,1 85,7 4,9 85,8 9,6 88,4 11,5 89,2	4,2(6) 85,7(5) 3,8 83,8 11,6 93,0 14,2 95,0 4,4 84,8 5,7 86,2 8,7 88,6 9,8 89,6	5,20 84,85 4,40 83,95 12,20 92,45 14,25 94,70 4,75 85,25 5,30 86,00 9,15 88,50 10,65 89,40	79,65 79,55 80,25 80,45 80,50 80,70 79,35 78,75	4,010 4,010 4,018 4,018 3,982 3,982 3,987 3,987	0,0503 0,0504 0,0501 0,0499 0,0495 0,0493 0,0502 0,0506
Среднее	0,0500

Примечание:
для остальных расстояний результаты
не приводятся, цифрами в скобках указана
последовательность отсчитывания

ТАБЛИЦА
18

Дата	Температура воздуха С	Цена деления барабана при расстояниях, м
30	50	70
3,07 25,06 1,08	+8 +15 +25	0,0500 0,0511 0,0514	0,0509 0,0519 0,0518	0,0518 0,0541 0,0528	Среднее
Среднее	0,0508	0,0515	0,0529	0,0518

Примечание:
Цена деления барабана зависит от
расстояния, нивелир нуждается в заводской
юстировке

расстояния
А
7, А2,
…, А7,
соответственно равные 10, 20, …, 70 м. В
точках Л, 1,
2, …, 7
забивают костыли или колья с гвоздями.
Исследования
желательно выполнять в облачную или
пасмурную погоду, при слабом ветре и
спокойных или слегка колеблющихся
изображениях. За два-три часа до начала
исследований нивелир должен быть вынесен
из помещения, определен и исправлен
угол i,
который должен быть близким к нулю.

Нивелир
устанавливают в точке С приводят в
рабочее положение, последовательно
устанавливают рейку в точках А,
/, 2, …, 7 и от­читывают по основной и
дополнительной шкалам (I прием). Затем,
переходя с рейкой в обратном направлении
по точкам 7, 6, …, А,
делают
отсчеты по основной шкале (II прием). При
наблюдениях в точке фокусировку трубы
не меняют.

Устанавливают
нивелир в точке 4, приводят его в рабочее
положение, последовательно устанавливают
рейку в точках 1,
2,
…, 7, отсчитывают по основной и
дополнительной шкалам. Эти действия
составляют один прием. Всего делают три
приема, между которыми изменяют высоту
нивелира. Во втором приеме наблюдения
начинаются с точки 7, в третьем — с точки
1.

Переходят на точку
С и повторяют все измерения, причем
вначале отсчитывают только по
дополнительной шкале (II прием), а затем
по основной и дополнительной шкалам
(III прием).

Примеры записи
наблюдений и вычислений приведены в
табл. 19, 20.

ТАБЛИЦА 19

Номер точки	I прием	II прием	III прием	Среднее (в деле­ниях рейки)	(в де­лениях рейки)	и, мм
Шкала	Шкала	Шкала
Основная	Дополнительная	Основ­ная	Дополнительная	Основная	Дополнительная
А 1 2 3 4 5 6 7	29,662 28,134 28,294 28,928 27,927 26,377 26,212 27,066	88,914 87,383 87,545 88,178 87,178 85,626 85,463 86,316	32,011 30,479 30,650 31,275 30,277 28,729 28,570 29,426	91,260 89,726 89,893 90,525 89,526 87,979 87,818 88,676	31,140 29,610 29,770 30,393 29,403 27,851 27,680 28,544	90,397 88,862 89,023 89,649 88,649 87,101 86,933 87,795	60,564 59,032 59,196 59,825 58,827 57,277 57,113 57,970	— +1,532 +1,368 +0,739 +1,737 +3,287 +3,451 +2,594	— + 76,60 +68,40 +36,95 +86,85 +164,35 +172,55 +129,70

Примечание:
Нивелир установлен в точке С.

Вычисляют
среднее из шести отсчетов по рейке,
сделанных при установке нивелира в
точках С
и А.

ТАБЛИЦА 20

	I прием	II прием	III прием	Среднее m (в делениях рейки)	Среднее т мм	h= =u+m1, мм	=h1— hср, мм
Основ­ная	Дополнительная	Основ­ная	Дополнительная	Основ­ная	Дополнительная
1 2 3 4 5 6 7	27,997 28,181 28,819 27,837 26,299 26,151 27,022	87,248 87,431 88,071 87,087 85,549 85,401 86,271	29,158 29,335 29,973 28,989 27,454 27,302 28,171	88,407 88,586 89,226 88,238 86,701 86,555 87,418	28,720 28,900 29,543 28,548 27,015 26,856 27,719	87,975 88,152 88,793 87,797 86,261 86,108 86,969	58,251 58,431 59,071 58,083 56,546 56,396 57,262	2912,55 2921,55 2953,55 2904,15 2827,30 2819,80 2992,80	2989,15 2889,95 2990,50 2991,00 2991,65 2992,35 2992,80	-1,91 -1,11 -0,56 -0,06 +0,59 +1,29 +1,74
		hср= 2991,06

Примечание.
Нивелир установлен в точке А.

Находят
превышения между точками А!,
А2,
…. А7
(в делениях рейки и мм), а также среднее
значение горизонта нивелира h_ср
(сумма средних отсчетов по рейке, когда
прибор стоял в точке А
с соответствующими значениями и)
и отклонения от него отдельных значений:

По этим данным
составляют уравнения ошибок:

и нормальные
уравнения вида

из
которых находят неизвестные k
и q,
а затем v.

Коэффициент
k
показывает влияние угла i
и движений фокуси­рующей линзы на
измеряемое превышение. Величина k
в уравнениях увеличена в 1000 раз, s₁,
s₂
…,s₇,
— расстояния от точки А
до точек 1, 2, …, 7.

Составляют
нормальные уравнения

из решения, которых
находят неизвестные

Используя
полученные данные, определяют величины
:

Величины v
характеризуют правильность хода
фокусирующей линзы. У нивелиров Н-05,
предназначенных для передачи высот
через водные препятствия, v не должны
превышать 0,5 мм

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

2.3.2.3. Исследование правильности хода фокусирующей линзы.

Эти исследования выполняют только у нивелиров, предназначенных для передачи высот через водные препятствия, когда неравенство расстояний между нивелиром и задней и передней рейками может достигать нескольких сотен метров.

Для исследований выбирают ровную открытую площадку 60х60 м с твёрдым грунтом и забивают несколько колышков по окружности радиуса 50 м (рис.15). Сначала нивелир устанавливают в точку А, а рейку – последовательно в точках B,1,2. 7 и каждый раз берут по рейке отсчёты; затем повторяют отсчёты, ставя рейку последовательно в точках 7,6. 1,B. Затем переносят нивелир в точку B, а рейку – последовательно в точках 1,2,…,7 и берут по рейке отсчёты. Эти действия составляют один приём; всего делают три приёма.

