Сущность геометрического нивелирования.

Сущность геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование-метод определения разности высот точек посредством горизонт.луча нивелира.Луч снимает отсчет по рейкам,поставленным отвесно в точка,в которых определяют превышение.

Разность высот .При геометрич.нивелировании расстояние от нивелира до реек до100м,иногда больше.

Рефракция-преломление световых лучей в земной атмосфере из-за различной плотности воздуха.

Угол земного преломления .Нивелирование из середины при равных расстояниях до реек.Ошибка отсчета по рейке(рейки отвесны) .Исходя из формулы можем утверждать,что нивелирование из середины при равных расстояниях от нивел.до реек значительно ослабляет влияние ошибок,вызванных кривизной земли,наклоном визирного луча и рефракцией.

 

Эквивалентная замена.

Имеем нивелирную сеть с 2 узловыми точками.

,где ,

Вес точки Е выразим .Эквивалентным наз.нивелирный ход,воображаемый,который заменяет 2 хода.Высота репера F,по ходам 1,2+3;4;5 будет

С весами

Из 3х измерений определим наиболее надежное

Поправки в превышения в хода поправку распределим по ходам 1,2 и 3

Окончательная высота точки Е Поправки на ходы 1 и 2 получим,как Вес узловой точки F равен ,а вес точки Е

 

Где

 

 

Нивелирные рейки поверки и исследования.

По Госту установлено 3 типа реек:РН05,РН3,РН10.Здесь 0,5;3;10-ско на 1 км хода в мм.При нивелировании III и IV классов применяют рейки РН3 двухсторонние.Одна стор.черная-белая,другая-красная-белая.в сантиметрах.В комплекте 2 рейки.Отсчет между рейками будет отличаться на 100мм,что позволит контролировать работу на станции.Рейки устанавливают на башмаки и костыли, чтобы обеспечить устойчивость.

Поверки:1.условия.(проводят перед началом работ):ось круглого уровня должна быть параллельна оси рейки

Выполнение:На кронштейн,укрепленный на боковой стороне рейки подвешивают отвес и устанавливают рейку.Если пузырек уровня отклонится от центра ампулы,то исправит. винтами совместить его с центром ампулы.

Перед началом и после окончания полевых работ производят исследование реек и выясняют:а)случайные ошибки дециметр.делений(С помощью контрольной линейки,совмещая и отсчитывая по метру на рейке(допуск.0,10мм) Случ ошибки дециметровых и метровых интервалов реек для нив III кл <0,5мм,для IV кл <1мм б)сред.длину метра комплекта реек.Определение стрелки прогиба рейки

 

Уравнивание нив. сети способом Попова

Способ полигонов сводится к последовательному распределения невязок. Распределение способом последовательных приближений. Распределив невязку в одном полигоне переходят в следующий.После n количества приближений заканчиваем распределение невязок, когда они станут равными 0.

1.Посчитам кол-во полигонов r =n-k,где n- все измерения, k-число неизвестных.Посчитали невязки по полигона и красные числа

2.Сделали схематический чертеж полигонаНачинаем распределять невязку с полигона,где она наибольшая.(умножаем её на красные числа).3.Когда невязки полигонов станут равными 0,считаем суммы поправок по каждому ходу.Правило:поправка в сумме превышений хода,принадлежащая 2 смежным сторонам получается как алгебраическая суммачисел внутренней и внешней табличек,при это сумма поправок внешней таблички берется с обратным знаком.Оценка точности полевых измерений

СКО единицы веса ,где к-узловые точки СКО определяемой точки

 

5.Классификация нивелиров:

1)высокоточные-превышения со средне квадрат.ошибкой(ско) не более 0,5мм на 1км двойного хода. 2)точные-ско не более 10мм на 1км дв.хода 3)технич.-не более 10мм.Для нив 3 и 4 кл используют точные нив-ры Н-3 с уровнями и компенсаторами.Основные параметры(Н-3):ско прев. на станции не бол.2мм при расст. От нив до реек 100м;увел зрит трубы ;min расст визир. 2м;коэффициент нитяного дальномера 100 %;масса не бол 3кг;цена деления уровней на 2мм дуги:установочный 10”±2’ уровень при трубе 15”±1,5”

 

 

Цифровые нивелиры

С развитием электроники появились цифровые нивелиры.

