Понятие о барометрическом нивелировании

Барометрическое нивелирование основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает примерно на 1 мм ртутного столба.

Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле:

h = H₂ - H₁ = ΔH * (P₁ - P₂), (10.2.1)

где P₁ и P₂ - давление в первой и во второй точках;
ΔH - барометрическая ступень; значения ΔH выбирают из специальных таблиц.

Более точные формулы барометрического нивелирования получают, учитывая закономерности распределения плотности и температуры воздуха по высоте. Приведем полную формулу Лапласа:

h = K₀*(1 + α *t_m)*(1 + 0.378.e_m/P_m)* (1 + β*Cos2φf_m)*(1 + 2/R*H_m) *lg(P₁/P₂).

В этой формуле:

P₁, P₂ - давление воздуха на высоте H₁ и H₂ соответственно,

P_m - среднее значение давления,

H_m - среднее значение высоты,

t_m, e_m - среднее значение температуры и влажности воздуха,

f_m - среднее значение широты,

α - температурный коэффициент объемного расширения воздуха,

равный 0.003665 град.^-1

β - коэффициент, равный 0.00265,

K₀ - коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести.

Известны и так называемые сокращенные барометрические формулы, в которых значения некоторых параметров состояния атмосферы приняты фиксированными; так в формуле М.В. Певцова:

h = N*(1 + α*tm) *lg(P₁/P₂),

где N = 18470, принято: e_m = 9 мм рт.ст., f_m = 55^o, H_m = 250 м, P_m = 740 мм рт.ст.

Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования - геология и геофизика.

 

Буссольная съемка

Буссольные полигоны чаще всего дополняют теодолитные там, где не требуется большой точности. На небольших площадях буссольные полигоны могут иметь и самостоятельное значение при съемке Буссольный полигон обозначается на местности, как и теодолитный. Съемка буссолью ведется по направлению хода часовой стрелки, Выбрав исходную точку, например 1 (рис. 10.2.1) устанавливают над ней буссоль и приводят плоскость кольца буссоли (или плоскость лимба теодолита) в горизонтальное положение. Затем наводят

             Рис. 10.2.1

трубу теодолита или диоптры буссоли на веху поставленную вертикально в следующей точке 2. Освободив магнитную стрелку и дав ей успокоиться, производят отсчет и получают азимут α_1-2 или румб первой линии 1-2. Отсчет записываю в журнал. При глазном диоптре имеется стеклянная призма с выпуклыми гранями, позволяющая наблюдать в увеличенном виде деление буссоли, находящееся в визирной плоскости, и сделать отсчет, выражающий магнитный азимут линии визирования.

Сняв буссоль, переносят ее на следующую точку 2 и измеряют первую линию рулеткой. При этом составляют абрис на котором отмечают пересечения рулеткой дорог, ручьев, отдельных угодий и т.д.

При прокладке буссольных полигонов часто бывает целесообразно использовать нитяной дальномер при трубе, если съемка ведется буссолью прикрепленной к трубе теодолита.

Для контроля в точке 2 измеряют не только прямой азимут α_2-3 или румб второй линии, но и обратный азимут α_2-1. Расхождения между прямыми и обратными азимутами не должно превышать 180 ± 0°,5.

Если необходимо ускорить съемку, то буссоль ставят через точку, измеряя обратный азимут предыдущей линии и прямой –последующей. Но в этом случае уже не будет контроля измерения азимутов каждой стороны. Направления и длины сторон внутренних ходов определяются так же, как и направления и длины линий полигонов, ограничивающих участок. Съемка ситуации выполняется теми же способами, что и на основе теодолитных полигонов.

На рис 10.2.2 показана горная буссоль.

 

 

 

 

Рис. 10.2.2 Буссоль.

                                                   

Лекция 72

Глазомерная съемка

Глазомерная съемка применяется при инженерных изысканиях и геологических съемках для получения приближенного плана местности в короткий срок. Она необходима для ознакомления с местностью, на которой предполагается производство работ, и для составления организационного плана этих работ.

Различают глазомерные съемки поверхностей и маршрутов. Съемка маршрутов (съемка узкой полосы земли) чаще всего применяется при дорожных и геологоразведочных изысканиях.

Для производства глазомерной съемки необходимы планшет-папка с разграфленной в сетку бумагой; компас, обычно прикрепляемый в левом верхнем углу папки и служащий для ориентирования планшета и масштабная линейка для визирования, прочерчивания направлений и откладывания расстояний.

Кроме того, при глазомерной съемке иногда применяют вспомогательные приборы облегченного типа для определения расстояний, превышений и направлений (азимутов), таких как ручной дальномер, эклиметр, и буссоль.

Основные приемы глазомерной съемки те же, что и при мензульной съемке, только при глазомерной съемке эти приемы осуществляются приближенно и требуют от исполнителя большого опыта. Расстояния при глазомерной съемке определяют: на глаз – для этого съемщик должен заранее приучить свой глаз к правильной оценке расстояний; по скорости звука - заметив, например, число секунд между появлением огня или дыма от выстрела и звуком, умножают 330 м (скорость звука при отсутствии ветра) на число секунд; шагами – при этом иногда пользуются шагомером (особым счетчиком для отсчитывания шагов); мерными колесом, специально приспособленным для измерения числа оборотов; спидометром, т.е. счетчиком автомобиля; по времени затраченному на переход, и, наконец, ручным дальномером.

Съемка ситуации производится теми же способами, что и при инструментальной съемке. Положение опорных точек на планшете определятся прямыми и обратными засечками и способом обхода. Подробности снимаются полярным способом (круговым визированием) и перпендикулярами (методом прямоугольных координат).

Для изображения рельефа высоты оценивают на глаз, определяют измерением угла наклона или уклона при помощи эклиметра (визирование при этом производят приблизительно на высоту своего роста), а расстояние определяют шагами или каким-нибудь другим способом, например, измеряют по масштабной линейке на том же планшете. Часто определение высот при глазомерной съемке производят при помощи барометра-анероида.

Съемка поверхностей обычно производится способом обхода. Если площадь невелика, то можно сначала обойти весь участок, а потом внутри проложить дополнительные ходы. Большую площадь разбивают на отдельные участки.

Первую точку А (рис. 10.3.1) на планшете намечают произвольно, но с расчетом, что весь снимаемый участок разместится в пределах планшета. Ориентируя планшет по компасу, прикладывают к точке А линейку и по ее ребру визируют вперед на вторую точку стояния Б. Направление АБ прочерчивают на планшете. После этого, не сбивая ориентировки, наносят на планшет ситуацию, визируя на все выдающиеся предметы местности и определяя расстояние до них на глаз. Более отдаленные предметы наносятся засечками. Одновременно с зарисовкой ситуации изображается и рельеф горизонталями. Затем съемщик передвигается по дороге к точке Б, измеряя расстояние АБ шагами и производя по пути съемку прилегающей ситуации. Придя в точку Б, съемщик откладывает измеренное расстояние АБ, ориентируя планшет в точке Б, он проверяет ориентировку по имеющимся на планшете точкам. В точке Б повторяют те же действия, что и в точке А.

При замыкании обхода в точке А допускается линейная невязка в пределах от 1/50 до 1/75 периметра хода. Допустимая невязка может быть увязана способом параллельных линий.

Маршрутная съемка ведется теми же приемами, что и при съемке поверхностей (способом обхода). Отметки могут определяться анероидом.

 

 

Рис. 10.3.1