Сущность, способы и виды нивелирования»

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

Географический  факультет

Кафедра физической географии, краеведения и туризма

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

 

 «Сущность, способы и виды нивелирования»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уфа-2013

Содержание

Введение………………………………………………………………   3

Глава 1 Нивелир. Устройство и типы ………………………............ 4

1. Типы нивелиров………………………………………….…  ….4
2. Устройство нивелира……………………………………… …..6
3. Методы нивелирования…………………………………… …..7

Глава 2 Нивелирование ……………………………………………..11

   2.1 Подготовка к измерениям…………………………………….11

   2.2 Горизонтирование инструмента ……………………………..13

    2.3 Центрирование………………………………..……………….14

    2.4 Измерения. Взятие отсчетов………………………………….14

    2.5 Нивелирный ход ……………………………………………....17

    2.6 Площадное нивелирование …………………………………..18

    2.7 Съемка  с помощью нивелира ………………………………..20

Глава 3 Поверка  и юстировка прибора………………………….....21

    3.1 Поверка………………………………………………………....21

    3.2 Юстировка………………………………………………….…..23

Заключение………………………………………………………….....25

Список литературы……………………………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Нивелирование – это геодезические работы по определению превышений. В зависимости от метода определения различают геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и другие виды нивелирования.

Целью моей работы является обогащение теоретических  и практических знаний  в нивелировании, изучить устройство нивелира, освоить методику поверок и юстировок нивелира.

Задачи: углубить свои теоретические знания в области нивелирной съемки, расширить и закрепить их; научиться работать самостоятельно с нивелиром и проводить нивелирную съемку местности, поверку и юстировку нивелира.

При выполнении курсовой работы я воспользовалась  такими методами как метод наблюдения, математические, статистические методы.

Работа состоит  из следующих глав: введения, главы 1 (Нивелир. Устройство и типы), глава 2 (нивелирование), глава 3 ( поверка, юстировка прибора), заключения и из списка использованной литературы. При этом работа содержит 15 рисунков и иллюстраций. Использованной  литературы насчитывается 13. Особенно важные информации я нашла в учебниках Курошева, В.Н. Ганьшина, Л.А. Черкаса и В.Е. Новакова.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1.  Нивелир. Типы и устройство

Нивелир — геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек горизонтальным  визирным лучом по вертикально установленным в этих точках рейкам. Нивелир (от фрaнц. nivеlеr - выравнивать, niveau - уровень), геодезический инструмент для измерения превышения точек земной поверхности – нивелирования, a также для задания горизонтальных направлений при монтажных работах. Наибольшее распространение имеют оптико-механические нивелиры, снабженные зрительной трубой, при помощи которой производят отсчет по рейке. Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня; в нивелирах c самоустанавливающейся линией визирования это осуществляется автоматически [Анисимов В.А. год].

 

1.1Типы нивелиров

Нивелиры подразделяются на следующие типы:

1. Глухие (НГ, HB-1) зрительная труба, уровень и подставка инструмента соединены так, что изменение их взаимного положения возможно лишь при помощи исправительных винтов, предназначенных для регулировки инструмента.

2. Глухие с поворотной трубой (полуглухие );

3. Со свободной (перекладной) трубой (НТ),                                                                                             a) C уровнем при подставке,

б) C уровнем при трубе;

4. C самоустанавливающейся линией визирования (HС-3, HСМ-2, HЗК);

5. C наклонным лучом визировния HЛ-3).

Наиболее совершенны те системы  нивелиров, y которых обеспечена надежная связь трубы c уровнем, a все части инструментов лучше защищены от внешних влияний.

У глухих нивелиров  зрительная труба наглухо прикреплена  к вертикальной оси вращения инструмента. В работе глухие нивелиры последних  систем удобны тем, что позволяет  одновременно вести отсчеты по рейке  и наблюдать за положением уровня.

У полуглухих нивелиров труба  соединена c вертикальной осью вращения так, что, кроме поворота вокруг этой оси, она может поворачиваться на 180° вокруг своей геометрической (горизонтальной) оси. Для окончательной установки в горизонтальное положение имеется элевационный винт. Уровень наглухо (сбоку) прикреплен к трубе.

У нивелиров  со свободной (перекладной) трубой к  вертикальной оси вращения прикреплены  вилкообразные подставки (лагеры), на которые опирается труба своими кольцеобразными выступами (цапфами). Трубу можно вынуть и переложить в лагерях или, не вынимая ее из лагер, повернуть вокруг геометрической оси на 180° (поворот в лагерах). Трубу можно также переложить и повернуть в лагерах на 180°. Наиболее распространенный тип нивелира c перекладной трубой - нивелир c уровнем при подставке.

Нивелиры c самоустанавливающейся линией визирования (c призменным, линзовым или зеркальным компенсатором) выгодно отличаются от обычных нивелиров тем, что требуют меньшей затраты времени на установку, так как нивелировщик приводит нивелир в горизонтальное положение по уровню малой точности (c ценой деления порядка 2^′-10^′). Окончательное приведение линий визирования в горизонтальное положение выполняется автоматически, упомянутыми компенсаторами.

Нивелир c наклонным лучом позволяет непосредственно отсчитывать превышения до 20 м c одной стоянки, что удобно в сильно пересеченной местности. Однако шкала, по которой делается отсчет превышений, ограниченно освещена, что значительно сужает область его применения, особенно при нивелировании в лесу, a также в пасмурную погоду [Анисимов В.А., 2009].

Различают следующие  три основных типа нивелиров по точности нивелира:

1 -высокоточные - дающие на 1 км хода ошибки, не  превышающие, 0,5 – 1,0 мм. Н-0,5, Н-2, используются при нивелировании I, II классов;

2 -точные  - дающие  на 1 км хода ошибки, не превышающие, 4– 8 мм. Н-3, НС-4, используются при  нивелировании III, IV классов.

