Обработка информации геодезических съёмок

                                                   Н_В = ГН – ,

т.е. высота точки, на которой стоит рейка, равна горизонту нивелира минус отсчет по рейке.

          Превышения, вычисляемые по формулам (h = i – ), (h = n – ), могут быть положительными и отрицательными, и при записи их обязательно сопровождают знаком плюс или минус.

          Чем меньше расстояние между нивелиром и рейкой, тем точнее отчет. Нормальным считается расстояние 50 м, недопустимым – более 150 м.

          Однако часто возникает необходимость определять превышения между точками при расстояниях в несколько сотен километров с большим числом станций, образующих нивелирные ходы и полигоны. Определив превышения, вычисляют высоту, например точки В(Н_В), зная высоту исходной точки А(Н_А), по формуле

                                       Н_В = Н_А +h_АВ = Н_А + ,

где n –  число станций (превышений). 
 
 
 

  4.2. Устройство нивелиров  различных классов  и модификаций

     Для определения отметок точек земной поверхности при проведении тонких съемок местности, строительных и геодезических  работ, выносе проектов в натуру по высоте применяют нивелиры.

     Нивелир – геодезический инструмент для  измерения превышений точек земной поверхности нивелирования, а также для задания направлений при монтажных и подобных работах.

     Наибольшее  распространение имеют оптико-механические нивелиры, снабженные зрительной трубой, при помощи которой проводят отсчет по рейке.

     Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня. В нивелирах с самоустанавливающейся линией визирования это происходит автоматически. Основные части нивелира: зрительная труба, цилиндрический уровень (или автоматический компенсатор) для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение и подставка.

     Нивелиры  бывают с уровнем (типов Н3, Н4, Н7), самоустанавливающейся линией визирования (НС3, НС4, НТС) и с компенсаторами (Н3К, 2Н10КЛ). Нивелиры типов Н3 и Н3К используют для определения отметок исходных реперов на площадке и точных разбивок сооружений по высоте, при нивелировании трасс значительного протяжения. Техническими нивелирами типов Н10 и 2Н10КЛ нивелирует площади и трассы, разбивают сооружения по высоте  и ежедневно контролируют строительные работы.

     Нивелир Н3 (рис.7) относится к точным нивелирам, предназначен для нивелирования III и IV классов, а также для инженерно-геодезических работ при изысканиях и в строительстве.

     Нивелир крепят к штативу с помощью  станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось  вращения нивелира устанавливают по круглому уровню 3 с помощью подъемных  винтов 1, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера) 7. Для приближенного наведения трубы на рейку служит мушка над объективом зрительной трубы нивелира, для точного - наводящий винт 6, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом 8. Винт кремальеры 4 служит для фокусировки трубы, а резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра 10. Перед каждым отсчетом по рейке визирную ось нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом 2.  

а)                                                                         б)

   

 

Рисунок 7. Точный нивелир Н3: 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 

 

     

     В современных геодезических работах  используются не только оптические, но и электронные и лазерные нивелиры. Цифровые технологии позволяют значительно расширить возможности нивелиров и области их применения. Электронные нивелиры являются многофункциональными геодезическими приборами с электронным запоминающим устройством и встроенным программным обеспечением для обработки полученных измерений. В электронных нивелирах отсчет производится автоматически по специальной штрих-кодовой рейке, штрихи различаются по всей ее длине, при этом производится многократное снятие отсчета, что значительно повышает надежность результата. Достаточно выполнить наведение на рейку, сфокусировать изображение и произвести взятие отчета нажатием клавиши. Прибор выполнит измерение и отобразит на экране полученное значение и расстояние до рейки. Применение электронных нивелиров позволяет исключить личные ошибки исполнителя и ускорить процесс измерений. Но в России единственной проблемой сдерживающей широкое использование этих приборов является отсутствие современных нормативных документов, регламентирующих их использование и описание технологий применения.

     Совершенно  другой подход выполнен в ротационных  лазерных нивелирах. В отличие от оптических и электронных, они не требуют от пользователя каких-либо навыков, значительно облегчают работу специалистов разного рода, в особенности строителей. Установленный внутри лазер генерирует луч определенной длины, который вращаясь, проецируется в воздухе или на любой плоскости. Прибор самостоятельно выравниваются относительно горизонта, позволяя получить максимально точные показания.

 

                            4.3  Журнал нивелирной съемки.

               Таблица 6 - журнал продольного нивелирования№11

№ станции	№ точки	Отсчет  по рейке			Превышение, мм		Среднее превышение, мм		Горизонт  инструмента, м	Условные  отметки, м
		задний	перед- ний	промежу- точный	+	-	+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Rp47  ПК0	1862 1929	729             798		1133  1131		+1 1132			26,000    27,133
2	ПК0  ПК1	1524 1475	1184 1135		340  340		+1 340			27,133    27,474
3	ПК1  +30 +60 +90 ПК2	1566 1500	615 547	1343 836 1158	951        953		+1 952		29,041	27,474  27,698 28,205 27,883  28,427
4	ПК2  Пр 11 Пр17 Лев 5 Лев 10 Лев23 ПК3	955 1060	1136 1243	980 55 900 2564 3781		181            183		+1 182	29,382	28,427  28,394 29,327 28,428 26,818 25,601  28,246
5	ПК3  Х	1785 1720	3921 3854			2136  2134		+1 2135		28,246    26,112
6	Х  ПК4	1272 1283	3875 3890			2603  2607		+1 2605		26,112    23,508
7	ПК4  +50 ПК5	2864 2793	986 913	2390	1878    1880		+1 1879		26,373	23,508  23,983  25,388
8	ПК  ПК6	1825 1720	1063 956		762  764		+1 763			25,388    26,152

             

               Обработка журнала продольного нивелирования.

