Нивелирование I, II, III, IV класса

 

Государственная нивелирная сеть России – это совокупность нивелирных сетей, разделенных по классам — I, II, III, IV.

 

Первые два класса – это основная высотная основа территории России.

 

Нивелирование I класса — это геодезические работы, проведенные с высочайшей точностью, которую только можно получить, используя современные методы измерений и соответствующие геодезические приборы, с помощью которых возможно исключить многие систематические ошибки и погрешности. Нивелирование I класса повторяют не реже, чем через 25 лет, а в отдельных районах значительно чаще, чтобы получить данные о возможных вертикальных движениях земной коры.

 

Нивелирование I класса выполняют высокоточными нивелирами и штриховыми инварными рейками по особо выбранным линиям вдоль железных и шоссейных дорог, берегов морей и рек, а также по др. трассам, важным в том или ином отношении. По линиям нивелирования I класса средняя квадратичная случайная ошибка определения высот не превышает ±0,5 мм, а систематическая ошибка всегда менее ±0,1 мм на 1 км хода.

 

Для работ, выполняемых при данном классе, требуется высокоточный оптический нивелир с установленной перед объективом зрительной трубы плоскопараллельной пластиной. Такая пластинка — составной элемент оптического микрометра. Кроме того, геодезический прибор должен комплектоваться компенсатором или же контактным уровнем, причем пузырек уровня должен различаться в поле зрения зрительной трубы. Оптический нивелир, который соответствует всем предъявляемым в инструкции по нивелированию I класса нормам, может быть следующей маркировки: Н-05 и H1, Ni-002 и Ni-004 и пр.

 

Между пунктами нивелирования I класса прокладывают линии нивелирования II класса, которые образуют полигоны с периметром 500—600 км и характеризуются средней квадратичной случайной ошибкой около ±1 мм и систематической ошибкой ±0,2 мм на 1 км хода. При II классе также используют высокоточные оптические нивелиры с плоскопараллельными пластинами, компенсаторами или контактными уровнями, пузырьки которых отчетливо наблюдаются в поле зрения трубы. Это могут быть такие приборы как Н-05, H1, Ni-002, Ni-004 и Ni-007, а также те приборы, которые прошли сертификацию на соответствие необходимому классу точности и требованиям инструкции.

 

Нивелирные линии III и IV классов прокладываются на основе линий высших классов и служат для дальнейшего сгущения пунктов нивелирной сети. Для долговременной сохранности нивелирные пункты, выбираемые через каждые 5—7 км, закрепляются на местности реперами или марками нивелирными, закладываемыми в грунт, стены каменных зданий, устои мостов. Для III класса подойдет оптический нивелир со встроенным компенсатором, а для четвертого (IV) класса точности нивелирования отдают предпочтение как приборам с уровнем, так и с компенсатором. В связи с классификацией нивелирования для удобства принято разделять на: высокоточные, точные и технические.

На примере нивелирования IV класса рассмотрим порядок действий при измерениях, которые в данном случае осуществляются в одном направлении методом так называемой «средней нити»:

 

1. С помощью цилиндрического или контактного уровня, прибор приводится в рабочее положение.

 

2. Зрительная труба наводится на заднюю рейку (черную сторону), а пузырек уровня приводится в «нуль-пункт» с помощью элевационного или подъемных винтов. Снимается отсчет по сетке нитей зрительной трубы — дальномерным и среднему штрихам.

 

3. Зрительная труба наводится на переднюю рейку (черную сторону), пузырек приводится в «нуль-пункт», снимается отсчет.

 

4. Зрительная труба наводится на красную сторону передней части рейки, затем снимается отсчет по сетке — по среднему ее штриху.

 

5. Наводят трубу на черную сторону задней стороны рейки, и снимается отсчет.

 

Проведение геодезических работ невозможно представить без такого прибора, как оптический нивелир, с помощью которого на местности определяется превышение (разность высот) одной точки над другой. Оптические нивелиры являются самыми распространенными и популярными геодезическими приборами. Эти приборы различают по принципу их работы и способу выполнения измерений.

 

В том случае, если в работе используется такое геодезическое оборудование, как оптический нивелир с компенсатором, то после того как прибор приведен в рабочее положение, необходимо вначале убедиться в нормальном рабочем состоянии компенсатора, а потом сразу приступать к съемке, т.е. снятию отсчетов по рейкам.

По ходу съемки все наблюдения заносятся в полевой журнал, а при наличии регистратора вводят в его запоминающее устройство. При получении расхождения в значениях превышения на станции, вычисленного по двум сторонам реек, более чем на 5 мм (с учетом разницы высот нулей реек) — измерения повторяют, при этом изменив высоту прибора на 3 см и больше. После завершения полевых работ, по результатам заполняется специальная ведомость превышений строго установленного образца. Но прежде подсчитывается невязка по линии хода между исходными реперами, она не должна превышать значения в 20 мм.

 

Остановимся подробнее на классическом геодезическом инструменте – оптическом нивелире с уровнем и рассмотрим его устройство.

 

Простейший нивелир с уровнем состоит из следующих основных частей:

 

1. Зрительная труба – оптическое устройство, свободно вращающееся в горизонтальной плоскости, которое отвечает за систему наведения на объект съемки.

 

2. Цилиндрический уровень – чувствительное устройство, показывающее точность ориентирования прибора (его визирной оси) относительно отвеса. Когда пузырек уровня приводится в так называемый «нуль-пункт», визирная ось строго горизонтальна.

 

3. Трегер – подставка с тремя подъемными винтами, на которой установлена зрительная труба.

 

4. Элевационный винт – устройство, отвечающее за однозначное ориентирование путем приведения визирной линии инструмента в горизонтальное положение.

 

Современный нивелир оптический, как правило, оснащен компенсатором – встроенным

 

в прибор, который исключает погрешности, вызванные наклоном, поддерживая инструмент в строго горизонтальном положении. В зависимости от класса проводимых работ выбирают оптический нивелир, соответствующий необходимому классу точности измерений и отвечающий всем установленным требованиям. Оптический нивелир многие десятилетия будет занимать твердые позиции на строительной площадке, т.к. пока нет приборов способных заменить данный геодезический инструмент.

 

Нивелирная сеть –сеть пунктов земной поверхности,высоты которых над уровнемморя определены из нивелирования, т. е. высотная опорная геодезическая сеть.

Пункты нивелирной сети закрепляют на местности марками нивелирными и реперами, которые закладывают в стены долговечных сооружений или непосредственно в грунт на некоторую глубину. Нивелирные сети служит высотной основой топографических съѐмок, а при повторных определениях нивелирных высот еѐ пунктов используется также для изучения вертикальных движений земной коры.

В нашей стране принята система нормальных высот, отсчитываемых от среднего уровня Балтийского моря, определѐнного из многолетних наблюдений относительно нуля футштока в Кронштадте.