         3 -технические - дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 15 мм. НГ, Н – 10, НТ, используются для технического нивелирования [Антрошко Е.К., 2004].

Цифры после  Н указывают точность нивелирования  (средняя  квадратичная погрешность на 1км двойного хода).

Маркировка нивелиров  состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида 3H-2КЛ. Здесь: цифра 3 – модификация прибора, буква Н – Нивелир, цифра 2 – среднеквадратичная погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К – обозначает наличие компенсатора, Л – наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов с технической точностью [Антрошко Е.К., 2004].

 

1.2. Устройство нивелира

 

В качестве примера  можно рассмотреть строение оптического  нивелира. Проведение геодезических  работ невозможно представить без  такого прибора, как оптический нивелир, c помощью которого на местности определяется превышение (разность высот) одной точки над другой. Они являются самые распространенными и популярными геодезическими приборами. Эти приборы различают по принципу их работы и способу выполнения измерений. Остановимся подробнее на классическом геодезическом инструменте — оптическом нивелире. Рассмотрим устройство нивелира c уровнем.

Рис. 1 Устройство нивелира

1 - пружинящая пластина со втулкой; 2 - подставка; 3 - элевационный винт;

4 - окуляр; 5 - целик; 6 - корпус зрительной  трубы; 7 - коробка цилиндрического  контактного уровня; 8 - механический визир (мушка); 9 - объектив; 10 - кремальерный винт (головка трубки); 11 - закрепительный винт; 12 - наводящий винт;13 - установочный круглый уровень; 14 - исправительный винт установочного уровня; 15 - подъемный винт.

[ Е.К. Антрошко . БелГУТ, 2004. 107 с.]

 

4. методы нивелирования

Нивелирование – определение абсолютных высот (глубин) или превышений точек земной поверхности относительно уровня моря или какого-либо другого уровня [ Черкас, Гродно : ГрГУ, 2011. – 145 с.]

Нивелирование обычно используют для определения  высот точек при составлении  топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки  и планировки территории по высоте. При производстве строительных работ c помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и сооружений.

Различают следующие  методы нивелирования:

1) геометрическое нивелирование;

2) тригонометрическое  нивелирование;

3) физическое  нивелирование:

- гидростатическое  нивелирование;

- барометрическое  нивелирование;

- радиолокационное  нивелирование;

4) автоматическое.

1) Геометрическое нивелирование - это метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют прибор, который называется нивелиром. Геометрическое нивелирование широко применяется в геодезии и строительстве. Нивелирование выполняется горизонтальным визирным лучом с помощью нивелира. Превышение одной точки над другой определяется непосредственно из отсчётов, которые берутся по рейкам с помощью горизонтального луча зрения. Геометрическое нивелирование в зависимости от преследуемой цели делится на две категории. К первой категории относится геометрическое нивелирование, которое выполняется с целью получения системы опорных высотных пунктов I, II, III и IV классов. Нивелирование первой категории называется государственным. Геометрическое нивелирование второй категории производится для нужд строительства и инженерных изысканий. Оно называется техническим нивелированием. В результате государственного нивелирования получают сеть марок и реперов, расположенных на территории страны по определённому плану. Марки и реперы служат исходными точками для технического нивелирования. Для производства геометрического нивелирования необходимы специальные инструменты - нивелиры и нивелирные рейки.

2) Тригонометрическое нивелирование - это метод определения превышения по измеренному углу наклона и расстоянию между точками. Его применяют при топографических съемках и при определении больших превышений. Оно выполняется наклонным визирным лучом c помощью теодолита. Здесь превышения точек определяются путём вычислений по формулам тригонометрии, исходя из расстояния между точками и угла наклона визирного луча к горизонту. Тригонометрическое нивелирование называется также геодезическим. Если при этом нивелировании расстояния между точками определяются дальномером, то оно носит название тахеометрического нивелирования. Тригонометрическое нивелирование применяется для получения точек высотной рабочей основы, а также в целях пополнения высотных данных при составлении мелкомасштабных карт и т. д. Тригонометрическое нивелирование может производиться любым инструментом, имеющим вертикальный круг.

3) К физическому нивелированию относят методы, основанные на использовании различных физических явлений: метод, гидростатического нивелирования нивелирования, основанный на применении сообщающихся сосудов; барометрического нивелирования, основанный на определении превышений по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках; радиолокационного нивелирования, основанного на отражении электромагнитных волн от земной поверхности и определении времени их прохождения. При таком нивелировании превышения точек получаются с помощью физических приборов (гидростата, барометра, термометра и др). В основе гидростатического нивелирования лежит свойство свободной поверхности: жидкости в сообщающихся сосудах всегда находятся на одном уровне. При барометрическом нивелировании применяется барометр. В этом случае превышения определяются по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках. Барометрическое нивелирование применяется при высотном обосновании аэросъёмок мелкого масштаба, при географических исследованиях и различного рода рекогносцировках.

-Метод гидростатического  нивелирования применяют в производстве  строительно-монтажных работ для  выверки конструкций в стесненных условиях. Его часто используют при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений.

-Барометрическое  нивелирование применяют в начальный этап инженерных изысканий.

-Радиолокационное  нивелирование выполняют при  аэрофотосъемке местности.

4) Автоматическое  нивелирование осуществляют с  помощью специальных приборов, устанавливаемых на автомобилях, железнодорожных вагонах. При автоматическом нивелировании сразу вычерчивается на специальной ленте профиль местности. Этот метод находит применение при изысканиях линейных сооружений и для контроля положения железнодорожных путей.    [ Анисимов, В.А. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС , 2009, -150 с.]