Геометрическое и тригонометрическое нивелирование

  1. Геометрическое нивелирование
  2. Тригонометрическое нивелирование
  3. Методики в нивелировании

Мероприятия по нивелированию заключаются в установлении высот пунктов поверхности Земли относительно пункта, являющегося начальным. В любой из ситуаций исходной может быть каждая точка, однако периодически за начальную точку принимают точку уровня моря. Нивелирование является одним из видов геодезических измерений, которые проводятся для формирования высотно-опорной геодезической сети, в том числе при топографической съемке.

Используется нивелирование также во время разработки проектов при строительных работах, в том числе при эксплуатировании различных инженерно-технических строений, железнодорожных путей, автомобильных трасс, шоссе и прочее. Итоги нивелирования, как правило, используются при научно-технических исследованиях в контексте познаний фигуры Земли, исследований уровня воды в океанических и морских просторах, а также при движении земной коры и прочих исследованиях. В соответствии с методиками осуществления данного процесса, нивелирование подразделяется на следующие виды:

  • Геометрическое нивелирование.
  • Тригонометрическое нивелирование.
  • Барометрическое нивелирование.
  • Механическое нивелирование.
  • Гидростатическое нивелирование.

В ситуациях исследования фигуры Земли, высоты точек её поверхности устанавливаются в отношении поверхности референц-эллипсоида, а не над уровнем моря. И в этом случае применяются методики астрономического либо астрономо-гравиметрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование

Определение 1
Геометрическое нивелирование является один из методов, в соответствии с которым возможно устанавливать превышение вертикально меж различными пунктами на территории либо некоторых конкретных строений. При данном процессе нивелирования применяются геодезические устройства, такие как теодолиты, тахеометры и прочие. Данным устройствам характерные конструктивные возможности визирования с наклоном.

Геометрическое нивелирование производится благодаря визированию горизонтальным лучом, в том числе отсчётом над поверхностью земли высоты визирного луча в её определённой точке по рейке, вертикально расположенной в данном пункте, с нанесёнными на ней разметкой.

Данный вид работ в геодезической науке является довольно популярным, и часто используется геодезистами. Геометрическое нивелирование осуществляется при помощи относительно несложных конструктивно нивелирных устройств III-го и IV-го классов. В том числе, нивелиров с пластиной плоско параллельного типа, и по точности I-го и II-го классов.

Специфической характеристикой нивелирных устройств является то, что визирная линия трубы во время функционирования принимает горизонтальное расположение.

Виды инженерно-технических исследований с целью проектирования касательно геометрического нивелирования базируются на установке превышений касательно визирного луча, заданного нивелирными устройствами. Точность нивелирных приборов является очень высокой, и составляет от 0,1 до 5 миллиметров, и зависит от классности нивелирного устройства.

Для всех классов нивелирования существует подробная инструкция, при помощи которой определяется способ проведения процесса нивелирования, в том числе, вид и перечень геодезических устройств. Точка установки нивелира определяется как станция.

Геометрическое и тригонометрическое нивелирование

С одной точки установки нивелира получаются отсчёты по поставленным в нескольких пунктах рейкам. Для расчёта отметок искомого пункта является вероятным метод расчёта через горизонт прибора. При нивелировании простого типа производится установка нивелирного устройства всего лишь один раз, а в том случае, если будет установка произведена несколько раз, тогда это нивелирование является сложным, и далее будут осуществляться определённые вычисления. Нивелирование подразделяется на:

  • Техническое нивелирование.
  • Классовое нивелирование нескольких уровней. Нивелирование бывает I, II, III и IV класса.

Применение определённого метода нивелирование находится в зависимости от планируемого получения точности измерений. Ходы нивелирования в ситуации I класса образовываются по длине железнодорожных и автомобильных путей в различных направленностях. В ситуации II класса, ходы обустраиваются по длине дорожного покрытия, а также вдоль речных водоёмов, в то же время, обнаруживается организация полигонов по контуру до 600 километров, которые опираются на точки нивелирования I класса.

Ходы нивелирования при III классе обустраиваются меж точками I и II класса. IV класс нивелирования технического вида используется для уплотнения нивелирной сетки в ситуации более высоких классов. Аналогичные сетки демонстрируют высотное основание для топографических съёмок при разработке карт и схем.

Тригонометрическое нивелирование

Определение 2
При тригонометрическом нивелировании превышение меж точками устанавливается по расстояниям меж точками и предварительно замеренным вертикальным углам. Речь идёт о нивелировании при помощи наклонного визирного луча.

Использование тригонометрического нивелирования производится при осуществлении топогеодезических деятельности на поверхности земли, а также при осуществлении маркшейдерских съёмок на горнодобывающих разработках, которые имеют уклоны более 8°.

Геометрическое и тригонометрическое нивелирование

Вторым наименованием тригонометрического нивелирования является геодезическое нивелирование. В том числе, его называют нивелирование наклонным лучом. Благодаря тригонометрическому нивелированию устанавливаются высоты точек полигонометрии и триангуляции.

Оно популярно при топографической съёмке, и предоставляет возможность определить разности высот двух в существенной степени удалённых один от друга пунктов, у которых присутствует оптическая видимость. В свою очередь, специалисты указывают на более малую точность данного нивелирования сравнительно с геометрическим нивелированием. Данная точность находится в зависимости от воздействия земной рефракции, которое сложно учесть.

Методики в нивелировании

Использование различных методик, которые касаются нивелирования в геодезии, вызвано попыткой найти метод ликвидации рефракции воздушной массы в условиях измерительных процессов в частности вертикально расположенных углов, а также приближения к максимуму точности производимых мероприятий.

Дополнительной проблемой при выполнении измерительных процессов, кроме влияния рефракции воздуха, является недостаточность информации касательно наклона отвесной линии в точках опорных сеток, где осуществляются измерения вершинных величин.

Замечание 1
Точное геодезическое нивелирование тригонометрического типа используется в ситуациях установления высотных координат государственных пунктов опорной сети. В роли определённых его компонентов являются горизонтальные положения, получаемые при триангуляции. Это раскрывает лишь высотные координаты, которые получаются в тригонометрических ходах.

В то же время по трудоёмкости тригонометрические методы являются более эффективные и экономически выгодные. Однако по качественности выполнения измерительных процессов, а именно по точности результатов, тригонометрические методы всё-таки проигрывают геометрическому нивелированию. В то же время, применению тригонометрического нивелирования на гористых территориях не существует альтернативных вариантов. И с применением инновационного инструментария и способов производства измерений существенно увеличивается точность окончательных итогов нивелирования.

Геометрическое и тригонометрическое нивелирование

На нынешний день вырисовываются следующие методик нивелирования:

  • Самое неточное – это одностороннее «вперёд». Его применение используется в топографических работах.
  • Нивелирование «со средины». Применяется геодезический тахометр. Его установка производится примерно в средине, меж пунктами исследования, и зависит от существующего промежутка меж данными пунктами. Минимальное расстояние 5 метров, а максимальное расстояние 15 метров.
  • Двустороннее нивелирование. Подчеркивают одновременное и неодновременное выполнение данного нивелирования. Одновременное нивелирование предусматривает выполнение параллельных измерительных мероприятий двумя нивелирующими устройствами. В свою очередь неодновременное нивелирование состоит в геодезических измерениях при переустановке нивелирного устройства на точках наблюдения в порядке, подобном трёх штативному методу.

Источник