1. Нивелирование из середины.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки (рис. 1). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В - передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:

h = a - b.

Рис. 1 Рис. 2

Контролем нивелирования на станции по способу из середины является определение превышения с использованием черной и красной сторон реек:

h^ч= a^ч– b^ч

h^к=a^к–b^к.

Если h^ч-h^кI≤ 4 мм, то за окончательное значение принимаем среднее арифметическоеh_ср= (h^ч+h^к)/2.

Если a > b, превышение положительное, если a < b - отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле:

H_в= H_а+ h_ср.

Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается H_г:

ГП = H_А+ a = H_В+ b.

Нивелирование вперед.

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.2). Превышение h получают по формуле:

h = i - b.     

При способе вперед для контроля нивелир поднимают или опускают на несколько сантиметров, при этом высота прибора и отсчет изменится

h^,= i^,- b^,

Если Ih–h^,I≤ 4 мм, то за окончательное значение принимаем среднее арифметическоеh_ср= (h+h^,)/2.

Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле или через горизонт прибора:

H_в= ГП - b.

20. Геометрическое нивелирование . Способы его выполнения.

Геометрическое нивелирование – это наиболее распространенный способ определения превышений. Его выполняют с помощью нивелира, задающего горизонтальную линию визирования.

Устройство нивелира достаточно простое. Он имеет две основные части: зрительную трубу и устройство, позволяющее привести визирный луч в горизонтальное положение.

Геометрическое нивелирование можно выполнять по следующей схеме:

Р ис. 61. Способы нивелирования

При нивелировании из середины нивелир располагают между двумя точками примерно на одинаковых расстояниях (рис.61, а). В точках устанавливают отвесно рейки с сантиметровыми делениями. Их ставят на колышек, вбитый вровень с землей, или на специальный костыль, так как рейка под собственной тяжестью будет давить на землю и отсчет по ней будет меняться. Визирный луч зрительной трубы нивелира последовательно наводят на рейки и берут отсчеты З и П, которые записывают в миллиметрах в журнал нивелирования. Отсчет по рейке производят по средней нити нивелира, т.е. по месту, где проекция средней нити пересекает рейку. Превышение между точками определяют по формуле

h = З – П

где З – отсчет назад на заднюю точку А; П – отсчет вперед на переднюю точку B.

При нивелировании вперед прибор устанавливают над точкой А (рис. 61, б), измеряют его высоту V и берут отсчет П по рейке в точке В. Превышение определяют вычитанием из высоты прибора V отсчета П.

h = V – П.

Высоту передней точки В вычисляется по формуле:

Высоту визирного луча на уровенной поверхностью называют горизонтом инструмента H_ГИ (рис. 61) и вычисляют

Н_ГИ = Н_А + З = Н_А + V. 

Место установки нивелира называется станцией. Если для определения превышения между точками А и В достаточно установить прибор один раз, то такой случай называется простым нивелированием.

Если же превышение между точками определяют только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование называют сложным или последовательным (рис. 62).

Рис. 62. Последовательное нивелирование.

В этом случае точки С и D называют связующими. Превышение между ними определяют как при простом нивелировании:

;    ;   

h = ∑З – ∑П

Такую схему нивелирования называют нивелирным ходом.

21. Устройство и классификация нивелиров

ивелир – это геодезический прибор для определения превышений и высот (отметок) точек с помощью горизонтального луча визирования и вертикально устанавливаемых реек способом геометрического нивелирования.

Согласно действующему стандарту нивелиры по точности выпускают т р е х т и п о в:

а) высокоточные (Н-05);

б) точные (Н-3);

в) технические (Н-10).

Цифры в шифре нивелира указывают среднюю квадратическую погрешность измерения превышения в миллиметрах на 1 км двойного нивелирного хода. Например, для нивелира Н-3 средняя квадратическая погрешность составляет 3мм на 1км хода.

В зависимости от способа получения горизонтального луча визирования каждый из трех типов нивелиров изготавливается в двух вариантах:

– с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе;

– с компенсатором, позволяющим автоматически приводить ось визирования зрительной трубы нивелира в горизонтальное положение.

В настоящее время выпускаются нивелиры улучшенной конструкции 2-го и 3-го поколений, например 2Н-10КЛ, 3Н-3ЛП. Первая цифра обозначает поколение. При наличии компенсатора в шифр прибора добавляется буква К. Если нивелир изготовлен с лимбом для измерения горизонтальных углов, то еще добавляется буква Л. Если нивелир имеет зрительную трубу прямого изображения, то в шифр добавляется буква П.

