Нивелирование. Виды нивелирования. Геодезические реперы

1. Дисциплина «Инженерная Геодезия» Расчётно-графическая работа № 2. «Работа с нивелиром» 2.1. Нивелирование 2.2. Виды нивелирования 2.3. Геодези

Дисциплина
«Инженерная Геодезия»
Расчётно-графическая работа № 2.
«Работа с нивелиром»
2.1. Нивелирование
2.2. Виды нивелирования
2.3. Геодезические реперы

2. Нивелирование (вертикальная съёмка) – совокупность геодезических измерений, выполняемых для определения превышений между точками физиче

Нивелирование (вертикальная съёмка) –
совокупность геодезических измерений, выполняемых
для определения превышений между точками
физической поверхности Земли или их высот
относительно принятой отсчетной поверхности.
Проводят для изучения
рельефа, определения
высот точек при
проектировании,
строительстве и
эксплуатации различных
инженерных сооружений.
Результаты
нивелирования имеют
важное значение для
решения научных задач
как самой геодезии, так и
для других наук о Земле.

3.

Геометрическое
Тригонометрическое
Барометрическое
Гидростатическое
ВИДЫ
НИВЕЛИРОВАНИЯ
Аэрорадио-
Механическое
Стереофотограмметрическое
Наземнокосмическое

4. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Определение
превышения
одной точки
над другой
посредством
горизонтального
визирного луча
Осуществляется с
помощью
нивелиров

5. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Определение превышений с помощью
наклонного визирного луча как
функцию измеренного расстояния и
угла наклона. Используют теодолит,
тахеометр, кипрегель
h = s * tg ν + i – б
или
h = S * sin ν + i – б,
где ν — угол наклона луча,
s — горизонтальное проложение
линии,
S — длина визирной линии,
i — высота инструмента,
б — высота визирования.

6. БАРОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Устанавливают зависимость между атмосферным давлением и высотой точек на
местности
Основывается на предположении, что в точках с одинаковой высотой давление воздуха
одинаково, т. е. изобарические поверхности параллельны уровенной.
При перепаде высот до 50 м можно пользоваться упрощенной формулой, связывающей
разность высот двух точек с разностью давления воздуха в них:
∆h = H0[(p1 — p2)/pср](1 + αtср),
где ∆h — искомая разность высот двух точек 1 и 2;
р1, р2 — давления воздуха в этих точках;
рср = (р1 + р2)/2 и tср = (t1 +t2)/2 — ср. значения давления и температуры воздуха;
α = 1/273 — газовая постоянная.
Величина (Н0/рср)(1 + αtcp) = Е называется барической ступенью и показывает, на какую
высоту нужно подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 мбар.
Для величины Е составлены таблицы для случая однородной атмосферы (атмосферы,
плотность воздуха которой с высотой не изменяется).
Применяются барометры и анероиды

7. ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

•Основывается на свойстве жидкостей находиться в
сообщающихся сосудах на одном уровне,
независимо от высоты точек, на которых
установлены сосуды.
•Превышение h между точками А и В может быть
получено как разность отсчетов по шкалам сосудов.
Ограничения – длина соединительного шланга (1)
между сосудами.
•Достоинство - простота работы, возможность
производства работы в тесных местах (комнатах,
сооружениях, среди оборудования), быстрота
действия.
•Недостатки - невысокая точность (±10 мм) и
затруднительные работы со шлангами.

8. АЭРОРАДИОНИВЕЛИРОВАНИЕ

Высоты точек местности определяются при аэрофотосъёмке.
Основан на измерении времени прохождения радиоволн от
самолёта до земной поверхности и обратно.
Выполняется путём определения высоты полёта с помощью
радиовысотомера и превышения самолёта над исходной
изобарической поверхностью, измеряемого статоскопом.
Высоты точек получают в условной системе, определяя их затем
по формулам.

9. МЕХАНИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Определение высот точек земной поверхности относительно
исходной точки методом автоматического вычерчивания профиля
местности и измеряемому расстоянию.
Выполняют нивелир-автоматом, позволяющим автоматически
вычерчивать профиль местности и измерять расстояние по
пройденному пути.
В нивелир-автоматах вертикаль задаётся тяжёлым отвесом, а
расстояние фиксируется фрикционным диском, связанным с
колесом велосипеда. Электромеханический нивелир-автомат
монтируется на автомашине и позволяет определять не только
разность высот смежных точек и расстояние между ними на
соответствующих счётчиках, но и профиль местности на
фотоленте.

10. СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Основано на определении
превышения по паре
фотоснимков одной и той
же местности, снятых с
разных точек, с
использованием
стереофотограмметрическ
их приборов различных
конструкций.
Один из наиболее
перспективных и широко
используемых видов
нивелирования;

11. Наземно-космическое нивелирование

Основано на использовании систем и приборов спутниковой навигации
(«GPS», «ГЛОНАСС»).
Приборы спутниковой навигации позволяют практически мгновенно
определять координаты точек местности (в том числе и высоты).
Наземно-космическое нивелирование в настоящее время является одним из
наиболее эффективных и перспективных.