Цифровые нивелиры NA 2002 и NA 3000 являются нивелирами компенсаторного типа, поэтому они относятся к категории автоматических нивелиров. В отличии от оптико-механических нивелиров измерение обрабатывается электронным способом, поэтому оператор может работать быстрее, затрачивая меньше усилий.

Другим преимуществом такой системы является простота функционирования, отсутствие погрешностей считывания и записи, автоматическое вычисление высоты во время измерения и регистрация данных.

WILD NA 2002-приемник цифрового нивелира NA 2000

Стандартное отклонение находится в пределах 1,5 мм (при обычной рейке) и 0,9 мм (с инварной рейкой) на 1 км нивелирования с двойным наблюдением.

WILD NA 3000-цифровой нивелир

На 1 км нивелирования с двойным наблюдением- 0,4 мм.

Принцип измерения цифровым нивелиром основан на обработке закординированного сигнала измерения. На основании измеренного сигнала(полученного с рейки через объектив) микропроцессор вычисляет показания рейки и соответствующее горизонтальное расстояние между рейкой и нивелиром.

 

Предварительные вычисления при выполнении геометрического нивелирования III класса.

Контроль материалов исследования и вычислительная обработка полевых жур­налов. Работу начинают с полной и тщательной проверки всех вычислений при исследовании нивелира и реек, а также проверки всех записей и вычислений на станции. Хотя в вычис­лениях на станции имеется достаточно контролей, однако в про­цессе полевой работы могут быть допущены просчеты и промахи.

Для контроля выполненных в поле вычислений на станциях в нивелирных журналах производят постраничные кон­трольные вычисления, или постраничный контроль.

В журнале нивелирования III класса (см. табл. 3) внизу каждой страницы вычисляют:сумму разностей отсчетов по дальномерным нитям по задней и передней рейкам (20) = 2 (9) и (21) = 2 (10);сумму контрольных превышений (22) = 2 {(11) + (12)}, ко­торую делят пополам и получают (27) — контрольное превышение на странице;сумму отсчетов по задней рейке по черной и красной сторонам (23) = 2 {(1) + (8)};сумму превышений (25) = 2 {(14) + (15)};сумму средних превышений (26) = 2 (19).

При отсутствии просчетов должны выполняться следующие равенства: (28) = (23) - (24) = (25) и (29) = -^ (25) = (26) при четном числе штативов на странице; при нечетном числе штати­вов на странице к сумме (25) следует прибавить разность нулей красных сторон пары реек d_н с тем знаком, какой она имела на последнем штативе.

Сумма контрольных превышений (27) не должна выходить за пределы суммы средних превышений (26) ± 3n, где п — число станций на странице.

По окончании постраничного контроля по каждой секции ни­велирного хода производят также контрольные вычисления. Для этого в нивелирном журнале в конце секции суммируют резуль­таты контрольных вычислений каждой страницы (табл. 5). При этом должны иметь место следующие равенства.

(30)= и

По величинам Σ(20) и Σ (21) подсчитывают длину секции (32)

где К- коэффициент дальномера.

Здесь же указывают число штативов (станций) по секции п (33).

Заканчивают подсчеты по секции вычислением исправлен­ного за длину среднего метра реек превышения.

Поправку в превышение за длину среднего метра пары реек определяют по результатам исследования реек перед началом работ и после их окончания. При этом поправочный коэффициент одного метра пары реек а„ вычисляют на день производства ни­велирования. Его величину подсчитывают из выражения

где σ_мі и σ_Мк,— поправочный коэффициент, определенный перед началом и после окончания работ; Ni — число дней, прошедших между моментами определения поправочного коэффициента; N_i — число дней, прошедших от момента определения поправочного коэффициента в начале сезона до момента определения превы­шения.

Поправку в превышение за длину среднего метра (35) полу­чают, умножив о„. на величину превышения,

Исправленное превышение (36) определяют, прибавив б/г к измеренному превышению.

Заканчивают контрольные вычисления по секции выпиской исправленного превышения (37) в метрах.