Рисунок 15 – Схема точек при исследовании хода фокусирующей линзы

Затем все измерения обрабатывают с применением формул МНК и вычисляют величины , характеризующие правильность хода фокусирующей линзы; на значения существуют допуски, разные для разных типов нивелиров (например, для нивелира Н-05 этот допуск равен 0,5 мм).

2.3.2.4. Определение диапазона и ошибки работы компенсатора.

Полные исследования нивелира с компенсатором включают: определение СКО установки оси вращения нивелира в вертикальное положение, определение диапазона и СКО самоустановки визирной линии трубы в горизонтальное положение, определение систематической ошибки компенсации и времени затухания колебаний подвесной системы компенсатора. Величину диапазона работы компенсатора, СКО установки визирной линии трубы и систематическую ошибку компенсатора в лабораторных условиях определяют с помощью автоколлиматора. В полевых условиях эти исследования выполняют следующим образом.

Нивелир устанавливают строго в створе между двумя рейками и измеряют превышения между точками установки реек при пяти положениях круглого уровня (рис.16) Наблюдения выполняют сериями, общее число которых равно пяти. Во всех сериях при каждом положении круглого уровня измеряют превышение по чёрной и красной сторонам реек. Перед новой серией изменяют высоту нивелира. В нивелировании III класса расстояние между рейками равно 100 м и 200 м (в нивелировании IY класса – 200 м). Если превышения, полученные при разных положениях круглого уровня, отличаются от начального превышения (пузырёк круглого уровня в нульпункте) более, чем на 3 мм (III класс) или на 5 мм (IY класс), то нивелир нельзя использовать для измерения превышений, а нужно сдать его в мастерскую для юстировки.

Рисунок 16 – Схема установки круглого уровня при исследовании компенсатора

Систематическую ошибку работы компенсатора для каждого наклона нивелира вычисляют по формуле

,

где — превышение в миллиметрах при положении пузырька в нульпункте, — превышение в миллиметрах при очередном наклоне нивелира, — диапазон наклона нивелира в минутах дуги;

затем подсчитывают среднее значение из четырёх.

Диапазон работы компенсатора определяют по максимальным наклонам нивелира, при которых работает компенсатор, а в отсчётах отсутствуют грубые ошибки. У нивелиров типа Н3 диапазон работы компенсатора должени быть не менее 15’, ошибка самоустановки визирной линии трубы – 0,5”, систематическая ошибка работы компенсатора – 0,3” на одну минуту наклона нивелира.

Время затухания колебаний определяют как интервал времени от лёгкого постукивания по корпусу нивелира до полного прекращения дрожания изображения рейки в поле зрения трубы нивелира. Оно не должно превышать двух секунд.

Источник

Систематические погрешности при нивелировании

На результаты нивелирования III и IV классов влияют следующие систематические погрешности:

1. из-за несоблюдения главного условия (Н3);

2. из-за неправильного хода фокусирующей линзы;

3. из-за остаточного наклона вертикальной оси прибора (Н3К);

4. из-за недостаточной разрешающей способности зрительной трубы;

5. из-за изменения длины рейки;

1. погрешность округления отсчетов по рейке;

2. погрешность установки оси уровня.

в) влияние внешних условий:

2. из-за вертикальных перемещений костылей и башмаков;

3. из-за вертикальных перемещений штатива.

23.1.1 Приборные погрешности.

1. При несоблюдении главного условия (т.е. при наклоне визирной оси) погрешность в превышении определяется по формуле:

,

где i – угол между визирной осью и осью цилиндрического уровня;

DS – разности длин визирных лучей на станции.

Влияние данного фактора уменьшается при установке нивелира точно на равном расстоянии от реек. Следует отметить, что под влиянием изменения температуры угол i будет также меняться. Поэтому важно, чтобы разность плеч изменялась случайным образом. Строго должен соблюдаться и допуск накопления разности плеч в секции (III класс – менее 5 м, IV класс – менее 10 м).

2. При неправильном ходе фокусирующей линзы смещение линзы вниз на величину х вызовет смещение изображения вверх по отношению к сетке нитей на величину:

,

где – величина, постоянная для каждого нивелира.

.

При равенстве плеч фокусировка на станции не меняется, поэтому влияние хода фокусирующей линзы существенно снижается вплоть до 0.

3. При работе нивелиром с компенсатором погрешность в превышении будет равна:

,

где d – расстояние между осью прибора и главной точкой объектива трубы;

Эту погрешность вызывает недостаточная чувствительность круглого уровня. Величина погрешности достигает 2 мм на 1 км хода.

4. Величина средней квадратической погрешности отсчета по рейке из-за недостаточной разрешающей способности трубы определяется по формуле:

,

где S – длина визирного луча;

r – увеличение зрительной трубы.

5. Длина рейки изменяется под влиянием изменения температуры и влажности, а также прогиба рейки. Изменение влажности от 5% до 100% приводит к изменению длины рейки до 0,2 мм в день:

,

f – относительная влажность в %.

При появлении прогиба рейки на 10 мм и более удлинение одного метра будет достигать 0,03 мм. В таких случаях рейка не может использоваться при нивелировании III и IV классов. Нельзя допускать прогиб рейки под собственным весом, обращаться с рейкой следует аккуратно.

6. При наклоне рейки отсчет всегда будет больше на величину:

,

где b – отсчет по рейке (видимый);

При установке рейки на глаз e ≈ 2-3 0 , = 0,5 мм, что недопустимо при точном нивелировании. Поэтому рейка должна устанавливаться вертикально только по круглому уровню.

1. При нивелировании отсчёт по рейке с сантиметровыми делениями производится до миллиметров, т.е. на глаз оцениваются десятые доли сантиметрового интервала. Оказывается, что у каждого наблюдателя имеются более предпочтительные отсчёты, независимо от прочих ошибок отсчитывания. Например, 0; 0,2; 0,5; 0,8. Наблюдатель должен приучить себя к объективной оценке доли делений, а не поддаваться «излюбленным цифрам».

Исследования показывают, что наиболее благоприятный фон при отсчитывании по нити – белый, хуже берутся отсчёты на красном фоне, хуже всего – на чёрном. Погрешность в отсчёте по рейке можно вычислить по эмпирической формуле А.С. Чеботарёва:

,

r – увеличение зрительной трубы.

При S = 75 м, r = 30 x , t = 10 мм m_o = 0,8 мм.

