§ 77. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты геометрического нивелирования

При выводе формулы определения превышения геометрическим ни­велированием (129) предполагалось, что участок уровенной поверхности между точками А и В представляет собой плоскость, а визирный луч

проходит прямолинейно. В действительности на вели­чины отсчетов по рейкам, а следовательно, и превыше­ний оказывают влияние кри­визна Земли и рефракция (рис. 93).

При условии совпадения визирного луча М^N с кри­вой, параллельной уровенной поверхности, превышение точки В над точкой А будет

к = а_} — Ь_г

ГЯШ 11ГЕ1МЕГОНЕС18ЕШЕНР1ВШЕ

луча отсчеты по рейкам в точках А и В равнялись бы соответственно АМ_} и ВЫ_г Тогда превышение могло бы быть получено из выражения

к = (а_х+ЛМ_х)-(Ь_х+Ж_х)_у

где ММ₁ = к_]г ТУЛГ, = к₂ — поправки за кривизну Земли, вычисляемые по формуле

032,

здесь с* — длина визирного луча от нивелира до рейки; К — радиус Земли, равный 6371 км.

Однако вследствие рефракции, вызванной неоднородностью земной атмосферы по высоте, визирный луч за счет преломления в слоях ат­мосферы разной плотности пройдет по кривой М₀ обращенной вогнутостью к поверхности Земли. Поэтому в отсчеты по рейкам сле­дует ввести поправки за рефракцию, которые рассчитываются по при­ближенной формуле

г = Ш- (133)

Поправка в отсчет по рейке за совместное влияние кривизны Земли и рефракции будет

Тогда превышение точки В над точкой Л запишется:

А = или * = (135)

где /_а, /_ь — поправки в отсчеты по рейкам за кривизну Земли и рефрак­цию; а, Ь — отсчеты по рейкам в точках А и В,

Если при нивелировании из середины нивелир установлен на рав­ных расстояниях от реек, т. е. й_а = й_ь, то /_а = /_ь; тогда

Л = а - Ь.

Следовательно, при нивелировании из середины влияние кривизны Земли и рефракции не сказывается на точности определения превыше­ний; в этом заключается одно из основных преимуществ способа ниве­лирования из середины. При нивелировании вперед указанная поправ­ка полностью войдет в превышение и ее следует учитывать, особенно при значительных расстояниях от нивелира до рейки.

§ 78. Нивелиры и их классификация

Нивелиры различаются по двум основным признакам: по точности и по способу приведения визирной оси в горизонтальное положение.

Согласно ГОСТу по точности нивелиры делятся на три типа:

1) Н-05 — нивелир высокоточный с оптическим микрометром для определения превышений с погрешностью не более 0,5 мм на 1 км двой­ного хода; предназначен для нивелирования I и II классов;

2. Н-3 — нивелир точный для определения превышений с погрешно­стью не более 3 мм на 1 км двойного хода; служит для нивелирования III и IV классов и при инженерно-геодезических изысканиях;

3. Н-10 — нивелир технический для определения превышений с точ­ностью не более 10 мм на 1 км двойного хода; предназначен для ниве­лирования при обосновании топографических съемок, инженерно-гео- дезических изысканиях и в строительстве.

По способу установки визирной оси в горизонтальное положение различают два типа нивелиров:

1. нивелиры с уровнем при зрительной трубе (Н-05, Н-3, Н-10);

2. нивелиры с компенсатором (Н-05К, Н-ЗК, Н-10К).

У нивелиров первого типа зрительная труба и цилиндрический уро­вень скреплены вместе и могут наклоняться на небольшой угол отно­сительно подставки прибора с помощью элевационного винта; такая конструкция облегчает приведение визирной оси в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню. Главное условие, предъявляе­мое к таким нивелирам, — взаимная параллельность визирной реи УУ и оси цилиндрического уровня 1111 (рис. 94). При соблюдении этого условия визирная ось зрительной трубы 1 займет горизонтальное положение после установки пузырька цилиндрического уровня 2 в нуль-пункте.

У нивелиров с компенсаторами (с самоуста­навливающейся линией визирования) при­ближенная установка оси вращения прибора производится по круглому уровню; после этого в работу включается компенсатор, который автоматически приводит визирную ось в го­ризонтальное положение. Главное условие, предъявляемое к нивелирам данного типа, — го­ризонтальность визирной оси в пределах углов стабилизации компенсатора (±8-25"). Нивели­ры с компенсаторами в последние годы полу­чили широкое распространение в инженерно- геодезической практике, так как обеспечивают более высокую производительность труда, осо­бенно при работе на неустойчивых грунтах.

Точные и технические нивелиры могут изготовляться также с лим­бами для измерения горизонтальных углов; при этом в шифре нивели­ра добавляется буква Л (например, Н-ЗЛ, 2Н-10КЛ).

Наряду с отечественными нивелирами в нашей стране при произ­водстве геодезических работ находит применение ряд зарубежных приборов, из которых следует выделить: высокоточные нивелиры — № 002, № 004, N1 1, РЬ1, №-А1 и №-АЗ; № 007, № 025 и Ы1-В5; техниче­ские — N1 050 и др.