В журнале нивелирования IV класса постраничный контроль состоит в вычислении (табл. 4):

Таблица 6

 

 

Поверка оптического центра

Визирная ось зрительной трубы оптического центрира должна совпадать с осью его вращения. Устанавливаем центрир на штативе и приводим ось вращения в отвесное положение. Отмечаем на листе бумаги, подложенном под штатив, проекцию середины оптического центрира. Затем медленно начинаем вращать центрир вокруг вертикальной оси и наблюдаем за изображением точки. В процессе вращения изображение точки не смещается с центра. Допуск: смещение не более чем три ширины линии окружности сетки.

Требования, предъявляемые к полигонометрии сгущения 4 класса, 1 и 2 разрядов.

Полигонометрия прокладывается в виде отдельных ходов или сетей. Ходы должны быть по возможности вытянутыми и опираться на два пункта и два дирекционных угла высших классов.

Отдельный ход полигонометрии дожжен опираться на два исходных пункта, на каждом из которых передают дирекционный угол, как правило двух, с двух сторон триангуляции или полигонометрии высшего класса или разряда. При отсутствии твердых дирекц. Углов на исходные пункты их определяют из астрономических наблюдений. Проложение замкнутых ходов, опирающихся на один исходный пункт и дирекционные углы на нем, и висячих ходов не допускается т. К. измеренные углы должны иметь обязательный контроль.

Расхождения между значениями измеренного и исходного угла на примычном пункте не должны превышать: 4- класса 6''; 1 – разряда 10” 2 – разряда 20”

Пункты полигонометрии закрепляются на местности центрами в соответствии с требованиями плотности. Обязательно закрепляются узловые точки.

Если прокладывать хода параллельно руг другу, то расстояние между ними должно быть не менее 2,5 км. 4 классе И 1,5 км. В 1 разряде.

 

 

31 Определение средней квадратическои погрешности совмеще­ния концов изображений штрихов горизонтального круга.

Дли проведения исследования при произвольной установке лимба (например черсз 15*) производят по два совмещении изобра­жений штрихов и при каждом берут и записывают отсчеты по шкале микрометра в журнал (табл, 23, графы 1, 2 и 3). При этом рекомендуете л соблюдать следующие условия: тщательно уста­новить окуляр микроскопа и о глазу наблюдателя; хорошо отре­гулировать освещение; заканчивать совмещения концов штрихов верхнего и нижнего изображений вращением рукоятки микро­метра только по ходу часовой стрелки (на ввинчивание).

По полученным отсчетам при совмещениях находят разности ост и d= I—II, по которым и производят вычисление среднеквадратической погрешности одного совмещения концов изображений штрихол.горизонтального круга

где п — число установок.

У теодолитов Т2 и 2Т2 величина m для горизонтального круга ее должна превышать 0,5".*

Пример па вычисление среднеквадратической погрешности совмещения изображений штрихов горизонтального круга при­веден в табл. 23.

Значения разностей <*, полученных на различных установках

лимба, не должны превышать величины 2то |/2, в прототипам слу­чае наблюдения следует проверить-

При наличии в разностях d систематического влияния, вычис­ляют среднюю» величину остаточной систематической погрешности которую вычисляют по формуле

 

 

 

Устройство теодолита 3т2кп

1- боковая крышка;

2- рукоятка микрометра; 3,5 - закрепительные винты; 4, 6 - наводящие винты;

1, 10 - котировочный винт уровня;

8, 9 - уровни при алидаде горизонтального

круга

11 - окуляр микроскопа;

12 - окуляр зрительной трубы;

13 - колпачок;

14 - штекерное гнездо;

15 - кремальера;

16 - флажок отражателя;

17 - горизонтальная ось;

18 - коллиматорный визир;

19 - зрительная труба.

Рис.2

1 -ручка;

2 - клиновое кольцо;

3 - боковая крышка;

4 - упор;

5 - зеркало;

6 - котировочный винт;

7 - установочный винт;

8 - рукоятка;

9 - подъемный винт;

10 - закрепительный винт;

11 - винт;

12 - подставка;

13 - иллюминатор круга-искателя;

14 - окуляр оптического центрира;

15 - пробка для юстировки рена вертикального круга;

16 - рукоятка переключателя;

17 - колонка.