2. Погрешность в отсчёте по рейке из-за неточной установки уровня в нуль-пункт:

,

где m”_t – средняя квадратическая погрешность установки пузырька уровня в нуль-пункте;

S – длина визирного луча в м.

– для цилиндрического уровня.

– для контактного уровня.

Поэтому, при t = 15”, S = 75 м:

m_у ≈ 0,5 мм – цилиндрический уровень,

m_у ≈ 0,2 мм – контактный уровень.

1. Влияние рефракции на измеренное превышение:

,

где S – длина визирного луча;

К₁ и К₂ – коэффициенты рефракции или земного преломления.

Dr уменьшается при одинаковой высоте и длине визирных лучей.

2. Перемещение костылей и башмаков вызывает аналогичное перемещение рейки в вертикальном направлении. Оседание костылей интенсивно в течении первых 10-20 секунд после установки рейки. После 4-5 минут их положение практически стабилизируется. Башмак оседает в 3-5 раз сильнее, чем костыль.

При снятии рейки костыль и башмак выпираются из грунта, но не достигают своего первоначального положения. Повторная установка рейки вызывает оседание в 2-3 раза слабее, чем первоначальная. Ослабляется влияние двойным нивелированием.

3. Штатив после установки выпирается из грунта в темени первых 5 минут. Через 10-15 минут он практически стабилизируется. Поэтому при нивелировании должна быть симметричная схема наблюдений.

Дата добавления: 2016-06-02 ; просмотров: 3533 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

8

1. Общие сведения о нивелировании.

1.1. Сущность и методы нивелирования.

Нивелированием называют определение превышений между отдельными точками земной поверхности с последующим вычислением их высот над принятой отсчетной уровенной поверхностью.

Расстояние по отвесной линии от уровенной поверхности точки до уровенной поверхности, принятой за начальную, называется высотой точки, обозначается Н. Числовое значение высоты называется отметкой.

Если высоты точек вычислены относительно основной уровенной поверхности, их называют абсолютными высотами, альтитудами. Если они вычислены относительно любой другой, условно взятой поверхности, их называют условными.

Превышение – это разность абсолютных или условных отметок двух точек. Зная отметку одной и превышение между ними, можно вычислить отметку другой точки.

Нивелирование производят для изучения рельефа, определения высот точек при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений. Результаты нивелирования имеют большое значение для решения научных задач как самой геодезии, так и для других наук о Земле.

В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин различают следующие методы нивелирования:

1. Геометрическое нивелирование выполняют горизонтальным лучом визирования. Осуществляют его обычно с помощью нивелиров, но можно использовать и другие приборы, позволяющие получать горизонтальный луч.

Рис. 1. Способы нивелирования

При нивелировании из середины нивелир располагают между двумя точками примерно на одинаковых расстояниях (рис.1, а). В точках устанавливают отвесно рейки с сантиметровыми делениями. Их ставят на колышек, вбитый вровень с землей, или на специальный костыль, так как рейка под собственной тяжестью будет давить на землю и отсчет по ней будет меняться. Визирный луч зрительной трубы нивелира последовательно наводят на рейки и берут отсчеты З и П, которые записывают в миллиметрах в журнал нивелирования. Отсчет по рейке производят по средней нити нивелира, т.е. по месту, где проекция средней нити пересекает рейку. Превышение между точками определяют по формуле

h = З – П

где З – отсчет назад на заднюю точку А; 

П – отсчет вперед на переднюю точку B.

При нивелировании вперед прибор устанавливают над точкой А (рис. 1, б), измеряют его высоту i и берут отсчет П по рейке в точке В. Превышение определяют вычитанием из высоты прибора i отсчета П.

h = i – П.

Высоту передней точки В вычисляется по формуле:

Высоту визирного луча на уровенной поверхностью называют горизонтом инструмента H_ГИ (рис. 1) и вычисляют

Н_ГИ = Н_А + З = Н_А + i.

 Место установки нивелира называется станцией. Если для определения превышения между точками А и В достаточно установить прибор один раз, то такой случай называется простым нивелированием.

Если же превышение между точками определяют только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование называют сложным или последовательным (рис. 2).

Рис. 2. Последовательное нивелирование.

В этом случае точки С и D называют связующими. Превышение между ними определяют как при простом нивелировании:

;   ;   

h = ∑З – ∑П

Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом.

Превышение при нивелировании вперед равно высоте прибора ми­нус отсчет по рейке. Превышение при нивелировании из середины равно отсчету на заднюю рейку минус отсчет на переднюю рейку.

2. Тригонометрическое нивелирование выполняют на­клонным лучом визирования, приборами которые имеют вертикальный круг (тахеометр, кипрегель). При этом измеряют угол наклона визирной оси v и расстоя­ние d до рейки установленной в нивелируемой точке. Превышение вычисляют по тригонометрическим формулам.

d=Д_о*соs v

h=d*tg v

где d – горизонтальное проложение линии,

Д— расстояние до рейки,

v— угол наклона.

Оба метода примерно равноточны и называются техническими методами.

Физических методов нивелирования несколько. При этом исполь­зуют определенные закономерности природных явлений. Сюда от­носят барометрическое, гидростатическое, радио- и звуковое нивели­рование.

3. Барометрическое нивелирование основано на том, что с изменением высоты точек над уровенной поверхностью изменяется атмосферное давление. Измеряя давление барометрами, анероидами и другими приборами, получают данные для вычисления высот точек. Барометрическая ступень для Крыма 9,5-12,5м.

4. Гидростатическое нивелирование – определение превышений основывается на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены сосуды.

5. Аэрорадионивелирование — превышения определяются путем измерения высот полета летательного аппарата радиовысотомером.

6. Механическое нивелирование — выполняется с помощью приборов, устанавливаемых в путеизмерительных вагонах, тележках, автомобилях, которые при движении вычерчивают профиль пройденного пути. Такие приборы называются профилографы.

К раме велосипеда или автомобиля подвешен маятник. Системой передач маятник связан с карандашом, который на миллиметровой бумаге вычерчивает профиль пройденного пути.

Масштаб профиля для горизонтальных линий 1 : 2000 или 1 : 5000, для вертикальных линий — в 10 раз крупнее.

7. Стереофотограмметрическое нивелирование основано на определении превышения по паре фотоснимков одной и той же местности, полученных из двух точек базиса фотографирования.

8. Определение превышений по результатам спутниковых измерений. Использование спутниковой системы ГЛОНАСС – Глобальная Навигационная Спутниковая Система позволяет определять пространственные координаты точек.

1.2.  Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования

При выводе формул для способов нивелирования из середины и вперед принято, что уровенная поверхность является плоскостью, визирный луч прямолинеен и горизонтален, рейки, установленные в точках, параллельны между собой.

