Nivelare geometrică

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 6 mai 2020; verificările necesită 6 modificări .

Nivelarea geometrică este o metodă de determinare a cotelor prin ochire cu un fascicul orizontal. Esența nivelării geometrice se rezumă la determinarea exceselor dintre puncte printr-o grindă orizontală. La efectuarea nivelării geometrice , se utilizează o nivelă și șine. Axa de ochire a sculei este adusă într-o poziție orizontală, după care se fac citiri pe cântarele șinelor de nivelare instalate vertical. [1] [2] [3] [4] .

Nivelare simplă

Nivelarea se numește simplă atunci când excesul de la punctele inițiale la punctele determinate este măsurat dintr-o instalație a instrumentului. [5] .

Scheme tehnologice de nivelare simplă

Există 3 scheme tehnologice principale de nivelare geometrică simplă „nivelare de la mijloc”, „nivelare înainte” și o metodă combinată

Nivelare „de la mijloc”

Metoda „nivelarea de la mijloc” este utilizată la așezarea mișcărilor de nivelare. Metoda principală de nivelare geometrică este nivelarea „de la mijloc”.

Această metodă se bazează pe teorema unghiului vertical. Vă permite să compensați eroarea principală a stării geometrice a nivelului (neparalelismul între axa nivelului cilindric și axa de ochire).

Luneta de observare a nivelului este îndreptată spre șină, instalată în punctul cu înălțimea inițială ( de referință ) și se face o citire . Când observați pe a 2-a șină în punctul cu înălțimea dorită, a 2-a este citirea . Apoi, calculați excedentul necesar ( ) conform formulei: $A$ $b$ $h$

$h=ab.$

Apoi puteți calcula înălțimea punctului dorit:

$H_{1}=H_{0}+h.$ [6] [4]

Ordinea de lucru la gară

La nivelarea „de la mijloc”, se respectă următoarea ordine de lucru la stație:

- citiri pe părțile negre și roșii ale șinei din spate ( ) $A$

- citiri pe părțile negre și roșii ale șinei din față ( ) $b$

- citirile se înregistrează în jurnalul formularului stabilit

- calculul și controlul diferențelor de cotă la stație, determinate de laturile negre și roșii ale șinelor din spate și față. [7] .

Nivelarea „înainte”

Metoda „nivelării înainte” este utilizată la demolarea înălțimii de la reperele de perete.

La nivelarea înainte, nivelul este setat în apropierea punctului de pornire, astfel încât ocularul să fie deasupra acestuia, axa de ochire este adusă în poziție orizontală și folosind o șină sau o bandă de măsurare, înălțimea dispozitivului (orizontul dispozitivului) i deasupra nivelului de pornire. se măsoară punctul. Apoi, luați o citire de-a lungul șinei (a) în punctul dorit și calculați excesul conform formulei: [6] [4]

$h=i_{1}-a_{1}.$

Apoi puteți calcula înălțimea punctului dorit:

$H_{1}=H_{0}+h.$

Această metodă nu permite compensarea erorii principale a stării geometrice a nivelului la măsurarea cotei. De ce să folosiți o măsurătoare repetată (a doua recepție). Modificați înălțimea vederii ( ), adică instrumentul este ridicat sau coborât, citirea se va modifica cu aceeași cantitate, efectul liniilor paralele ( ). $i$ ${\displaystyle i_{1}-i_{2}=a_{1}-a_{2))$

$h=i_{2}-a_{2}.$

Ordinea de lucru la gară

La nivelarea „înainte”, la stație se respectă următoarea comandă de lucru:

- Măsurarea înălțimii sculei ( ) $i_{1}$

- Citiri pe părțile negre și roșii ale șinei frontale ( ) $a_{1}$

- citirile se înregistrează în jurnalul formularului stabilit

- Repoziționarea sculei

- Măsurarea „noii” înălțimi a instrumentului ( ) $i_{2}$

- Citiri pe părțile negre și roșii ale șinei frontale ( ) $a_{2}$

- citirile se înregistrează în jurnalul formularului stabilit

- calculul și controlul diferențelor de cotă la stație, determinate de laturile negre și roșii ale șinei frontale cu diferite înălțimi a sculei

Metoda combinată

Metoda combinată este utilizată pentru sondaje la altitudine mare.

