Геометричне нівелювання. Основні формули геометричного нівелювання. Класи нівелювання

Геометричне нівелювання виконується двома способами: "із середини" і "вперед". При нівелюванні способом : "із середини" (рис. У.3,а) в точках А і В встановлюють вертикально нівелірні рейки, а приблизно посередині між ними - нівелір, який приводять у горизонтальне положення і трубу його наводять спочатку на задню рейку й беруть відлік "задній" (а), потім наводять на передню рейку і беруть відлік "передній" (Ь). Як видно з рис. У.3,а, перевищення буде:

(У.1)

тобто перевищення при нівелюванні способом "із середини" дорівнює відліку на задню рейку (3) мінус відлік на передню рейку (П).

При нівелюванні способом "вперед" нівелір встановлюють на точці "А" й визначають висоту інструмента "і" (висота візирної осі нівеліра над точкою А). На точці "В" встановлюють рейку і, привівши, візирну вісь нівеліра у горизонтальне положення, беруть відлік "Ь" по рейці. Як видно з рис. У.3,б, перевищеннябуде:

(У.2)

Тобто, перевищення при нівелюванні способом "вперед" дорівнює висоті інструмента мінус відлік по рейці.

В обох випадках (рис. У.3,а і У.3,б) висота наступної точки (Нв) буде дорівнювати висоті попередньої точки (Нд) плюс перевищення між цими точками:    (У.3)

Перевищення (Ь) може бути додатнім і від'ємним.

Більш точним вважається нівелювання способом "із середини", оскільки при ньому автоматично ліквідуються деякі похибки, зокрема непаралельність візирної осі нівеліра і осі циліндричного рівня, а також помилка за рахунок кривизни Землі та рефракції^[1].

Висоту візирної осі нівеліра (рис. У.3) над рівневою поверхнею називають горизонтом інструмента (Г.І.). Вона дорівнює висоті точки плюс відлік по чорній стороні нівелірної рейки, що стоїть на цій точці:

З рис. У.3,а видно, що : (V.4)

Тобто, висота точки дорівнює горизонту інструмента мінус відлік по рейці, що стоїть на цій точці.

Через горизонт інструмента зручно обчислювати відмітки (висоти), коли нівелюють із однієї станції кілька точок. Формули (У.1), (У.2), (У.3) і (У.4) є основними формулами геометричного нівелювання.

Нівелювання називається простим, якщо перевищення між двома точками місцевості визначають з однієї станції. Станцією називають місце постановки нівеліра у процесі вимірювання. Нівелювання між значно віддаленими точками проводять з кількох станцій, які утворюють нівелірний хід. Таке нівелювання називають послідовним або складним.

Якщо у нівелірному ході послідовно визначити перевищення між точками А і В, В і С, Сі Б ... К і Ь, то перевищення між початковою точкою А і кінцевою точкою Ь нівелірного ходу дорівнюватиме сумі всіх перевищень, тобто

Геометричне нівелювання поділяється на нівелювання І, II, III і ІУ класів і технічне нівелювання.

Нівелювання І, II, III і ІУ класів складає нівелірну сітку, яка є висотною основою топографічних зйомок всіх масштабів і геодезичних вимірювань, які проводяться для задоволення потреб народного господарства і оборони країни. Нівелірна сітка І і II класів є головною висотною основою єдиної системи висот на всій території країн СНД. Вона також призначається для наукових цілей, пов'язаних із вивченням коливань земної кори. Периметри полігонів нівелювання І і II класів на європейській території СНД складають відповідно 2800 і 600 км.

Нівелірні сітки III і ІУ класів і технічного нівелювання служать висотною основою топографічних зйомок і призначаються для вирішення різних інженерних задач. Наприклад, при складанні проектів міжгосподарського і внутрігосподарського землевпорядкування сільськогосподарських підприємств, проектуванні і будівництві доріг, зрошувальних і осушувальних систем і т.п.