На самом деле уровенная поверхность не является плоскостью и рейки, установленные в точках А и В перпендикулярно поверхности, непараллельны между собой (рис. 3), следовательно отсчеты З и П преувеличены на величину поправок за кривизну Земли СМ = К₁ и DN = К₂.

Рис. 3. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты геометрического нивелирования

Поправки за кривизну Земли равны:

,

 где 

S₁,  S₂ — расстояние от нивелира до реек; 

R – радиус Земли.

Кроме того известно, что луч света распространяется прямолинейно лишь в однородной среде. В реальной атмосфере, плотность которой увеличивается по мере приближения к поверхности Земли, луч света идет по некоторой кривой, которая называется рефракционной кривой. Вследствие этого визирный луч имеет форму рефракционной кривой (обращенной выпуклостью к верху) радиуса R₁ и пересекает рейки в точках C’ и D’. Поэтому отчеты по рейкам уменьшаются на величину поправок за рефракцию: СC’ = r₁  и  DD’= r₂, которые определяются по формуле

Радиус рефракционной кривой зависит от температуры, плотности, влажности воздуха и др. Отношение радиуса Земли R к радиусу рефракционной кривой R₁ называют коэффициентом земной рефракции, среднее значение которого принимают

Обозначим

,

где f₁ и f₂ – поправки за кривизну Земли и рефракцию равны

Следовательно превышение между точками А и В с учётом поправок за кривизну Земли и рефракцию равно

Необходимость учета поправки зависит от требуемой точности измерений.

Из формулы следует, что  при равенстве расстояний от нивелира до реек и примерно одинаковых условиях можно считать, что  f₁ = f₂  и  h = З – П. Таким образом, при нивелировании из середины с соблюдением равенства плеч влияние кривизны Земли и рефракции практически устраняется.

1.3. Марки и реперы.

Геодезические знаки служат для обозначения и сохранения точек местности, координаты которых определены.

Нивелирные знаки в основном служат для обозначения и сохранения на местности точек с известными высотами. Их делят на фундаментальные, постоянные и временные.

На линиях нивелирования I и II классов через 50—60 км вблизи уровнемерных станций, основных речных и озерных водомерных постов ставят фундаментальные реперы. В 50—150 м от фундаментального репера закладывают репер-спутник для лучшего отыскания и использования фундаментального репера.

Постоянные нивелирные знаки устанавливают через 5—6 км на нивелирных линиях всех классов, их делят на грунтовые, скальные, стенные. При строительстве сооружений ставят строительные постоянные реперы. Стенные реперы и марки закладывают в стены массивных сооружении, в устои мостов и гидротехнических сооружений: плотины, шлюзы, насосные станции, оголовки каналов, заложенные на глубину полтора метра и более в грунт и т. д.

Марка (металлическая) бетонируется в стену здания или сооружения. На лицевой стороне марки есть отверстие, куда передается отметка нивелированием I и II класса.

Реперы бывают стенные и грунтовые.

Стенной репер бетонируется в стену сооружения. Выступающая из стены часть имеет трехгранную форму. На верхнее ребро передается отметка.

Грунтовый репер из металла (рельс) бетонируется в яме, а деревянный закапывается в яму. В верхней части выделяется точка для передачи отметки.

Около постоянных реперов, устанавливаемых в северной зоне сезонного промерзания, ставят столбы — опознавательные знаки, а сам репер заглублен под почву для лучшей сохранности. На репер или на опознавательный знак устанавливают металлическую охранную плиту. Она обращена в сторону репера. Основание постоянного репера должно быть заложено ниже границы промерзания, чтобы репер не выпучивало в период замерзания и оттаивания грунта.

Нельзя устанавливать реперы около обрывов, на оползнях, в рыхлый грунт или плывуны, в местах, где их может повредить транспорт или сельскохозяйственная машина.

На площади, занятой мелиоративной системой, надо поставить столько постоянных реперов, чтобы наибольшее, расстояние от любой точки системы до ближайшего репера было не более 700 м, т. е. на каждые 100 га надо устанавливать по реперу. В городах реперы устанавливают на каждом перекрёстке.

При изысканиях вдоль рек и каналов реперы ставят около водомерных постов, у сужений русла, у перепадов и порогов, около островов, при устьях впадающих рек и суходолов, около существующих и в местах проектируемых сооружений, предусматривая его будущую сохранность.

Временные знаки устанавливают на период топографических съемок. В качестве временных знаков используют колья длиной около 0,5—1,0 м; гвозди—дюбели, забитые в строения, деревянные опоры линий связи, в деревья, мосты и т.п.; камни, валуны и т. д.

2. Приборы, применяемые при нивелировании.

2.1. Классификация нивелиров и их устройство.

Нивелир – геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек при помощи горизонтального луча и нивелирных реек, вертикально установленных в этих точках.

По классу точности нивелиры разделяют на:

-высокоточные Н-05;

-точные Н-3 

— технические Н-10.

Числа в шифре нивелира означают допустимую среднюю квадратическую погрешность, получаемую при нивелировании на 1 км двойного хода.

Кроме того, числа, стоящие впереди Н, – номера последующих моделей (3Н-3КЛ).

Нивелиры всех типов в зависимости от устройства, применяемого для приведения луча визирования в горизонтальное положение, выпускают в двух исполнениях: с уровнем при зрительной трубе (уровенные) и с компенсатором углов наклона (компенсационные). При наличии компенсатора к шифру нивелира добавляется индекс К, например Н-3К. Нивелиры типов Н-3 и Н-10 допускается изготовлять с лимбом для измерения горизонтальных углов с точностью до 5′. При наличии лимба к шифру нивелира добавляется индекс Л, например 2Н-10КЛ.

Нивелир Н-3 (рис. 4) относится к точным нивелирам, увеличение зрительной трубы – 31,5^х, наименьшее расстояние визирования – 1 м, цена деления уровней: круглого — 10′, контактного цилиндрического — 15». Прибор предназначен для нивелирования III и IV классов, а также для инженерно-геодезических работ при изысканиях и в строительстве.

Рис.4. Точный нивелир Н-3:

а – вид со стороны круглого уровня; б – вид со стороны цилиндрического уровня; в – вид со стороны окуляра зрительной трубы без предохранительного колпачка: 1 – подъемные винты; 2 – элевационный винт; 3 – круглый уровень; 4 – кремальера; 5 – корпус зрительной трубы; 6 – наводящий винт; 7 – трегер; 8 – закрепительный винт; 9 – объектив; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом; 11 – контактный цилиндрический уровень; 12 – юстировочные винты цилиндрического уровня; 13 – крышка; 14 – сетка нитей; 15 – металлическая пластина; 16 – крепежные винты сетки нитей

Нивелир крепят к штативу с помощью станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливают по круглому уровню с помощью подъемных винтов, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера). Для приближенного наведения трубы на рейку служит мушка над объективом зрительной трубы нивелира, для точного — наводящий винт, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом. Винт кремальеры служит для фокусировки трубы, а резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра. Перед каждым отсчетом по рейке визирную ось нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом. Изображения половинок концов пузырька контактного цилиндрического уровня через систему призм передаются в поле зрения трубы (рис.5). Если центр пузырька уровня совместить с нуль-пунктом ампулы, то произойдет оптический контакт — изображения половинок концов пузырька уровня будут равными по длине и образуют в верхней части один овал (рис.5,в). При наклоне оси уровня контакт нарушается (рис.5,а,б).