Metoda combinată este o combinație a metodelor „înainte” și „de la mijloc“. Constă într-o singură măsurare până la punctul inițial, calculul înălțimii instrumentului și măsurători multiple la punctele dorite, fără modificarea orizontului instrumentului. Cu calculul ulterior al înălțimii punctelor prin înălțimea instrumentului conform formulei:

înălțimea sculei - $i=H_{0}+a_{0}.$

Înălțimile punctelor dorite - $\left\{{\begin{matrix}H_{1}=i+a_{1}\\H_{2}=i+a_{2}\\\ldots \\H_{n}=i+ a_ {n}\end{matrice}}\dreapta.$

Ordinea de lucru la gară

La nivelarea prin „metoda combinată” se respectă următoarea comandă de lucru la stație:

- Măsurarea înălțimii sculei ( ) $i$

- Citiri pe părțile negre și roșii ale șinei din spate ( ) $a_{1}$

- Citiri multiple (în puncte diferite) pe părțile negre și roșii ale șinei din față ( ) $a_{1}a_{2}...a_{n)$

- citirile se înregistrează în jurnalul formularului stabilit

- calculul și controlul discrepanțelor de cote la stație, determinate de părțile negre și roșii ale șinelor din spate și față

Nivelare secvențială

Nivelarea secvențială este nivelarea efectuată în mai multe configurații succesive de instrumente. Și unde excesul determinat (dorit) se găsește ca suma algebrică a tuturor exceselor măsurate la fiecare dintre aceste instalații. [5] .

Conjugarea stațiilor adiacente se realizează prin puncte comune cu două parcări (stații) adiacente, acestea se numesc puncte de legătură (puncte de împerechere), iar restul sunt intermediare. Punctele de joncțiune sunt nivelate pe ambele părți ale șinei de la două stații adiacente și punctele intermediare - unul câte unul. Excesul la fiecare stație este egal cu diferența de citiri pe șină la punctele de legătură. [8] .

$\sum h_{n}=\sum a_{n}-\sum b_{n}.$

Scheme tehnologice de nivelare secvențială

Cu nivelarea secvențială (mișcări de nivelare de așezare), sunt utilizate 2 configurații principale Linie și Poligon. Mișcare de nivelare (linie) - construcții bazate pe repere la începutul și sfârșitul așezării (liniei). Construcțiile sub formă de pasaje închise se numesc poligoane. [9] . De asemenea, pentru control, măsurătorile sunt efectuate într-o direcție (înainte) sau în 2 (înainte și înapoi).

Mutare suspendată

Mișcare suspendată - O mișcare de nivelare dintr-un punct fix (referință).

Freewheeling

Alerga liberă nu are note absolute cunoscute și nu implică determinarea înălțimii.

Linie

"linie de nivelare" - o linie imaginară obținută ca urmare a lucrărilor de nivelare, care leagă punctele de nivelare adiacente. [zece]

Linie de nivelare - O mișcare de nivelare de la un punct fix (referință) la un alt punct fix.

Principala caracteristică matematică a liniei de nivelare este: Suma tuturor exceselor este egală cu diferența de înălțimi a punctelor de început și de sfârșit.

$\sum h_{i}=H_{0}-H_{n}.$

Poligon

Un poligon de nivelare este o mișcare de nivelare închisă dintr-un punct fix (de referință).

„poligon de nivelare” - un set de linii de nivelare care trec prin puncte de nivelare, la care încep sau se termină mai mult de 2 linii de nivelare și formează o construcție geometrică sub forma unui poligon închis. [zece]

Principala caracteristică matematică a intervalului de nivelare este: suma tuturor exceselor este egală cu 0.