Зрительная труба 19 (рис.1) прямого изображения обоими концами переводится через зенит и фокусируется вращением кремальеры 15. Окуляр 12 устанавливается по глазу наблюдателя вращением диоптрийного кольца до появления четкого изображения сетки нитей. Зрительная труба закреплена в горизонтальной оси 17. Меисду корпусом трубы и осью установлено клиновое кольцо 2 (рис.2), вращением которого устраняют коллимационную погрешность, изменяя направление визирной оси относительно горизонтальной оси вращения. Коллимационная погрешность также можно устранить попеременным вращением котировочных винтов, закрытых колпачком 13 (рис. 1).

Наведение зрительной трубы на цель осуществляется вращением её вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

На втулке вертикальной оси закреплен горизонтальный круг, разделенный через 20' и оцифрованный через 1 °.

Горизонтальная ось установлена в лагерах, закрепленных на стойках колонки 17 (рис.2).

На горизонтальной оси расположен вертчкалъный круг, разделенный через 20' и оцифрованный через Г.

Отсчетная система вертикального круга смонтирована на одной плате в виде отдельного модуля. Что обеспечивает удобство сборки, юстировки и ремонта теодолита.

На плате отсчетного модуля на пружинном подвесе установлен маятник самоустанавливающего компенсатора. В качестве оптического элемента компенсатора применена призма с крышей. На этой же плате находится поворотный сектор с оптическими деталями. Винтом 6 сектор можно повернуть и изменить отсчет по вертикальному кругу при исправлении места зенита. Колебания маятника гасятся двумя успокоителями (демпферами), расположенными по обе стороны рамки маятника.

Изображения горизонтального и вертикального кругов вводятся в микрометр по двум независимым оптическим каналам. Переключение каналов производится поворотом рукоятки 16 на 90°. При горизонтальном положении рукоятки в поле зрения микроскопа видно изображение штрихов горизонтального круга, при вертикальном положении -изображение штрихов вертикального круга, оттегенное желтым фоном.

Микрометр, расположенный со стороны крышки 1 (рис.1), служит для измерения долей деления лимба. При вращении рукоятки 2 изображения диаметрально противоположных штрихов лимба перемещаются навстречу друг другу. После совмещения штрихов по шкале микрометра определяют долю деления лимба в угловой мере.

ОтсчетныЙ микроскоп расположен рядом со зрительной трубой. Вращением диоптрийного кольца окуляр 11 микроскопа устанавливается по глазу наблюдателя.

Поворотом и наклоном зеркала 5 (рис.2) достигается оптимальное освещение поля зрения отсчетной системы.

Теодолит имеет круг-искатель направлений, отсчет по которому проводится по индексам, нанесенным на иллюминаторах 13. Перестановку участков горизонтального круга между приемами проводят вращением рукоятки 8 после нажатия на неё вдоль оси вращения.

Винтом 7 устанавливают точный отсчет по горизонтальному кругу в начале измерений. Наружный колпачок предохраняет винт от случайных касаний во время измерения углов.

Наводящие винты 4, 6 (рис.1) соосны с закрепительными винтами 3, 5, головки которых выполнены в виде курков. При отжатых закрепительных винтах проводят предварительное наведение зрительной трубы на цель, используя при этом коллиматорные визиры 18, расположенные по обе стороны зрительной трубы. После закрепления винтов проводят точное наведение перекрестия сетки зрительной трубы на цель наводящими винтами.

На алидадной части горизонтального круга установлены два уровня. Круглый уровень предназначен для предварительного горизонтирования теодолита, а цилиндрический уровень 8 - для точной установки вертикальной оси теодолита в отвесное положение. Положение оси круглого уровня исправляют винтами 10, цилиндрического уровня - котировочным винтом 7.

Оптический центрир встроен в алидаду.

На стойках 17 (рис.2) расположена ручка 1 для переноски теодолита и установки визирной вешки или марки.

Теодолит закрепляют в подставке 12 винтом 10. Подставка съемная, что позволяет выполнять измерения трехштативным методом.

Электрическая цепь теодолита однопроводная. Напряжение от источника питания подводится через штепсельный разъем в подставке, затем через токосъемное кольцо к гнезду 14 разъема (рис. 1).

Фонарь электроосвещения закрепляют на упорах 4 (рис.2) боковой крышки 3. Штекер фонаря вводят в гнездо разъема. Фонарь освещает одновременно угломерные круги и сетку нитей зрительной трубы. Интенсивность освещения сетки регулируется вращением флажка 16 (рис.1), при работе без электроосвещения рукоятка флажка должна быть повернута в сторону вертикального круга.

