Внешний осмотр и поверки нивелиров

 

Нивелир Н-05 предназначен для нивелирования I и II классов в государственных сетях, на геодинамических полигонах, при инженерно-геодезических работах. (Нивелир Н-05 Паспорт АФ3 801.043.ПС).
Высокоточный нивелир Н-05 разработан на базе нивелира Н-2.

Нивелир имеет апохроматическую зрительную трубу. Оптическая схема нивелира передает изображение концов пузырька цилиндрического контактного уровня, а также шкалы отсчетного устройства в поле зрения трубы.

Оптический клин позволяет регулировать величину угла i путем поворота его вокруг визирной оси трубы. Зрительная труба, контактный уровень с блоком призм, передающих изображения, помещены в теплозащитный кожух, благодаря чему изменения угла i при изменении температуры нивелира на 1°С не превышает 0,5".

 

Рисунок 7 – Нивелир Н-05

 

Средняя квадратическая погрешность превышения на 1 км двойного хода не более 0,5 мм.

Увеличение зрительной трубы 42,3х.

Диаметр свободного отверстия объектива 50 мм.

Угол поля зрения по вертикали не менее 55 мин.

Фокусное расстояние телеобъектива 406,07 мм.

Коэффициент дальномера 100%.

Наименьшее расстояние визирования без насадки не более 2 м, с насадкой 1 м.

Цена деления уровня при трубе на 2 мм, в сек. дуги 10.

Цена деления установочного уровня, на 2 мм, в мин. дуги 5.

Цена деления оптического микрометра 0,05 мм.

Число делений шкалы 110.

Масса нивелира 6 кг, укладочного ящика 5 кг.

 

 

Цифровой нивелир Trimble Dini – современный геодезический прибор, увеличивающий производительность работ, точность съемки - полностью заменит оптический прибор и даст Вам возможность работать даже в условиях недостаточной видимости.

Нивелирование и основные его принципы – это достаточно хорошо развитое направление, и ему в последнее время не свойственны глобальные изменения. На них не влияет даже происходящая сегодня техническая революция, которая заключается главным образом в появлении совершенно нового оборудования, отличающегося от всего ранее известного. И хотя на смену классическим оптическим нивелирам все чаще и уверенней приходит цифровой нивелир, его появление не изменило основные принципы в работе геодезистов.

Зрительная труба цифрового нивелира при визировании определяет по инварной рейке превышение одной точки по отношению к другой. Однако в случае цифрового прибора это действие осуществляется автоматически. Отсчет выводится на цифровой дисплей и сохраняется в журнале измерений. Полностью автоматический режим прибора позволяет исключить человеческий фактор и устранить связанные с ним погрешности.

Продукт американо-германского производства – цифровой нивелир Trimble Dini – превосходно позволяет продемонстрировать все преимущества современной техники при геодезических работах.

В первую очередь следует отметить, что этому прибору для выполнения измерения потребуется всего тридцатисантиметровый сегмент на штрих-кодовой рейке. При работе в полевых условиях, на пересеченной местности, при наличии закрывающей рейку растительности – это едва ли не основной показатель, который влечет за собой непременное сокращение времени измерений, а значит повышение производительности. Специалистами замечено, что возможность использования небольшого участка на рейке позволяет измерить с одной станции большее превышение, а это примерно на 20 % сокращает необходимое количество станций.

Немаловажен этот показатель и в условиях недостаточной видимости, когда приходится пользоваться подсветкой, например, в туннелях. Ведь никому не секрет, что 30 см шкалы на рейке осветить куда проще, чем всю шкалу.

Цифровой нивелир Trimble гарантирует точность и качество измерений благодаря наличию брендовой оптики от Carl Zeiss. Наличие большого графического дисплея и удобная клавиатура обеспечивают прибору прекрасный имидж удобного в пользовании оборудования. Прекрасный инструмент при работе на любых объектах, при решении любых задач. Ему доступно не только измерение высот, но и точное нивелирование поверхностей, не зависимо от их наклона, задание уклонов и требуемых продольных профилей, отслеживание деформаций и прочие геодезические измерения.

При кажущейся внешней хрупкости прибор достаточно прочен для полевых работ, защищен от пыли и влаги согласно стандарту IP55. Наличие автономной подсветки экрана и уровня позволяет работать ему даже в сумерках, что очень важно зимой, когда минимально короткий световой день.