Рис.5. Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3 при положениях пузырька цилиндрического уровня вне нуль-пункта (а,б) и в нуль-пункте (в)

У нивелира Н-3К (рис.6) основные параметры те же, что и у нивелира Н-3. Предварительное наведение луча визирования нивелира на рейку осуществляется от руки, а точное — вращением бесконечного наводящего винта.

Рис.6. Точный нивелир Н-3К (а) и поперечный разрез окулярной части трубы (б):

1 – винт наводящего устройства бесконечной наводки; 2 – кремальера; 3 – окуляр с диоптрийным кольцом; 4 – предохранительный колпачок; 5 – откидное зеркальце; 6 – круглый уровень с тремя юстировочными винтами; 7 – подъемный винт; 8 – юстировочные винты сетки нитей; 9 – оправа окуляра; 10 – диафрагма сетки нитей

Предел работы компенсатора не менее 15′, время затухания колебаний подвесной системы не более 2 с. Основные части компенсатора, обеспечивающие постоянство фокусировки и повышение точности его работы, — верхняя неподвижно закрепленная призма и нижняя, подвешенная на четырех стальных нитях; она придает визирному лучу горизонтальное положение.

2.2.  Нивелирные рейки

Нивелирные рейки для нивелирования III – IV класса и технического изготавливают из деревянных брусьев двутаврового сечения шириной 8 – 10 и толщиной 2 – 3 см.

Рейка РН-3 (рис. 7) имеет длину 3 м. Деления нанесены через 1 см. Нижняя часть рейки заключена в металлическую оковку и называется пяткой.

Основная шкала имеет деления черного и белого цвета, ноль совмещен с пяткой рейки. Дополнительная шкала на другой стороне рейки имеет чередующиеся красные и белые деления. С пяткой рейки совмещен отсчет больше 4000 мм. Часто встречаются комплекты реек, у которых с пятками красных сторон совпадают отсчеты 4687 и 4787 мм. Поэтому превышения, измеренные по красным сторонам реек, будут больше или меньше на 100 мм измеренных по черным сторонам реек.

Рис. 7. Нивелирная рейка (а) и поле зрения зрительной трубы нивелира с цилиндрическим уровнем (б)

Для установки рейки в вертикальное положение к ней прикрепляют круглый уровень или небольшие кронштейны, на которые подвешивают отвес.

Перед началом рабочего сезона и по его окончании рейки компарируют специальной контрольной линейкой. Ошибка в длине дециметровых делений рейки, предназначенной для нивелирования линий IV класса, не должна превышать 0,3 мм, а для нивелирования линий III класса 0,2мм.

Для нивелирования I и II классов применяют рейки, полотно которых изготовлено из инвара и натянуто на деревянную раму с силой 20 кгс. Деления таких реек равны 5 мм и обозначены тонкими штрихами, поэтому рейки называют штриховыми. При работе рейки надо оберегать от механических повреждений. На длительное хранение их устанавливают в отвесное положение в сухом помещении.

Могут быть изготовлены рейки с обратным и прямым изображением цифр. Могут быть цельные и складные рейки, тогда они имеют марку РН-3П-3000С — рейка нивелирная с ошибкой нивелирования 3 мм на 1 км хода, с прямой шкалой длиною 3000 мм, складная.

2.3. Нивелирные башмаки и костыли

При нивелировании для передачи высоты — при государственных нивелировках или привязках трасс к реперам государственного нивелирования — рейки устанавливают на металлические башмаки или костыли, которые забивают в грунт. Чтобы головка, на которую ставят рейку, не портилась, при забивке костыля на нее надевают колпак.

Реечники в месте установки рейки снимают дерн и прочно забивают костыль или башмак в грунт и следят за тем, чтобы положение их при наблюдении как на переднюю точку, так и на заднюю оставалось постоянным. После того как наблюдения на станции закончены, задний реечник вытаскивает костыль, переходит вперед и устанавливает в конце следующего нивелируемого отрезка переднюю рейку; передний костыль нельзя смещать, так как в этом случае будет нарушена последовательность в передаче высот и работы надо начинать снова от твердо закрепленной точки — репера.

3. Поверки точных и технических нивелиров

Чтобы ослабить накопление систематических ошибок, перед началом, а иногда и в процессе работы с нивелиром поверяют его исправность на выполнение определенных требований.

3.1 . Поверки нивелиров с цилиндрическим уровнем.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Нивелир устанавливают на штатив, зрительную трубу располагают по направ­лению двух подъемных винтов. Вращением подъемных винтов пузырек уровня вы­водят в центр окружности на стекле оправы. Нивелир поворачивают на 180°.

Если пузырек остался в центре окружности, условие выполнено. Если пузырек ушел из центра, то его возвращают в центр на половину отклонения исправительными вин­тами уровня, а полностью — подъемными винтами Поверку повторяют.

1. Горизонтальный основной штрих сетки должен быть перпендикулярным к оси вращения нивелира.

При пузырьке круглого уровня на середине наводят зрительную трубу на рейку, установленную вертикально в 20—30 м от нивелира так, чтобы изображение рейки оказалось у края поля зрения трубы. Замечают отсчет на рейке по основному горизонтальному штриху сетки. Наводящим винтом трубу поворачивают так, чтобы изоб­ражение рейки переместилось в другой край поля зрения. Если отсчет по рейке не изменится — условие выполнено. В противном случае у нивелира Н-3 со зрительной трубы снимают окуляр и сетку поворачивают до нужного положения за счет эллиптичности отверстий для винтов, скрепляющих сетку с корпусом трубы.

У нивелиров Н-10Л и НС-4 снимают только колпачок, ослабляют винты и поворачивают окуляр вместе с сеткой до нужного положения

1. Ось цилиндрического уровня и визирная ось трубы должны находиться в па­раллельных вертикальных плоскостях. Нивелир устанавливают в рабочее положе­ние. Зрительную трубу располагают по направлению одного подъемного винта. Метра в 50 от нивелира устанавливают рейку и, выведя пузырек уровня на середину элевационным винтом, берут отсчет. Вращением одного бокового винта на 2—3 оборота наклоняют трубу, например, влево и, удерживая элевационным винтом основной горизонтальный штрих сетки на прочитанном отсчете, наблюдают в окуляр за половинками пузырька уровня. То же самое делают при наклоне трубы вправо. Если половинки пузырька не расходились или расходились в обоих случаях в одну сторону, условие выполнено.

