35. Нивелирование. Способы нивелирования их достоинства и недостатки.

Нивелированием называется комплекс полевых и камеральных работ, предназначенный для определения высотных точек объекта.

Способы: барометрический, гидростатический, геометрический, тригонометрический и спутниковый.

Барометрической нивелирование. Разность высот двух точек определяется по результатам измерения атмосферного давления в этих точках. Используется прибор барометр. Величины атмосферного давления зависят от высоты точки над уровнем моря, влажности воздуха и его температура, а так же от величины ускорения силы тяжести, которая меняется при изменении географического положения.

где

- измеренные значения атмосферного давления

- средние значения атмосферного давления и температуры и - точки измерения.

Достоинства: дешевый способ и возможность применять везде, где можно установить барометр.

Недостатки: характеризуется невысокой точностью. Зависит от расстояниями между пунктами и погодных условий.

Гидростатическое нивелирование. Используется свойство сообщающихся сосудов. Система состоит из двух сосудов снабженных шкалами с делениями и соединительного шланга. В эту систему заливается жидкость. Для того, что бы определить превышение, устанавливают сосуды на точках и производится отчет уровня жидкости по шкалам.

Достоинства: высокая точность определения превышений, возможность автоматизации процесса взятия отсчета и вычисления высот. Гидростатический прибор можно установить в таких местах, где не безопасно находится человеку.

Недостаток: неудобное использование в полевых условиях из-за громоздкой аппаратуры. Поэтому применяется для определения осадок зданий инженерных сооружений.

Геометрическое нивелирование. Превышение между двумя близкими точками определяется с помощью горизонтального луча визирования и двух реек, отвесно установленных в этих точках. Превышение является разностью отсчетов по рейке при горизонтальном положении визирной оси нивелира.

Достоинства: позволяет передавать высоту в полевых условиях с самой высокой точностью. Поэтому в геодезии он является одним из самых основных способов, единственной способ при создании государственной нивелирной сети (ГНС).

Недостатки: 1- дорогой способ; 2- не везде можно применять.

Хода геометрического нивелирования вдоль дорог, просек и различных линейных сооружений, а так же по берегам озер и морей.

Тригонометрическое нивелирование. Заключается в определении превышений между точками по измеренному вертикальному углу наклона линий визирования и расстояния между этими точками. Синонимами названия тригонометрического нивелирования является – геодезическое нивелирование и нивелирование наклонным визирным лучом. Таким образом для определения превышения этим способом необходимо измерить вертикальный угол наклона, высоты теодолита и визирной цели над марками, расстояние между пунктами. Достоинства: более дешевый способ передачи высот по сравнению с геометрическим. Расстояние в этом нивелировании можно достигать 20 км и более. Экономически выгодно применять этот способ в комплекте с определением планового положения пунктов методом триангуляции либо полигонометрии, потому что в этом случае расстояния уже будут вычислении или измерены и знаки построены. Этот способ можно применять в любой местности, главное, что бы была видимость. Недостаток: невысокая точность.

Спутниковое нивелирование. Получило развитие с внедрения в геодезии производства спутниковых технологий, радионавигационных систем. Этим способом можно в режиме спутниковых наблюдений и математической обработки можно вычислить пространственные прямоугольные координаты X,Y,Z. И при помощи формул, имеющихся в геодезии можно перейти к пространственным геодезическим координатам B,L,H. Достоинства: быстрота, можно применять везде, где есть геометрическая видимость на спутнике. Недостаток: невысокая точность. Для повышения точности определяюь аномалию высоты.

Геометрической задачей является построение пространственных геодезических сетей посредством синхронных наблюдений ИСЗ. В этом случаи не требуются располагать точными значениями координат спутника, так как он используется как высотная подвижная визирная цель. Координаты достаточно знать весьма приближенно, чтобы обеспечить наблюдения в заданный момент времени на двух или большем количестве станций. В результате решения геометрических задач определяют взаимное положение пунктов в системе, задаваемой исходными пунктами, например в системе некоторого референц-эллипсоида.