Назначение и виды нивелирования.

Нивелирование - это совокупность геодезических измерений для получения высот точек земной поверхности или превышений. При нивелировании сначала определяют превышения h одной точки над другой. Затем, обработав полученные результаты, находят высоты H этих точек, начиная от точки, высота которой известна относительно принятой уровенной (т.е. начальной) поверхности.

Результаты нивелирования используются для составления топографических планов, при инженерных изысканиях, строительстве и эксплуатации различных сооружений.

В зависимости от метода определения превышения и применяемых при этом приборов различают следующие виды нивелирования:

1. Геометрическое;

2. Тригонометрическое;

3. Физическое.

Наибольшее распространение в геодезии получил метод геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование.

Выполняется горизонтальным визирным лучом с помощью нивелира. Превышение одной точки над другой определяется непосредственно из отсчётов, которые берутся по рейкам с помощью горизонтального луча зрения.

Геометрическое нивелирование в зависимости от преследуемой цели делится на две категории. К первой категории относится геометрическое нивелирование, которое выполняется с целью получения системы опорных высотных пунктов I, II, III и IV классов. Нивелирование первой категории называется государственным.

Геометрическое нивелирование второй категории производится для нужд строительства и инженерных изысканий. Оно называется техническим нивелированием.

В результате государственного нивелирования получают сеть марок и реперов, расположенных на территории страны по определённому плану. Марки и реперы служат исходными точками для технического нивелирования.

Для производства геометрического нивелирования необходимы специальные инструменты - нивелиры и нивелирные рейки.

Тригонометрическое нивелирование выполняется наклонным визирным лучом с помощью теодолита. Здесь превышения точек определяются путём вычислений по формулам тригонометрии, исходя из расстояния между точками и угла наклона визирного луча к горизонту.

Рис. 2

Тригонометрическое нивелирование называется также геодезическим, оно применяется для создания высотного съемочного обоснования при составлении топографических карт. Тригонометрическое нивелирование может производиться любым геодезическим прибором, предназначенным для измерения вертикальных углов.

При физическом нивелировании превышения точек получаются с помощью физических приборов (баронивелира, гидростата, радиовысотомера и др.).

В основе гидростатического нивелирования лежит свойство свободной поверхности: жидкости в сообщающихся сосудах всегда находятся на одном уровне.

При барометрическом нивелировании применяется баронивелир, прибор, устройство которого основано на зависимости высоты точки и измеренного на ней атмосферного давления. Барометрическое нивелирование применялось для высотного обоснования при создании топографических карт мелкого масштаба, применяется при географических исследованиях и различного рода рекогносцировках.

Геометрическое нивелирование выполняется горизонтальным лучом с помощью геодезического прибора нивелира и реек, линейных мерах, устанавливаемых на точки отвесно. Превышение одной точки над другой определяется непосредственно из отсчётов, которые берутся по рейкам с помощью горизонтального луча зрения (визирного луча). Существует два способа геометрического нивелирования:

«нивелирование из середины» заключается в том, что на закрепленные точки, между которыми определяется превышение, отвесно устанавливаются рейки. На равном расстоянии от реек устанавливают нивелир. При обязательном условии горизонтальности визирного луча берут отсчеты по задней рейке, а затем и по передней.

Рис. 3

Из чертежа следует, что h = a – b, где a – отсчет по задней рейке, b – отсчет по передней рейке.

«Нивелирование вперед» заключается в том, что на одну из закрепленных точек, между которыми определяется превышение, устанавливают нивелир, а на другую рейку. При обязательном условии горизонтальности визирного луча берут отсчет по рейке b и измеряют с помощью рулетки или рейки высоту инструмента i (высоту визирного луча над точкой A).

Рис. 4

Из чертежа следует, что превышение h = i – b, где i – высота инструмента, b – отсчет по рейке

Если для определения превышения между двумя точками, требуется определение превышений между промежуточными точками (дополнительные постановки прибора), такое нивелирование называется сложным, а искомое превышение определяется, как сумма всех промежуточных превышений

Рис. 5

h_AB = h = a - b.