12.

Геометрическое
нивелирование
преимущества самое точное
недостаток – низкая
производительность,
вызванная
небольшой длиной
визирного луча от
прибора до рейки
Тригонометрическое
нивелирование
преимущества удобно при больших
расстояниях и
превышениях между
точками
недостаток - уступает
по точности

13. РЕПЕРЫ

Репер (с фр., метка, знак,
исходная точка)
В геодезии — знак, который
закрепляет определённую точку
земной поверхности с известной
абсолютной высотой
Эта высота определяется
посредством нивелирования
относительно исходной уровенной
поверхности.
На реперах закрепляется
металлический диск диаметром
5 см (марка) с номером и
указанием ведомства.
В РФ принято вычислять высоты
реперов относительно нулевой
отметки Кронштадского футштока.

14. Реперы

Вековые реперы распределены по всей
территории страны, по особой схеме, в местах,
установленных инструкцией, в основном для
научных целей. Глубина закладки определяется
залеганием горных пород.
Фундаментальные реперы, представляющие
собой железобетонные пилоны, закладывают в
грунт через 50—80 км на всех нивелирных
линиях 1-го класса, а также на наиболее
ответственных линиях 2-го класса и близ
важнейших морских водомерных установок.

15. Реперы

Рядовые реперы, закладываемые через 5—7 км на нивелирных линиях всех классов.
Подразделяются на:
грунтовые, устанавливаемые в земле, в свою очередь, различаются на рядовые –
по конструкции и установке абсолютно аналогичны центрам ГГС и
фундаментальные – представляют собой массивный железобетонный монолит
изготавливаемый сразу на месте закладки прямо в котловане. Поскольку
фундаментальный репер разрешается использовать только для нивелирования I и
II класса, неподалеку устанавливается репер-спутник, представляющий собой
рядовой репер, на который с точность II класса передается отметка с
фундаментального репера и который используется вместо фундаментального в
качестве опорного для нивелирования III и IV классов.
скальные (закрепленные в скальных породах),
стенные, закладываемые в стены капитальных сооружений. Их закрепление
производится в несущие части каменных или бетонных сооружений на высоте
менее 0,3 м с помощью нивелирных марок.
В труднодоступных районах расстояние между реперами может быть увеличено до 6-7
км, а в сейсмоактивных районах должна быть уменьшена до 3-3,5 км.

16. Тригонометрический пункт (пункт триангуляции)

Геодезический пункт, плановые координаты и абсолютная высота которого определены тригонометрическими
методами (определяются с большой точностью).
Являются составной частью, объектом, геодезической сети.
Располагаются на определённом расстоянии от соседних тригонопунктов (в зависимости от класса сети; как
правило 4-25 км) и, по возможности, на возвышенном месте [с собственной высотой до 30 м и более], для
обеспечения кругового обзора и взаимной видимости с пункта (для дальнейшего развития сети и наблюдения
новых пунктов в любых направлениях, если в этом возникнет необходимость). Поэтому наиболее
предпочтительными местами установки являются вершины холмов, сопок, гор, вплоть до самых высоких пиков.
Служит исходной точкой для других геодезических (топографических) определений на местности: определения
координат и высот любых объектов, построения и развития геодезических сетей соответствующей точности или
сетей более низких классов и разрядов.
Является координатной основой для создания топографических карт любых масштабов. На карте обозначается
треугольником с точкой в центре, с проставленной рядом отметкой высоты над уровнем моря.
Является опорным пунктом. При наблюдении с такого пункта на соседние вышки отсчитываются углы между
ними. В итоге получается сеть треугольников. Затем выбирают наиболее удобную для измерения сторону
одного из треугольников и точно измеряют на местности её длину (базис; изначально в системе треугольников
измеряют углы, а в сети, сети треугольников, — длину хотя бы одной стороны (базис).
Далее по законам тригонометрии можно вычислить длину всех сторон любого из треугольников и точно нанести
на карту все географические объекты.
Триангуляция служит также основным методом градусных измерений, так как позволяет вычислять по прямой
расстояния между удалёнными пунктами.
На местности пункты обозначаются и закрепляются путём возведения специальных сооружений —
геодезических знаков.
Геодезический пункт состоит из подземного сооружения — центра, к марке которого отнесены его координаты,
и наземного сооружения — геодезического знака, служащего для закрепления визирной цели, установки
геодезического прибора, и являющегося площадкой для работы наблюдателя, также служит для опознавания
пункта на местности.

17. Вопросы для проверки знаний:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Что такое нивелирование
Задачи нивелирования
Суть геометрического нивелирования
Суть тригонометрического нивелирования
Суть барометрического нивелирования
Суть гидростатического нивелирования
Суть механического нивелирования
Суть стереофотограмметрического нивелирования
Что такое система ГЛОНАСС
Что такое репер?
Виды реперов