Использование стандартных батарей обеспечивает автономную работу нивелира в течение трех дней без подзарядки и широкие возможности удобного задействования зарядного устройства. Современное цифровое автоматическое оборудование отличается простотой при эксплуатации. Не стал исключением и цифровой нивелир Trimble Dini. Точные отметки он определяет при нажатии одной клавиши, а информация с него легко переносится в компьютер при наличии обычного USB носителя.

Наименование	Dini 0.3 мм на км/ 0.7 мм на км
Точность:
Точная инварная рейка со штрих-кодовой разметкой	0,3 мм / 0,7 мм
Стандартная рейка со штрих-кодовой разметкой	1,0 мм / 1,3 мм
Визуальные измерения	1,5 мм / 2,0 мм
Измерение расстояний с расстояния визирования 20 м:
Точная инварная рейка со штрих-кодовой разметкой	20 мм / 25 мм
Стандартная рейка со штрих-кодовой разметкой	25 мм / 30 мм
Визуальные измерения	0,2 м / 0,3 мм
Дальность работы
Электронные измерения	1,5 м - 100 м
Визуальные измерения	От 1,3 м
Электронные измерения:
Дискрентность измерения высоты	0,01 мм - 0,0001 фт - 0,0001 дюйм / 0,1 мм - 0,001 фт - 0,001 дюйм
Дискрентность измерения расстояния	1 мм / 10 мм
Время измерений	3 сек / 2 сек
Горизонтальный круг	400 град и 360 градусов
Пыле- и влагозащищенность	IP55
Зрительная труба:
Диаметр входного зрачка	40 мм
Поле зрения	2,2 м на 100 м
Увеличение	32-кратное / 26-кратное
Компенсатор:
Диапазон работы	+-15'
Точность установки	+-0,2" / +-0,5"
Круглый уровень	8'/2 мм, с подсветкой
Внутренняя память	до 30 000 строк данных
Внешняя память	поддержка USB модулей флеш-памяти
Масса с батареей, кг	3,5

Рисунок 8 – Цифровые нивелиры

 

При внешнем осмотре Системы устанавливают:

- отсутствие на рабочих поверхностях следов коррозии, вмятин, забоин, механических повреждений, влияющих на эксплуатационные свойства;

- соответствие комплекта поставки, указанного в эксплуатационной документации (ЭД);

- четкость, контрастность изображения нитей сетки, отсчетных шкал, контуров пузырьков уровней.

 

При опробовании проверяют работоспособность Системы:

взаимодействие всех подвижных узлов Системы,

легкость и плавность их вращения, надежность фиксирования.

Источники питания из комплекта должны быть полностью заряжены. Устанавливают рейку перед нивелиром или на компаратор, приводят нивелир в горизонтальное (рабочее) положение по уровню так, чтобы один из подъемных винтов был расположен в направлении рейки, включают нивелир. После завершения загрузки программного обеспечения нивелира проводят измерение, затем изменяют вертикальное положение кодовой рейки, после чего снова проводят измерение - показания Системы должны измениться. Затем поднимают или опускают подъемный винт, направленный на рейку, на 1 или 2 оборота, после чего повторяют измерение - показания Системы не должны изменяться.

В процессе опробования проверяют кодовую рейку:

- прямолинейность шкаловой поверхности рейки (стрелку прогиба);
- перпендикулярность продольной оси шкалы рейки к плоскости пятки;

- перпендикулярность штрихов к продольной оси шкалы рейки;
- отклонение длины отдельных интервалов шкалы рейки от номинального значения.

 

Проверка установочного уровня нивелира

Установочный уровень нивелира проверяют следующим образом. Подъемными винтами пузырек уровня устанавливают в среднее положение и поворачивают верхнюю часть нивелира вокруг вертикальной оси на 180°. Пузырек уровня при этом не должен отклоняться от среднего положения.

 

Проверка правильности установки сетки зрительной трубы

Правильность установки вертикальной нити зрительной трубы проверяют следующим образом. Нивелир устанавливают в рабочее положение (положение нивелира, при котором пузырек установочного уровня находится в центре ампулы уровня). На расстоянии 10-15 м от нивелира помещают отвес и наводят вертикальную нить сетки нивелира на отвес. Отклонение любого конца вертикальной нити сетки от отвеса не должно быть более двойной толщины сетки нитей зрительной трубы.