1. Вычисляют превышение между пикетными и иксовыми точками.

Так как  пикетные точки нивелировали по способу „из середины”, то превышение (мм) между ними:

h = a – b,

где a – отсчет на заднюю рейку, мм;

      b – отсчет на переднюю рейку, мм.

В нашем  примере на станции №1 превышение между Rp47 и ПК0 по отсчетам, взятым по рабочим сторонам реек:

h = 1862 – 729 = 1133 мм,

а по отсчетам, взятым по дополнительным сторонам реек:

h = 1929 – 798 = 1131 мм.

Расхождение в полученных превышениях допускается не более 5мм.

Так как  в нашем примере расхождение  на станции №1 равно 2мм, то получилась допустимая разница.

Полученные  превышения записываются в графу 6, если положительные, а в том случае если задний отсчет меньше переднего - превышение   отрицательное записывают в графу 7 журнала.

В нашем  примере ПК3 и ПК4 нельзя было пронивелировать  с одной станции способом „из  середины” из-за большой крутизны ската и луч визирования проходил выше или ниже рейки. В таких случаях нивелируют по частям, используя иксовые точки.

Станция №5 взята между ПК3 и Х, а №6 взята между Х и ПК4.

Отметки иксовых точек вычисляют, так  же как и пикетные.

№2 1) h = 1524 – 1184 = 340 мм,

       2) h = 1475 – 1135 = 340 мм.

№3 1) h = 1566 – 615 = 951 мм,

       2) h = 1500 – 547 = 953 мм.

№4 1) h = 955 – 1136 = -181 мм,

       2) h = 1060 – 1243 = -183 мм.

№5 1) h = 1785 – 3921 = -2136 мм,

       2) h = 1720 – 3854 = -2134 мм.

№6 1) h = 1272 – 3875 = -2603 мм,

       2) h = 1283 – 3890 = -2607 мм.

№7 1) h = 2864 – 986 = 1878 мм,

       2) h = 2793 – 913 = 1880 мм.

№8 1) h = 1825 – 1063 = 762 мм,

       2) h = 1720 – 956 = 764 мм.

2. Контроль вычисления превышений.

Сущность  контроля заключается в следующем:

Разность между суммой всех задних отсчетов и суммой всех передних отсчетов должна быть равна удвоенной алгебраической сумме всех   превышений, для этого необходимо:

1. Найти сумму  всех задних отсчетов ∑а, то есть сложить все отсчеты в графе 3.

∑а = 27133 мм.

2.  Найти  сумму всех передних отсчетов  ∑b, то есть сложить все отсчеты в графе 4.

∑b = 26845 мм.

3. Вычислить разность между ними, ∑а - ∑b.

∑а - ∑b = 27133 – 26845 = 288 мм.

4. Сложить  все положительные средние превышения  ∑а₁ и все отрицательные ∑b₁ и найти сумму всех средних превышений.

∑а₁ = 5066 мм,  ∑b₁ = -4922 мм.

∑h_cр = 144 мм.

∑а - ∑b/2 = 288/2 = 144 мм.

Допускается расхождение ∑а, ∑b  и ∑а₁ ,  ∑b₁ на 2-3 мм за счет ошибок округленного значения h_cр. Следовательно, превышения между связующими точками вычислены правильно. Так контролируют каждую страницу журнала, поэтому контроль называют постраничным.

3. Вычисление невязки в превышениях и её распределение.

Полученная  сумма всех средних превышений должна быть равна разности отметок конечного и начального репера. В следствии ошибок в измерениях получается невязка, которая подсчитывается по формуле:

∆h = ∑h_cр – (Н_n – Н₁),

т.е. невязка  равна разности между суммами  средних превышений и отметок  конечного и начального репера.

Допустимость  невязки вычисляют по формуле:

h_доп. = 30 мм · √l,

h_доп. = 30 мм · √0,5 = 21 мм,

∆h = 144 – (26152 – 26000) = -8 мм.

Полученная  невязка -8 мм меньше допустимой 21 мм, следовательно, её можно распределить. Делают это  по возможности равными долями по всем превышениям, округляя до целых  миллиметров. Сумма всех поправок должна быть равна значению невязки, взятой с обратным знаком. Полученные поправки вписывают над каждым средним превышением со знаком, обратным знаку невязки. Для получения исправленных превышений к вычисленным превышениям прибавляют поправки.

4. Вычисления отметок пикетных и иксовых точек.

 по  формуле:

Н_n = Н_{n – 1} + h_cр,

т.е. отметка  следующей точки равна отметке  предыдущей точки  + исправленное превышение между ними.

Все отметки  необходимо выражать в метрах.