§ 60. ТЕХНИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Точность нивелирования III класса характеризуется величиной

Для достижения такой точности соблюдаются следующие дополнительные условия.

Нивелирные ходы прокладываются в прямом и обратном направлениях. Нормальное расстояние от нивелира до реек 75 м. Рейки должны быть снабжены уровнями. Неравенство расстояний от нивелира до реек не должно превышать 2 м. Высота визирного луча над поверхностью Земли должна быть не менее 0,3 м.

При нивелировании глухими инструментами с применением двусторонних реек необходимо соблюдать следующий порядок работы настанции:

а) отсчет по средней нити и двум дальномерным нитям по черной стороне задней рейки,

б) то же по черной стороне передней рейки, в) отсчет по средней нити при наведении на красную сторону передней

рейки, г) то же по красной стороне задней рейки.

Отсчет по средней нити при наведении на черную сторону каждой рейки и соответствующая полусумма отсчетов по дальномерным нитям не должны отличаться более чем на 3 мм.

Расхождение в провышениях, полученных по черной и красной сторонам реек, не должно превышать ± 3 мм.

Сумма превышений по ходу исправляется за неверную длпну метрового деления реек.

§ 62. ВЛИЯНИЕ КРИВИЗНЫ ЗЕМЛИ И РЕФРАКЦИИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ

В § 54 рассмотрена идея способа геометрического нивелирования в предположении, что уровенная поверхность представляет собой плоскость и визирный луч идет прямолинейно. В действительности уровенная поверхность не является плоскостью, а визирный луч в воздушной среде вследствие ее неоднородности преломляется.

с кривой, параллельной уровенной поверхности. Если бы луч визирования шел по касательной в точке / к этой кривой, то отсчеты по рейкам были бы соответственно а и Ъ. В этом случае превышение могло быть

В силу того что визирный луч, проходя через тонкие слои воздуха различной плотности, преломляется, он пойдет по кривой М н а п р а -

пленной вогнутостью вниз. Такая кривая называется рефракционной, а явление преломления луча — р е ф р а к ц и е й . В результате значения

-^еьшор поверхность

Рпс. IX.25

Согласно § 7 поправка за кривизну Земли выразится так:

где й — расстояние от инструмента до рейки и Л — радиус Земли.

Полагая приближенно, что рефракционная кривая есть дуга окружности радиуса по аналогии с (IX. 23) получим формулу поправки за рефракцпю

(1Х.24)

Радиус рефракционной кривой зависит от температуры, давления воздуха и ряда других причин и не может быть выражен точно. Отношение радиуса Земли Я к радиусу рефракционной кривой Кг

Общая поправка за кривизну Земли и рефракцию тогда будет:

результата и от условий производства работ.

Из выражений (IX.22, IX.27) следует важный вывод, что при установке нивелира на равных расстояниях от реек (с11=(12=с1) влиянне кривизны Земли и рефракции на величину превышения исключается.

§ 63. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Тригонометрическое нивелирование производится с целью создания

Эта формула получена без учета кривизны Земли и влияния световой рефракции. Чтобы выявить влияние этих величин на результаты тригонометрического нивелирования, рассмотрим рис. IX.27.

Через точки А, В и / проведены уровенные поверхности, параллельные начальной уровенной поверхности ОО. 1Е' — рефракционная кривая, г — высота инструмента, к п г — поправки соответственно закривнзну Земли и рефракцию п I — высота луча визирования над точкой. В. Из рис. IX. 27 следует, что

]г + 1 + г=-А + к + СВ,

пли

+ 1 — 1 + {к—г).

на результат тригонометрического нивелирования

Треугольник /СО, образованный касательной 1С к рефракционной кривой, касательной //) к уровенной поверхности 1Е п отвесной линией в точке В, можно считать прямоугольным, так как угол прп точке В прп

Из выражения (IX.27) следует, что прп й=300 м / ^ 0 , 0 1 ж. Прп тригонометрическом нивелировании превышения определяют с округлением до 0,01 м, а потому поправку за кривизну Земли п рефракцию учитывают при расстояниях, превышающих 300 м.

Если визировать на метку рейки, сделанную на высоте инструмента (г=/), и пренебрегать значением /, то форд!ула (IX. 30) примет вид

(IX.31)

. . . , — высоты самолета относительно соответствующих точек земной поверхности М1 , М2 , . . • , Мп, измеренные при помощи радиовысотомера.

Из рис. IX.30 следует

Зная высоту одной точки (в данном случае) Мг, т. е. Я п о формулам (IX.38) вычисляют высоты точек ЛГ2, М3,. . ., Мп.

Автоматическое нивелирование

Автоматическое нивелирование производится при помощи высотоме- ров-автоматов — приборов, автоматически вычерчивающих профиль линии местности или дающих отметки точек этой линии. Высотомеры-автоматы бывают механические, электромеханические и электронно-механические.

Механический высотомер-автомат М. А. Артанова установлен на двухколесной тележке. Основной его частью является тяжелый маятник, который задает осевое перемещение ролику, фрикционно связанному с диском. Диск, в свою очередь, связан с колесом тележки. Угол поворота диска пропорционален проходимому расстоянию. Вращательное движение ролика преобразуется в поступательное движение карандаша, вычерчивающего профиль местности. Ролик связан также со счетчиком превышений. Средняя квадратическая ошибка определения превышений ±0,15 м на 1 км.

Электрический высотомер-автомат (ВА-1М и ВА-56) сконструирован так, что основная его часть — маятник компенсирован от ускорения движущейся тележки. Это позволяет производить нивелирование при скорости движения до 30 км в час. Профиль местности записывается на фотоленте. Средняя квадратическая ошибка определения высот точек в ходе длиной 10 км равна ±0,20 м.

Электронно-механический высотомер-автомат АВА маятниковой системы подобен приборам ВА-1М и ВА-56. Схема прибора выполнена на полупроводниковых элементах. Это снижает вес и габарит прибора, повышает стабильность работы счетно-решающей части. Прибор обеспечивает непрерывную запись профиля, выполняемого на фотоленте, и визуальный отсчет расстояний и превышений по счетчикам. Высотомер смонтирован на трехколесной тележке, буксируемой автомашиной ГАЗ-69.