 

Правильность установки горизонтальной нити (оси биссектора) зрительной трубы проверяют следующим образом (рисунок 7). Нивелир устанавливают в рабочее положение, наводят точку горизонтальной нити на штрих металлической линейки, подвешенной на расстоянии 5-10 м от нивелира. Вращая наводящий винт, перемещают трубу (поле зрения) нивелира в точку б, при этом отклонение горизонтальной нити от выбранного штриха линейки не должно превышать 0,1 мм. Продолжая вращать наводящий винт совмещают точки в или г с любым из штрихов линейки. В результате получают два значения в точках в и г по соответствующим штрихам линейки. Среднее значение должно отличаться от значения выбранного штриха в точке не более чем на ±0,1 мм.

Рисунок 9 - Поле зрения нивелира

Проверка правильности установки круглого уровня рейки

Правильность установки круглого уровня рейки проверяют с помощью нивелира следующим образом. Нивелир приводят в рабочее положение. Устанавливают рейку на расстоянии 40-50 м от нивелира так, чтобы ее ребро точно совпадало с вертикальной нитью сетки нивелира, пузырек уровня при этом должен находиться в среднем положении. Поворачивают рейку вокруг вертикальной оси на 90° так, чтобы ее ребро точно совпадало с вертикальной нитью сетки нивелира. Пузырек уровня при этом не должен отклоняться от среднего положения.

 

Определение (контроль) метрологических характеристик

Определение значения угла (оптическое нивелирование)

Угол нивелира определяют на ЭКПН.

Устанавливают нивелир на плите ЭКПН и приводят его в рабочее положение. По вертикальной шкале автоколлиматора определяют угол i, характеризующий главное геометрическое условие нивелира. При этом цену деления шкалы автоколлиматора увеличивают в два раза. Операцию повторяют три раза. Вычисляют угол как среднеарифметическое значение трех результатов и полученное значение заносят в протокол.

Значение угла должно быть не более 10".

 

Определение значения угла (электронное нивелирование)

Угол i определяют, нивелируя точки 3 и 4 (рисунок 8), установленные на расстоянии 40-60 м. Нивелир устанавливают по створу в точку 1 на расстоянии 3-5 м от точки 3 и снимают отсчеты l1 и l2 по кодовым рейкам, установленным в точках 3 и 4. Переносят нивелир в точку 2, удаленную от точки 4 на 3-5 м внутри створа между рейками, и по рейкам снимают отсчеты l1 ′ и l2′.

Рисунок 10 - Схема электронного нивелирования

Значение угла в угловых секундах вычисляют по формуле

 

, (9)

где S1 - расстояние между точками 1 и 3;

S2 - расстояние между точками 2 и 3;

ρ - мера одного радиана в угловых секундах.

Значение угла должно быть не более 10".

 

Определение коэффициента нитяного дальномера

Коэффициент нитяного дальномера определяют на ЭКПН. Нивелир устанавливают на плите ЭКПН. По шкале автоколлиматора определяют угловое расстояние Ав между верхней и средней дальномерными нитями, а затем расстояние Ан между нижней и средней дальномерными нитями.
Определяют удвоенную сумму С

 

. (10)

Переводят С значение в радианы по формуле

. (11)

Определяют коэффициент нитяного дальномера μ

 

. (12)

Коэффициент нитяного дальномера μ должен быть в диапазоне 100±1.

 

Определение СКП измерений расстояний с помощью нивелира по кодовой рейке

Устанавливают нивелир на штатив. Устанавливают кодовую рейку на расстоянии 25, 50, 75 и 100 м от нивелира и измеряют расстояние с помощью рулетки. Это же расстояние не менее четырех раз измеряют с помощью нивелира.

СКП измерений расстояний определяют по формуле

 

, (13)

 

Результаты измерений считают положительными, если значения СКП измерений расстояний находятся в диапазоне, указанном в ЭД.

 

Проверка смещения визирной оси при перефокусировке зрительной трубы

Проверку смещения визирной оси при перефокусировке зрительной трубы проводят с помощью зрительной трубы с фокусным расстоянием 1600 мм (1000 мм) или длиннофокусного коллиматора, имитирующего разноудаленные цели.

