Влияние кривизны Земли и рефракции на

Результаты нивелирования

 

Рис. 8.3.1. Схема влияния кривизны Земли и рефракции на определение превышений

 

Если бы визирный луч нивелира совпадал с кривой, параллельной уровней поверхности (рис. 8.3.1.), то превышение точки B над точкой А было бы равно разности отсчетов по рейкам, т. е.

. (8.3.1.)

Но визирный луч идет по прямой касательной к этой кривой, и в отсчеты по рейкам войдут поправки a ₁ a ₂ и b ₁ b ₂ за кривизну Земли. В действительности визирный луч нивелира вследствие неоднородности воздушной среды пойдет не по прямой, а по кривой, обращенной вогнутостью к уровенной поверхности, и уменьшит эти поправки на а ₂ а ₃ и b ₂ b ₃ за рефракцию. Разности a ₁ a ₂ – a ₂ a ₃ = a ₁ a ₃, и b ₁ b ₂ – b ₂ b ₃= b₁b₃ выражают суммарное влияние кривизны Земли и рефракции.

Влияние кривизны Земли

, (8.3.2.)

где d – расстояние от нивелира до рейки; R – радиус Земли, равный 6371 км. Среднее значение поправки за рефракцию обычно принимается или .

Общая поправка за кривизну Земли и рефракцию будет

(8.3.4.)

или

. (8.3.5.)

Числовые значения этой поправки приведены в таблице:

d, м
f, мм	0,2	0,7	1,5	2,6	6,0	10,5

При равных расстояниях от нивелира до реек влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования исключаются.

 

Нивелиры и их устройство

 

Оптический нивелир – это прибор, предназначенный для определения превышения одной точки над другой. Оптические нивелиры – самые распространенные геодезические приборы, они применяются при строительстве различных объектов, сооружений и монтаже оборудования. Нивелиры подразделяются на уровневые (рис. 8.4.1.) с цилиндрическим уровнем при трубе (без компенсатора) и с компенсатором (рис. 8.4.3.), с помощью которого визирная ось зрительной трубы приводится в горизонтальное положение автоматически при небольших наклонах самого нивелира. Если нивелир оснащен компенсатором, то в обозначении отечественного нивелира после второй цифры добавляется буква К.

По способу успокоения колебаний компенсатора они подразделяются на нивелиры с воздушным демпфером или с магнитным.

Если после буквы К стоит буква Л это указывает на наличие горизонтального лимба у данного нивелира.

По точности нивелиры разделяются на следующие три типа:

· Н-05 – высокоточные, для нивелирования I и II классов;

· Н-3 – точные, для нивелирования III и IV классов;

· Н-10 – технические, предназначенные для инженерно-технических работ.

Цифра в названии отечественных нивелиров указывает на допустимую среднюю квадратичную погрешность измерения превышения на 1 км двойного нивелирного хода. В названиях нивелиров зарубежного производства, как правило, цифры указывают на кратность увеличения. Буквенные обозначения у зарубежных нивелиров не содержит технических значений. Все подробности о технических характеристиках этих приборов необходимо искать в паспорте на прибор.

Пример: нивелир 3Н-3КЛ – третья модификация нивелира – три миллиметра точность, компенсаторный, с лимбом.

В настоящее время для технического нивелирования применяются точные нивелиры Н-3 (рис. 8.4.2.) и Н-3К, Н-3Л, Н-3КЛ, технические Н-10, Н-10К; Н-10Л, Н-10КЛ, а также лазерные нивелиры.

Рис. 8.4.1. Принципиальная схема уровневого глухого нивелира с элевационным винтом: 1 – зрительная труба; 2 – объектив; 3 – сетка нитей; 4 – окуляр; 5 – визирный луч; 6 – ось уровня; 7 – уровень; 8 – горизонтальная ось; 9 – элевационный винт; 10 – контрпружина элевационного винта; 11 – вертикальная ось; 12 – трегер с подъёмными винтами.

Рис. 8.4.2. Внешний вид нивелира Н – 3

1 – зрительная труба; 2 – цилиндрический уровень при трубе;
3 – элевационный винт; 4 – установочный круглый уровень (на рисунке не показан); 5, 6 – закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения; 7 – ось; 8 – подставка с тремя подъемными винтами.

 

Части нивелира имеют следующее назначение. Круглый уровень служит для приближенной установки оси нивелира в отвесное положение. Элевационный винт служит для точной установки визирной оси нивелира в горизонтальное положение. В коробке цилиндрического уровня, сверху над уровнем, расположена система оптических призм, с помощью которых изображение концов пузырька уровня передается в поле зрения трубы. Установка пузырька уровня на нуль-пункт достигается путем совмещения изображений концов его половинок вращением элевационного винта.