 

 

39)Принципы модернизации ГГС РБ и требования к ней.

Модерн. И построение ггс метод космической геодезии с использованием ГЛОНАСС и GPS осущ. Последовательно от сетей высшего класса и сетям низшего класса.Предполагаемая структура ГГС вкл. в себя ФАГС:1)пункт космических гс.2)ВГС3)спут. Гс 2-ого класса4)астрономо-геодезическая сеть5)геодезические сети сгущения 3-4 класса.

Высшее звено ггс должна быть представлена совокупностью геодез. пунктов:ФАГС,КГС,ВГС,СГС-1.сеть СГС-1 развивается по всей РБ единым блоком в виде совокупности замкнутых фигур со сторонами 15-30 км опирающихся на пункты ВГС.процесс модернизации ггс строится на принципах:максимальное использование гс сохранение пунктов астрономическихгс.поэтапное доведение плотностью пунктов ггс до уровня обеспечивает интересы всех сфер экономики,обороны РБ.Обеспечение связью ггс с геодез. сетями других стран.Минимизация финансовых,материальных и трудовых затрат связанных с модернизацией.

 

 

40)Основные этапы модернизации ГГС РБ.

Первый этап.построение сгс-1 на всей РБ.состав работы-повторное опр. Координат пунктов вгс-построениесгс-1 на всей РБ-совмесное уравнивание всех фрагментов сгс-1 и систем координат вгс-84.Второй зтап.введение в РБ ск-95.состав работы:преобразование полученных после кравниванияя значений координат пунктов сгс-1 из системы координат вгс-84 в ск-95 снепользованием.Третий этап.Совмесная обработка ггс-1-2 исгс-1 определения коодинат пунктов ггс-1и2 в ск-95 с погрешностью взаимного положения пунктов сгс-1.Состав работ:определение соответствующими технгическими,экспериментальными методами согласования координат совмещённых пунктов агс исгс-1 реализующих ск-95.Вычисление координат совмещённых пунктов агс и сгс-1 реализующх ск-95.Четвёртый этап.Уравнивание ггс-3 и 4 в ск-95.Состав работ:преобразование координат пунктов ггс-3 и 4 в ск-95.Пятый этап.Создание гос. Банков гео. Данных Рб.состав работ:исследование состава информации помещаемой в гос. Банк гео. Данных РБ и её структуры формирования и анализа банка пользовательских запросов.преобретение аппаратнопрограммных средств.Формирование наборов информации о гео. Данных и помещение их в банк.Шестой этап.Издание каталогов координат пунктов ггс.Состав работ:составление каталогов координат пунктов ггс в рамеах номенклатурных листов топ. Карты масштаба 1:200000 в ск-95. Издание каталогов координат пунктов ггс.

 

 

Сущность геометрического нивелирования.

Геометрическое нивелирование-метод определения разности высот точек посредством горизонт.луча нивелира.Луч снимает отсчет по рейкам,поставленным отвесно в точка,в которых определяют превышение.

Разность высот .При геометрич.нивелировании расстояние от нивелира до реек до100м,иногда больше.

Рефракция-преломление световых лучей в земной атмосфере из-за различной плотности воздуха.

Угол земного преломления .Нивелирование из середины при равных расстояниях до реек.Ошибка отсчета по рейке(рейки отвесны) .Исходя из формулы можем утверждать,что нивелирование из середины при равных расстояниях от нивел.до реек значительно ослабляет влияние ошибок,вызванных кривизной земли,наклоном визирного луча и рефракцией.

 

Эквивалентная замена.

Имеем нивелирную сеть с 2 узловыми точками.

,где ,

Вес точки Е выразим .Эквивалентным наз.нивелирный ход,воображаемый,который заменяет 2 хода.Высота репера F,по ходам 1,2+3;4;5 будет

С весами

Из 3х измерений определим наиболее надежное

Поправки в превышения в хода поправку распределим по ходам 1,2 и 3

Окончательная высота точки Е Поправки на ходы 1 и 2 получим,как Вес узловой точки F равен ,а вес точки Е

 

Где