Рис. 8 Поверка параллельности оси цилиндрического уровня и визирной линии нивелира

При расхождении половинок пузырька в разные стороны более 2 мм уровень смещают в нужное положение боковыми исправительными винтами.

4. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. Колышками закрепляют линию АВ длиной 60—80 м (рис. 8).
Лентой находят середину линии, где устанавливают в рабочее положение нивелир
(станция 1). На колышках устанавливают рейки. Элевационным винтом соединяют концы половинок пузырька цилиндрического уровня и беру отсчеты по задней рейке а₁, и по передней b₁. При не параллельности осей уровня и визирной эти отсчеты будут ошибочны практически на одну и ту же величину, например δ. Вычисляют превышение между точками В и А, свободное от этих ошибок:

h=a₁—b₁=(a+ δ)-(b+ δ)=a—b

Нивелир устанавливают в 2—3 м за передней рейкой (станция 2) и берут отсчеты по дальней рейке а₂ и ближней b₂ Считая по малости расстояния от нивелира до рейки отсчет b₂ практически безошибочным, вычисляют отсчет по дальней рейке, который должен быть при горизонтальном положении визирной линии:

а₃ = b ₂ + h.

Вычисляют ошибку за не параллельность осей уровня и визирной

х = а.₂ — а.₃ .

Если она не более 4 мм, условие выполнено.

В противном случае исправляют положение цилиндрического уровня. Элевационным винтом устанавливают основной горизонтальный штрих сетки по дальней рейке на отсчет а₃. Пузырек цилиндрического уровня уйдет из середины. Вскрывают исправительные винты этого уровня, боковые ослабляют, а вертикальными, глядя в окуляр, соединяют концы половинок пузырька. Винты закрепляют. Убеждаются, что отсчет по рейке равен а₃.

3.2. Поверки нивелиров с компенсаторами (Н-ЗК, Н-10К).

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. По­веряют и исправляют так же, как нивелиры с цилиндрическим уровнем.

2. Горизонтальный основной штрих сетки должен быть перпендикулярен к оси вращения нивелира. Поверяют так же, как нивелиры с цилиндрическими уровнями. Для исправления снимают колпачок и, ослабив закрепительные винты окуляра, поворачивают его вместе с сеткой до нужного положения.

3. Компенсатор должен быть исправным. Трубу устанавливают по направлению одного подъемного винта. Метрах в 40—50 от нивелира по направлению линии визирования на колышек устанавливают рейку и по основному штриху сетки замечают отсчет. Затем, наблюдая в трубу, резко поворачивают на четверть оборота подъем­ный винт, расположенный вдоль трубы. Если средняя нить сначала колеблется, а потом установится на тот же отсчет по рейке, компенсатор работает. В противном случае нивелир следует сдать в мастерскую для исправления компенсатора.

4. При взятии отсчета по рейке визирный луч нивелира должен быть в горизонтальном положении. Выполняют поверку этого условия так же, как третью поверку нивелиров с цилиндрическим уровнем. Для исправления вращают испра­вительные винты сетки нитей и смещают основной штрих сетки на правильный от­счет а₃ по дальней рейке.

4. Поверки нивелирных реек

Полученные для работы нивелирные рейки поверяют на выпол­нение следующих требований.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси рейки. Для поверки на крючок рейки, установленной вертикально, цеп­ляют нить отвеса и добиваются, чтобы острие грузика отвеса оказа­лось над острием штифта. Если пузырек уровня окажется не в центре, то его выводят в центр вращением исправительных винтов.

Можно поверить уровень при помощи вертикального штриха сетки нитей нивелира. Для этого нивелир устанавливают в рабочее положение, а метрах в 30 от него — рейку так, чтобы одно ребро ее совпало с вертикальным штрихом сетки, и юстировочными вин­тами выводят пузырек уровня рейки в центр. Затем рейку повора­чивают на 90° и аналогично юстируют уровень.

1. Деления рейки должны быть верны. Для поверки рейку кла­дут на ровный стол и специальной контрольной линейкой, имеющей миллиметровые деления и лупу (см. рис. 103, в), измеряют длину каждого метрового и дециметрового деления, с округлением до0,1 мм. Погрешность в делениях реек РН—3 не должна превышать дециметровых — 0,2 мм; метровых — 0,8 мм.

3. Разность нулей по красной и черной сторонам реек должна
быть постоянна.

На черной стороне реек подписи делений начинаются от нуля, а на красной — от условного числа, например 4687. Разность нулей по красной и черной сторонам — величина постоянная, называемая «пяткой», используется для контроля отсчетов при нивелировании.

Метрах в 20—30 от нивелира забивают в грунт 3—4 колышка. На них поочередно устанавливают рейку, берут отсчеты. Из отсче­тов по красной стороне вычитают соответствующие отсчеты по чер­ной стороне и получают «пятки».

Расхождения должны быть не более 2 мм, за окончательное при­нимают среднее значение «пятки». Поверяют обе рейки комплекта, их «пятки» могут отличаться на 100 мм, что следует учитывать при нивелировании.

Разность нулей черных сторон реек должна быть постоянна.
При поверке этого условия рейки поочередно ставят на одни и те же колышки и берут отсчеты по черной стороне. Отсчеты у исправ­ных реек должны быть одинаковые. В противном случае, во избе­жание накопления систематических погрешностей, рейки при ни­велировании чередуют местами

5. Производство технического нивелирования и нивелирования 4 класса

5.1. Техническое нивелирование.

Техническое нивелирование производится с целью создания высотного обоснования топографических съемок масштабов 1:500 – 1:5 000, а также при изысканиях, проектировании и строительстве различного рода инженерных сооружений.

Нивелирные ходы, прокладываемые для определения высот пунктов съемочного обоснования, должны опираться на пункты высшего класса. В исключительных случаях разрешается прокладывать висячие ходы, опирающиеся на твердую точку; при этом ходы прокладываются в прямом и обратном направлениях. Максимальная длина хода принимается в зависимости от характера рельефа местности, масштаба съемки и высоты сечения рельефа; так, например, предельная длина хода между двумя пунктами высшего класса при высоте сечения рельефа h ≥1м составляет 16 км, висячего хода – 4 км.