В таблице 7.1 приведены технические характеристики некоторых типов нивелиров используемых в настоящее время.

 Т а б л и ц а 7.1 – Технические характеристики нивелиров

Параметр	Марка нивелира
Н-05	Н-3	Н-3К		Н-10Л	Н-10КЛ	3Н-5Л
Увеличение зрительной трубы, крат
Наименьшее расстояние визирования, м					1,5	1,5	1,2
Цена деления цилиндрического уровня, секунды дуги				–		–
Цена деления круглого уровня, минуты дуги
Чувствительность компенсатора, секунды дуги	–	–		0,4	–	1,0	–
Масса прибора, кг				2,5	1,7	1,5	1,4

 Устройство и поверки нивелира (с цилиндрическим уровнем). Нивелир Н-3 относится к приборам с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе (рисунок 7.9). Для установки нивелира в рабочее положение его закрепляют на штативе и, действуя тремя подъемными винтами, приводят пузырек круглого уровня в центр ампулы. При этом ось вращения нивелира занимает отвесное положение. Наведение зрительной трубы на рейку осуществляют вначале вручную с помощью визира, а затем зажимают закрепительный винт зрительной трубы и наводящим винтом выполняют точное визирование на рейку. Резкость изображения сетки нитей достигается вращением окулярного кольца, а резкость изображения рейки – вращением винта кремальеры.

Перед каждым отсчетом по рейке визирную ось нивелира приводят в горизонтальное положение, добиваясь совмещения изображения концов пузырька цилиндрического уровня в поле зрения зрительной трубы путем вращения элевационного винта (рисунок 7.10).

Отсчет по рейке состоит из четырех цифр и выражает величину в миллиметрах. Выполняют отсчет по среднему горизонтальному штриху сетки нитей. Отсчет по рейке берут от меньшего к большему числу. Первые две цифры отсчета, обозначающие метры и дециметры на рейке подписаны (на рисунке 7.10 это цифры 06), третья цифра считается по числу сантиметровых шашек от начала дециметрового деления до среднего горизонтального штриха сетки нитей (на рисунке 7.10 их 5). Следует отметить, что в каждом дециметре первые пять шашек с сантиметровыми делениями объединены в виде буквы Е (см. рисунок 7.10). Четвертая цифра, обозначающая миллиметры, по рейке оценивается на глаз (на рисунке 7.10 это 2 мм). Тогда полный отсчет по рейке составит 0652.

Рисунок 7.9 – Нивелир Н-3: 1 – подъемный винт; 2 – подставка; 3 – круглый уровень; 4 – элевационный винт; 5 – кремальера; 6 – зрительная труба; 7 – цилиндрический уровень; 8 – визир; 9 – закрепительный винт; 10 – пластина; 11 – наводящий винт	Рисунок 7.10 – Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3: 1 – изображение концов пузырька цилиндрического уровня; 2 – средний горизонтальный штрих сетки нитей; 3 – штрихи нитяного дальномера; 4 – изображение рейки (отсчет 0652)

22. Порядок определения превышения на станции

При геометрическом нивелировании порядок работы следующий. Допустим, что нам нужно определить превышение между точками А и Б. Забиваем в этих точках колышки до земли и сторожки рядом с ними. Устанавливаем на колышки рейки нулями вниз. Между ними на равном расстоянии от каждой ставим треногу с нивелиром. Приводим его в рабочее состояние при помощи круглого уровня. Для этого круглый уровень располагаем между двумя подъёмными винтами и, вращая их одновременно в разные стороны, добиваемся, чтобы пузырёк оказался между винтами. Третьим подъёмным винтом вводим пузырёк в центр малого круга. Наводим по мушке визирную трубу на заднюю рейку. Окулярным кольцом наводим резкость сетки нитей. Кремальерным винтом наводим резкость рейки. Глядя сбоку в прорезь цилиндрического уровня, элевационным винтом приводим цилиндрический пузырёк на середину. Глядя в окуляр, в левом углу поля зрения элевационным винтом выравниваем обе половинки пузырька. Берём отсчёт по чёрной стороне задней рейки. Отсчёт ведётся сверху вниз от начала Е образного символа до средней горизонтальной нити сетки в мм. Записываем его в журнал. Поворачиваем зрительную трубу на переднюю рейку и берём по ней отсчёт. Записываем его в соответствующую колонку журнала. Вычисляем чёрное превышение, отняв от заднего отсчёта передний и записываем его в журнал в колонку превышений. Для контроля поворачиваем рейки красными сторонами и повторяем вышеописанную операцию. Записываем красное превышение под чёрным. Если разница между ними не превышает 6 – 8 мм, то вычисляем среднее.