$\sum h_{i}=0.$

Nivelare bilaterală

Cursul de nivelare a măsurătorilor pe care au fost efectuate de două ori (drept și înapoi), nu de puține ori în aceleași puncte. Poate arăta ca o linie sau un poligon, fie liber, fie suspendat.

Principala caracteristică matematică a nivelării bilaterale: suma tuturor cotelor, în direcțiile „înainte” și „înapoi”, este egală cu 0.

$\sum h_{i}+\sum -h_{i}=0.$

Clase de nivelare secvențială

Nivelarea geometrică în funcție de tehnologie și precizie de lucru este împărțită în clasele I, II, III și IV și nivelare tehnică. [11] În diferite clase, se folosesc instrumente de precizie diferită. Principiul este de a crea construcții de la rețele de mai mare precizie la rețele de mai puțină precizie. legarea „peste cap” este interzisă.

Clasă	Scop	Discrepane admise, mm	Metodă	Direcția liniei	Metoda de fixare	Lungime km	Instrument (SKP)	lungime normală fascicul de vedere (m)	Valoare UPC aleatorie validă pe 1 km de parcurs, mm	Valoarea permisă a SCP sistematic pe 1 km de parcurs, mm
eu clasa	Rețele de servicii	3 √ L (5 √ L ) [1]	"De la mijloc"	Înainte și înapoi	Constant	perimetrul 500—600	±0,5 mm	cincizeci	0,8	0,08
clasa a II-a	Rețele de servicii	5√ L	"De la mijloc"	Înainte și înapoi	Temporar	cel puțin 100 într-o direcție	±1 mm	80	2	0,2
clasa a III-a	Sarcini aplicate	10√L	"De la mijloc"	Înainte și înapoi	Temporar	20-30	±3 mm	75 - 100	5
clasa a IV-a	Sarcini aplicate	20√L	"De la mijloc"	Direct	Temporar	5-7	±3 mm	100	zece
Tehnic	Tehnic	50√L	"de la mijloc" "redirecţiona", "combinat"	Direct	Temporar	nu mai mult de 2 (metoda „De la mijloc”)	±10 mm	100 - 150

[12] .

Note de tabel:

1 Decretul Guvernului Federației Ruse din 9 aprilie 2016 nr. 289 „Cu privire la aprobarea Regulamentului privind rețeaua geodezică de stat și a Regulamentului privind rețeaua de nivelare a statului”

Rețelele de nivelare din clasele I și II sunt utilizate pentru a rezolva următoarele probleme științifice:

studiul figurii Pământului și al câmpului său gravitațional exterior;

determinarea diferențelor de înălțimi și înclinații normale ale suprafeței de nivel mediu a mărilor și oceanelor din jurul teritoriului Federației Ruse;

studiul mișcărilor verticale moderne ale suprafeței pământului;

prognozarea impactului producției asupra mediului, în special în extracția de petrol, gaze și alte minerale;

zonarea seismică a teritoriului Federației Ruse, detectarea precursorilor de cutremur;

studierea structurii scoarței terestre, obținerea de date privind vitezele și direcțiile de mișcare ale blocurilor individuale, identificarea faliilor și rupturi active în scoarța terestră.

Rețelele de nivelare de clasa a III-a și a IV-a sunt create pentru a îngroșa rețeaua de nivelare a statului și sunt utilizate pentru efectuarea de ridicări topografice, rezolvarea sarcinilor de inginerie și geodezică, sondaje geologice și rezolvarea altor sarcini speciale. [zece]

Surse majore de eroare

Refracția și curbura Pământului

Curbura Pământului - linia de vedere, care este orizontală pe instrument, va merge din ce în ce mai sus deasupra suprafeței sferoidului la distanțe mai mari. Efectul curburii pământului este neglijabil la distanțe de până la 2000 de metri.