Техническое нивелирование для создания высотного обоснования съемок выполняется способом из середины техническими нивелирами с использованием двухсторонних шашечных реек. Расстояние от нивелира до реек допускается до 150 м, неравенство плеч – не более 10 м, а их накопление в секции – до 50 м. Отсчеты по рейкам берутся только по средней нити. Разность значений превышения на станции, определенных по черной и красным сторонам реек, не должна превышать 5 мм.

Допустимая высотная невязка ходов и полигонов технического нивелирования определяется по формулам:

или

_,

где n – число станций.

Формула применяется при нивелировании в гористой местности, когда число станций n ≥ 25 на 1 км хода.

Техническое нивелирование, выполняемое с целью обеспечения строительства сооружений линейного типа (железных или шоссейных дорог, трубопроводов, линий электропередач, каналов и т.д.), называется продольным. Для получения детального топографического плана на участке строительства крупных объектов при решении вопросов, связанных с вертикальной планировкой территории и подсчетом объемов земляных масс, выполняют нивелирование поверхности (площади). В случае, когда техническое нивелирование предназначается для решения конкретных инженерных задач, его точность регламентируется ведомственными инструкциями.

Техническое нивелирование применяется для построения высотного съемочного обоснования топографических съемок, при изысканиях линейных сооружений, при вертикальной планировке топографической поверхности. Производится нивелирами Н-10 или Н-3 или их модификациями и рейками РН-10 или РН-3. Основной способ нивелирования – способ из середины.

Порядок работы на станции следующий (используют либо двусторонние рейки, либо изменяют высоту прибора).

1. между рейками устанавливают нивелир. Неравенство расстояний от нивелира до реек (разность плеч) допускается 10 м. Нормальное расстояние между рейками по СНиП 120 м. Минимальный отсчет по рейке 300 мм. Нивелир приводят в рабочее положение по круглому уровню.

2. Визируют на заднюю рейку и берут отсчет по черной стороне а ч.

3. Визируют на переднюю рейку и берут отсчет по черной стороне b ч, а затем по красной стороне b к.

4. Визируют на заднюю рейку и берут отсчет по красной стороне а к.

5. Если со станции необходимо определить отметки дополнительных точек (промежуточных) С₁, С₂ и т.д., то рейку поочередно устанавливают на них и берут отсчеты по черной стороне с₁, с₂ и т.д. При использовании уровенных нивелиров перед каждым отсчетом (как на связующих точках, так и на промежуточных) пузырек цилиндрического уровня приводят в нуль-пункт элевационным винтом.

6. Для контроля вычисляют разности нулей красных и черных сторон реек. Расхождения в разностях не должны превышать 5 мм.

7. Вычисляют превышения по черным и красным сторонам реек. Расхождения в превышениях не должны превышать 5 мм.

8. При выполнении условий вычисляют среднее превышение с округлением до 1 мм. Если разность нулей красных сторон реек 100 мм, то это необходимо учитывать при выводе среднего превышения.

Отметки передних точек вычисляют через превышение по формуле:

H_B = H_A+ h,

а отметки промежуточных точек – через горизонт прибора:

ГН=Н_А+а

или

ГН=Н_В+в

где ГН – вычисляется для черных сторон реек.

5.2. Нивелирование 1У класса

Нивелирование IV класса является государственным. Отметки точек, определенные нивелированием IV класса, служат высотным обоснованием топографических съемок и инженерных работ.

-нивелирные ходы IV класса прокладываются в одном направлении. Длина линий нивелирования IV класса не должна превышать 50 км;

— нивелирование IV класса выполняется нивелирами, имеющими увеличение трубы не менее 25х, цену деления уровня не более 25” на 2 мм;

— перед началом полевых работ должны выполняться полевые поверки и исследования нивелиров, а также компарирование реек;

— рейки для нивелирования IV класса применяются двусторонние шашечные, отсчеты по черным и красным сторонам реек производят по средней нити. Для определения расстояний от нивелира до реек производятся отсчеты по дальномерным нитям по черным сторонам реек;

— значений превышения на станции, определенного по черным и красным сторонам реек, допускается расхождение до 5 мм;

— невязки в ходах между исходными пунктами и в полигонах должны быть не более 20 (мм) при числе станций менее 15 на 1 км хода и 5 (мм) при числе станций более 15 на 1 км хода, где L — длина хода (полигона) в км; n — число станций в ходе (полигоне).

Порядок работы на станции, как в техническом нивелировании. Но неравенство плеч не должно превышать 5 м. Для контроля неравенства плеч измеряют расстояния от нивелира до задней и передней реек нитяным дальномером (или шнуром). Нормальное расстояние между рейками 100 м. Расхождения между превышениями на станции — 5 мм.

Нивелирование 1У класса в два раза точнее технического. Применение того или иного класса нивелирования регламентировано СНиПми.

5.3. Ведение журнала технического нивелирования.

При нивелировании ведется полевой журнал. Нивелирные журналы могут быть разными в зависимости от способа нивелирования и применяемых при этом реек, способов контроля на станции и обработки результатов наблюдений.

В журнал записываются номера станций, пикеты и плюсовые точки; отсчеты по рейкам, их разность, а так же промежуточные отсчеты, в результате вычисляются отметки (высоты) всех нивелируемых точек.

Кроме полевого журнала нивелирования в процессе работы ведется пикетажная книжка, в которой дается подробный план трассы (вид сверху). Книжка ведется в масштабе 1:1000; 1:2000.

8

2.3. Систематические приборные ошибки

2.3.1 Влияние непараллельности визирной оси и оси цилиндрического уровня нивелира на определяемое превышение.

Рисунок 2. 5 – Влияние наклона луча визирования на определяемую величину превішения

При поверках нивелира стремятся добиться параллельности визирной оси и оси его цилиндрического уровня. Полностью устранить непараллельность не удается и работать с нивелиром приходится при несоблюдении главного условия прибора.

Из рисунка 2,5 видно, что

,

где

а, b — отсчеты взятые по рейке при непараллельном положении осей;

а, b — «правильные» отсчеты по рейкам (при параллельном положении осей),

x₁, x₂ — ошибки в отсчетах по рейкам.

или

h=a – b — x₁ + x_2, (2.19)

где

, , (2.20)

где i — угол непараллельности осей.

Или из-за малости угла i

;  (2.21)

При S = 75 м, i = 10” ошибка в отсчете составит

 мм

Такой величиной пренебрегать нельзя, а надо учитывать при определении превышений. Перепишем формулу (2.19) с учетом формулы (2.21)

или

 (2.22)

где

 — неравенство расстояний до задней и передней реек.

Сумма превышений по ходу равна:

 (2.23)

Очевидно, что при S=0 ошибка, вызванная непараллельностью визирной оси и оси уровня исключается.

Необходимо помнить, что угол «i» может изменить свою величину на станции при неравномерном нагревании прибора солнечными лучами.

