Розділ 8. Визначення висоти точок місцевості

8.1. Методи визначення

Визначення висоти точок місцевості зводиться до відшу­кання перевищень між вихідними (початковими) точками і тими, висоту яких визначають. Сукупність вимірювальних дій щодо визначення висотних характеристик елементів місцевості має назву нівелювання (від нім. nivelliren – вирівнювати) . Розрізняють декілька методів нівелювання: геометричне, тригонометрич­не, барометричне, гідро­статичне, аерорадіонівелювання та ін.

Під час наземного знімання основними методами є геометричне і тригонометричне нівелювання. Барометричне нівелювання, в зв’язку з недостатньою за сучасними вимогами його точністю і складністю самого процесу, на виробництві в наш час практично не використовується. Однак, в деяких випадках, зокрема в географічних дослідженнях, воно може бути використаним і тому теж розглядається.

8.2. Геометричне нівелювання

Геометричне нівелювання полягає у вимірюванні перевищень між точками земної поверхні за допомогою горизонтального візирного променя. Оскільки обмежені ділянки рівневої поверхні без помітної похибки можна прийняти за горизон­тальну площину (див. 1.5), то систему таких рівневих повер­хонь можна схематично подати у вигляді горизонтальних пара­лельних прямих (рис. 8.1), а перевищення h - перпенди­кулярних до них відрізків. Величину h визначають як різницю відрізків а і b, тобто відстаней від точок А і В фізичної поверхні Землі до умовної рівневої поверхні, яка проходить над цими точками. Положення цієї умовної поверхні визначається за візірною віссю нівеліра – оптичного приладу, зорова труба якого горизонтальна. Для встановлення висоти умовної поверхні над точками місцевості використовують рейки (див. рис. 8.5)

Рис. 8.1. Принцип геометричного нівелювання

Для отримання довжин а і b нівелір установлюють посередині між точками А і B, направляють зорову трубу спочатку на рейку точки А, потім на рейку точки В. Візирний промінь відсікає на рейках відрізки а та b, величини яких дорівнюють відлікам, взятим по середній горизонтальній нитці сітки, що є в полі зору труби приладу (див. 8.3). Прийнято точку B, перевищення якої визначають, називати передньою, а точку A, відносно якої виз­начають h, –задньою. Відповідно називають і рейки, що сто­ять на точках. Перевищення визначають за формулою

h = а – b, (8.1)

її читають так: переви­щення між двома точками дорівнює відліку на задню рейку мінус відлік на передню рейку.

Рис. 8.2. Нівелювання із середини (1 – нівелір, 2 – рейки)

Залежно від висотного положення точки В по відношенню до точки А перевищення може бути додатним, якщо а > b, і від'єм­ним, якщо a < b.

Розглянутий спосіб визначення перевищення має назву нівелювання із середини. У цьому разі висоту точки В (Н_B) при відомій висоті точки А (H_A) визначають за формулою:

Н_B = Н_А + h. (8.2)

Перевищення між двома точками можна визначити, якщо поставити нівелір на одній з точок, наприклад на точці А (рис. 8.3), і взяти відлік по рейці, встановленій на точці В. Цей спосіб називають нівелюванням вперед. Тоді замість величини а визначають висоту приладу і, а

h = i – b. (8.3)

Звідси висоту точки, що визначають, знаходять за фор­мулою:

Н_B = Н_А + i – b,

де сума Н_А + i — горизонт приладу (ГП), тому

Н_B = ГП - b. (8.4)

Рис. 8.3. Нівелювання вперед