Понятие о физическом, механическом, стереофотограмметрическом и спутниковом нивелировании

1. Барометрическое нивелирование - вид физического нивелирования.

Основано на уменьшении атмосферного давления с высотой приблизительно на 1 мм ртутного столба при измерении высоты на 11 метров.

Для измерения давления применяют микробарометры, обеспечивающие точность измерения давления 0, 01 - 0, 05 мбар.

1 гПа=1 мбар=0, 750 мм рт. ст.

При нивелировании на точках измеряют температуру и давление. Дополнительно измерения выполняют на временной барометрической станции, на которой определяют поправки за изменение во времени атмосферного давления и температуры.

Превышение вычисляют по формуле

где e - ступень высоты, которая выбирается из таблиц или вычисляется по формулам разной степени строгости;

p1, p2 - давления в определяемых точках.

Точность нивелирования:

- в равнинных районах около 0, 3 м;

- в районах с перепадами высот до 500 м около 0, 5 - 1, 0 м;

- в районах с перепадами высот до 2000 м около 2 - 2, 5 м.

2. Гидростатическое нивелирование - вид физического нивелирования

Основано на уравнивании горизонтов жидкости в двух сообщающихся сосудах.

Наиболее простой прибор для нивелирования - шланговый нивелир, состоящий из 2-х стеклянных трубок с миллиметровыми делениями, соединённых между собой шлангом. Превышение вычисляют по формуле

Для фиксации уровня жидкости применяют разные сложные устройства.

Точность нивелирования при этом может достигать 0, 03 -0, 1 мм

3. Аэронивелирование - вид физического нивелирования.

Оно ведётся с самолёта и основано на непрерывной записи высоты полёта над пролетаемыми участками местности с помощью радио- или лазерного высотомера. Ещё ведётся запись показаний барометра, с помощью которого учитывают изменение высоты полёта над уровнем моря.

По показаниям свето- или радиовысотомера с учётом барометрической поправки строят вертикальный профиль маршрута, по которому пролетал самолёт.

4. Механическое нивелирование

Для механического нивелирования изготовляют специальные приборы, сохраняющие направление отвесной линии в движении и реагирующие на вертикальные смещения относительно отвесной линии. Прибор устанавливается на автомашине и непрерывно вычисляет интеграл

,

где n - угол наклона продольной оси автомашины; ds - элемент пройденного пути, измеряемый спидометром (от колеса).

В качестве указателя направления отвесной линии может быть или гироскоп (быстровращающийся ротор двигателя) или маятник с демпфером, компенсирующим горизонтальные ускорения движения машины.

5. Стереофотограмметрическое нивелирование

В этом виде нивелировании фотографируют одну и ту же местность (с земли или с воздуха) с двух различных точек. По полученным снимкам создают стереомодель местности, по которой можно определять все 3 пространственные координаты точек, включая и высоту.

6. Спутниковое нивелирование

Основано на определении координат точек местности спутниковыми навигационными системами GPS и ГЛОНАСС. Здесь тоже обычно определяют все 3 пространственные координаты, в том числе и высоту. Точность высоты обычно в несколько раз ниже точности плановых координат и может достигать несколько сантиметров.

7. Микронивелирование

Микронивелир предназначен для высокоточного нивелирования (0, 01 – 0, 02 мм) при коротких расстояниях (900 – 1200 мм) между точками

1 – цилиндрический уровень с ценой деления 2 - 10²;
2 – поперечный уровень с ценой деления 30 - 60²;
3 - шкала индикатора с делениями; 4 – штанга;
5 – шток-опора; 6 – зажимные винты;
7 – подъёмный винт; 8 - ролики