Нивелир устанавливают в рабочее положение напротив зрительной трубы по одной оси и фокусируют их на бесконечность. Подсвечивая сетку зрительной трубы, совмещают горизонтальные нити сетки нивелира и сетки зрительной трубы. Меняют фокусировку зрительной трубы. Нивелир фокусируют на новое положение сетки зрительной трубы. Расхождение горизонтальных нитей характеризует смещение визирной оси нивелира при перефокусировке. Нивелир фокусируют не менее шести раз во всем диапазоне визирования (от бесконечности до минимального расстояния визирования) в прямом и обратном направлениях. Смещение визирной оси при перефокусировке должно быть не более тройной ширины нити сетки нивелира.

 

Определение СКП измерений превышения на 1 км двойного нивелирного хода

СКП измерений превышений на 1 км двойного нивелирного хода определяют на высотном стенде.

Полевой стенд для поверки нивелиров включает в себя нивелирную сеть, образующую на местности фигуру в виде прямоугольника с размерами сторон 100 м и 30 м, вершины которого закреплены реперами. На каждом репере неподвижно и вертикально устанавливают нивелирные станции. Станцию II (рисунок 9) располагают в центре фигуры, станции I и III - на продольной оси на расстоянии примерно 10 м по обе стороны от станции II. Станции IV и V (рисунок 10) располагают на расстоянии примерно 50 м по обе стороны от станции II.

 

Рисунок 11 - Станция II

 

Рисунок 12 - Станции IV и V

 

Со станций I, II, III и станций II, IV, V прокладывают два замкнутых нивелирных хода, нивелируя точки в последовательности 1-2-3-4-1, набирая прямой ход длиной около 1 км.

Затем в обратных ходах осуществляют нивелирование точек в последовательности 1-4-3-2-1.

После прокладывания нивелирных ходов получают невязки в прямом fпр и в fобр обратном ходах и по формуле (10) вычисляют среднеквадратическую погрешность измерений превышений на 1 км двойного хода. Под невязкой хода понимают отклонение измеренной нивелиром суммы превышений от теоретического значения, равного нулю.
Значение m _км вычисляют по формуле

 

, (14)

Результаты считают удовлетворительными, если выполнено условие

 

,

где m _км - допускаемая среднеквадратическая погрешность измерений на 1 км двойного хода.

СКП измерений превышений на 1 км двойного нивелирного хода должно быть не более значения, указанного в ЭД.

Определение средней длины метровых интервалов у кодовых реек (далее - масштаб рейки) при перемещении рейки на УПС.

Масштаб рейки определяют как среднеарифметическое значение всех измерений, приведенных к 1 мм. Масштаб рейки I1, мм, вычисляют по формуле
, (15)

где Nl - номинальное количество метровых интервалов на рейке.

Среднюю длину метровых интервалов определяют путем перемещения рейки в вертикальное положение три раза точно на длину КМД. После каждого перемещения по нивелиру в режиме наиболее точных измерений проводят серию измерений длины, причем для каждой установки берут среднее значение не менее чем 10 отсчетов по дисплею.

 

Полевые измерения

Рисунок 13 – Схема нивелирного хода

Ведомость превышений и высот пунктов нивелирования II класса

 

№ секции	Расстояние между знаками, км	Среднее превышение, м	Высоты над уровнем моря, м
вперед
	0,423	-0,096	700,000 699,904
	0,444	0,094	699,998
		∑ = -0.002	Нк-Нн=-0,002
Назад
	0,445	-0,101	700,000 699,899
	0,444	0,096	699,995
		∑ = -0.005	Нк-Нн=-0,005

Заключение

В данном отчете о прохождении геодезической практики мною рассмотрены и изучены следующие вопросы в области высшей геодезии:

1) Поверки высокоточных теодолитов, тахеометров и нивелиров. Компарирование мерных лент и рулеток.

2) Создание государственной геодезической сети.

3) Создание высотной сети из нивелирования II класса.

4) Вопросы охраны труда и техники безопасности на производстве.

Список литературы

1. Маслов А.В., Горедев А.В., Батраков Ю.Г. Геодезия. Учеб. пособие для вузов. Изд. 4 перераб. и доп. – М.: Недра, 1980, 616 с.

2. Баканова В.В., Блудова И.М., Павлова Г.К. Практикум по геодезии. – М.: Недра, 1973, 368 с.

3. Болотов П.А. Практикум по основным геодезическим работам./ Болотов П.А., Шубин С.В., Рейман И.А. //М., «Недра», 1977. 336 с.

4. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV/ Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР// М., «Недра», 1990, 167 с.

5. Инструкция по построению государственной геодезической сети СССР/ Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР// М., «Недра», 1966, 341 с.