Для ослабления влияния систематической ошибки, вызванной несоблюдением главного условия, рекомендуется:

— ежедневно определять значения угла i и если окажется i

— на кажждой станции ограничивать величину неравенств расстояний до реек и накопление их по секции, как требует инструкция [5];

— предохранять нивелир зонтом от одностороннего нагревания его солнечными лучами и накрывать чехлом при переходе от одной станции к другой;

— заблаговременно, до начала работы (до 0.5 ч.) вынести нивелир из помещения для того, чтобы он принял температуру воздуха (поставить под зонтом).

2.3.2 Ошибка в превышении, вызванная неправильным ходом фокусирующей линзы.

Угол «i» может измениться при изменении фокусировки (перефокусировка) трубы, если S₁S₂. В этом случае ошибка в отсчетах по задней и переднейрейкам будет определяться формулами (2.20)

Приняв , где i — изменение угла i от перефокусировки трубы, получим

или

 (2.24)

тогда превышение по ходу

 (2.25)

Так как величина i при производстве нивелирования неизвестна, то для ослабления влияния ошибки из-за неправильного хода фокусирующей линзы рекомендуется:

— обеспечивать нравенство расстояний от нивелира до реек согласно требований инструкций, т,к. при длине луча 75 м и неравенстве расстояний (плеч) 2 — 5 м. глубина изображения зрительной трубы обеспечивает взятие отсчетов по рейкам без изменения фокусировки трубы;

— при нивелировании в горной местности, где расстояния от нивелиров до реек могут быть уменьшены до 10 — 20 м. необходимо подобрать такую фокусировку (в ущерб резкости изображения), чтобы отсчеты можно было взять без изменения фокусировки трубы. Целесообразно более строго выдерживать равенство расстояний от нивелира до реек.

2.3.3 Ошибка в отсчете по рейке за счет недостаточной разрешающей способности зрительной трубы.

Эта ошибка может быть подсчитана по формуле

 (2.26)

где S — расстояние от нивелира до рейки; Г — увеличение трубы.

При S = 75 м, Г = 30^х

 мм.

Эта ошибка не исключается, она учитывается при предрасчете точности нивелирования.

Не рекомендуется применение нивелиров с малым увеличением трубы.

2.3.4 Ошибка из-за наклона реек.

Рис. 2. 6 – Влияние наклона реек на отсчеті по рейкам

Невертикальность рейки, стоящей на костыле всегда приводит к увеличению отсчета по ней и превышение будет получаться с систематической ошибкой (рис.2.6).

Если a и b при их наклонном положении на углы ₁ и ₂, то безошибочное превышение может быть вычислено по величинам a_u и b_u

,

где истинные отсчеты отсчеты по рейкам вычисляются по формулам

Отсчет по задней рейке будет искажен на величину

по малости  … тогда

, (2.27)

аналогично получается

 (2.28)

Так как.  и  то , но с учетом формул (27) и (28)

,

считая что ₁ = ₂ получим

Сумма превышений по секции равна

. (2.29)

Отсюда видно, что ошибка пропорциональна h и ². Особое внимание на нее надо обращать в горной местности. При установке рейки на глаз значение «» в равнинной местности составляет 1^o — 2^o , а в гористой может достигать 5^o. При b = 1000 мм,  = 10’ b = 0.01 мм.

Такую величину можно не учитывать. Для уменьшения влияния этой ошибки рейки должны быть снабжены круглым уровнем с ценой деления 20 — 25’.

Перед работой необходимо производить поверку круглого уровня на рейке и предохранять его от случайных повреждений.

2.3.5 Ошибка из-за несовпадения нулевых делений реек с пятками (смещение пяток).

Нулевое деление (начало отсчета на рейке) каждой рейки должно совпадать с плоскостью пятки, которой рейка устанавливается на башмак при нивелировании. При изготовлении реек не всегда удается совместить нулевое деление с пяткой.

Если обозначить ₁ и ₂ смещение пяток первой ии второй реек соответственно, то как видно из рисунка 2.7 превышения на соседних станциях будут вычисленны по формулам:

, а

, (2.30)

т.е. сумма превышений двух соседних станций свободна от ошибки из-за несовпадения нулевых делений реек с пятками.

Рисунок 2.7 – Влияние смещения пяток реек на превышения

Для исключения ошибки рекомендуется:

— строго соблюдать чередование реек при прерходе от станции к станции;

— делать четное число станций в ходе (секции), т.е. на конечном репере должна стоять та рейка, которая стояла на начальном.

2.3.6 Влияние ошибок делений метровых интервалов

Рейка при нивелировании является рабочей мерой для определения превышения на станции и по всему ходу между реперами. Неправильная длина метровых интервалов будет вносить систематическую ошибку в определяемое превышение.

Фактическое значение длины 1 метра комплекта реек определяется при исследовании реек с помощью контрольного метра, или на специальном компараторе. Длину 1 м комплекта реек можно представить

l = 1 м  _м

где _м отклонение фактической длины 1 м от его номинального значения.

В вычисленное превышение по секции надо ввести поправку

. (2.31)

Например

h_изм = -35.064м, l = 1000.2 мм, т.е. _м = +0.2 мм

h_испр = -35.064 + 0.2 мм (-35.064) = -35.064м — 7.0мм = -35.071м

Для исключения влияния ошибок метровых интервалов рекомендуется:

— вводить поправку в превышение по секции за среднюю длину одного метра комплекта реек;

— определять длину одного метра комплекта реек в начале и в конце полевого сезона и не реже одного раза в месяц; а при работе в горных районах — через 10 — 15 дней.

Поправку на день нивелирования необходимо определять путем интерполирования в промежутке между двумя определениями.

2.3.7 Ошибка из-за изменения длины рейки.

Длина рейки может измениться от изменения температуры и влажности, а также за счет коробления рейки. Удлинение деревянной рейки за счет температуры и влажности воздуха может быть определено по формуле

 (2.32)

где  = 9 мкм,  = 6 мкм; t – температура; f — относительная влажность в процентах при нивелировании; t₀ и f₀ – температура и влажность, которым приводятся измерения.

Поправка в превышение за изменение длины рейки от температуры и влажности не вводится, т.к. считается, что рейки изготовленны из выдержанных сортов дерева с учетом требований ГОСТ.

При стреле прогиба рейки более 10 мм ее не следует применять при нивелировании, т.к. удлинение одного метра будет более 0.03 мм.

Для уменьшения влияния ошибок от удлинения реек рекомендуется:

— отбирать рейки без коробления, стрелы прогиба которых не превышает 10 мм;

— в процессе работы надо аккуратно обращаться с рейками, (не ставить очень наклонно к стенкам).

При хранении и перерывах в работе рейку ложить на ребро.