Refracția - Efectul refracției este curbura liniei de vedere din cauza modificărilor densității atmosferei. Schimbarea densității aerului odată cu înălțimea face ca linia de vedere să se încline spre Pământ. Efectul refracției este neglijabil la distanțe de până la 100 de metri.

Corecția combinată pentru refracție și curbură este de aproximativ

\Delta h_{metri}=0,067D_{km}^{2)

\Delta h_{picioare}=0,021\left({\frac {D_{ft}}{1000}}\right)^{2}

Pentru o muncă precisă, aceste efecte trebuie eliminate. Efectul de curbură a pământului este eliminat prin metoda „de la mijloc”. Refracția este de obicei cea mai mare sursă de erori. Pentru liniile scurte, efectul temperaturii și presiunii atmosferice este de obicei neglijabil, dar efectul gradientului de temperatură dT / dh poate duce la erori.

Câmpul gravitațional al Pământului

În mod ideal, câmpul gravitațional al Pământului este complet regulat și constant. În realitate, câmpul gravitațional al Pământului este inegal. Acest lucru duce la distorsiuni pe distanțe lungi. Pe „umeri” mici tipici proiectelor de inginerie, efectul este nesemnificativ. Corecțiile pentru abaterea gravitației trebuie utilizate în toate calculele și măsurătorile la construirea GGS (State Geodetic Networks).

Eroare pătratică medie aleatoare (RMS)

μ [10] $={\sqrt[{2}]{{\frac {1}{4n}}\sum {\frac {d^{2}}{r}}}}$

Eroare pătratică medie sistematică (RMS)

σ [10] $={\sqrt[{2}]{{\frac {1}{4\sum L}}\sum {\frac {S^{2}}{L}}}}$

Note

↑ slovar.cc/rus/bse/483932.html
↑ Nivelare geometrică . Preluat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 24 septembrie 2019. (nedefinit)
↑ Nivelare geometrică. | Geodezia inginerească. Partea 1. | Baza de antrenament . Consultat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 1 octombrie 2019. (nedefinit)
↑ 1 2 3 p²p╦p╡p╣p╩p╦я─p╬p╡p╟p╫p╦p╣ p╡p©p╣ya─p╣p╢ p╦ p╦p╥ i╣p╥ i─p╣p╢p╦p╫ya▀ B─■ p°p╣pЁp╟p╬p╠ya┐i┤p╟p╩p╨p╟ . Consultat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 1 octombrie 2019. (nedefinit)
↑ 1 2 Nivelare simplă și consistentă. Curs de nivelare geometrică - Geodezie de inginerie. Rezumate
↑ 1 2 Nivelare de la mijloc . Consultat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 1 octombrie 2019. (nedefinit)
↑ Nivelare geometrică . Preluat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 8 octombrie 2019. (nedefinit)
↑ Ce este o mișcare de nivelare? - Geodezie de inginerie în întrebări și răspunsuri . Preluat la 2 octombrie 2019. Arhivat din original la 23 septembrie 2020. (nedefinit)
↑ Nivelare geometrică, nivelare . Preluat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 30 septembrie 2019. (nedefinit)
↑ 1 2 3 4 5 Decretul Guvernului Federației Ruse din 9 aprilie 2016 nr. 289 „Cu privire la aprobarea Regulamentului privind rețeaua geodezică de stat și a Regulamentului privind rețeaua de nivelare a statului” . Preluat la 28 octombrie 2019. Arhivat din original la 28 octombrie 2019. (nedefinit)
↑ Document fără titlu . Consultat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original pe 6 octombrie 2019. (nedefinit)
↑ GKINP (GNTA) -03-010-03 Instrucțiuni pentru nivelarea claselor I, II, III și IV, GKINP din 25 decembrie 2003 Nr. 03-010-03 . Consultat la 1 octombrie 2019. Arhivat din original la 1 octombrie 2019. (nedefinit)