Головна

Вплив кривизни землі і рефракції на вимірюваний перевищення

  1. I. Процес об'єднання Італії і його вплив на систему міжнародних відносин
  2. II. Процес об'єднання Німеччини і його вплив на систему міжнародних відносин
  3. Антропогенний вплив на навколишнє середовище
  4. Аргументи і їх вплив на ефективність спілкування
  5. Аренда землі. Чистий економічна рента
  6. Біологічні ритми та їх вплив на працездатність людини
  7. Біосфера як оболонка Землі

Розглянемо схему геометричного нівелювання з середини з більшою строгістю (ріс.4.32). Рівень поверхні не є плоскими, вони сферичні, тому рейки, встановлені в точках А і В перпендикулярно рівень поверхні, будуть непаралельні між собою. Рамка вісь труби нівеліра, встановленого між точками А і В, горизонтальна. Вона перетнула б рейки в точках С і D, якби світловий промінь розповсюджувався в атмосфері строго прямолінійно. Однак в реальній атмосфері промінь світла йде за деякою кривою, яка називається рефракційної кривої. Під впливом рефракції предмет видно трохи вище свого дійсного положення.

Ріс.4.32

В результаті рефракції візирний промінь буде займати положення C'JD ', і відліки по рейках будуть рівні відрізкам:

a = C'A і b = D'B.

Для виведення формули перевищення знадобиться ще лінія MJN, що зображає уровенную поверхню точки J нівеліра; вона перетинає рейки в точках M і N.

Перевищення точки В відносно точки А дорівнюватиме різниці відрізків МА і NB:

h = MA - NB. (4.55)

Далі з рис.5.5 слід

MA = AC - MC і NB = BD - DN.

Відрізки MC і DN висловлюють вплив кривизни Землі на висоту точок; воно залежить від відстані S і радіуса кривизни R. Відповідно до формули (1.5) знайдемо відрізки MC і DN:

MC = p1 = S21 / 2 * R,

DN = S22 / 2 * R;

тут S1 - відстань від нівеліра до точки А;
 S2 - відстань від нівеліра до точки В.

Відрізки AC і BD також висловимо через їх частини:

AC = AC '+ C'C і BD = BD' + D'D,

де AC'- відлік по задній рейці, AC '= a;
 BD'- відлік по передній рейці, BD '= b.

Відрізки C'C і D'D висловлюють вплив рефракції. Рефракційну криву приймають за дугу кола радіуса R1. Встановлено, що поблизу земної поверхні радіус рефракційної кривої коливається від шести до семи земних радіусів. Відношення R / R1 називається коефіцієнтом вертикальної рефракції і позначається буквою k; отже, R1 = R / k. Значення k лежать в межах 0.14 - 0.16.

Для відрізків C'C і D'D отримуємо такі вирази:

C'C = r1 = S21 / 2 * R1, D'D = r2 = S22 / 2 * R1.

Підставивши замість R1 вираз R / k, остаточно отримаємо:

r1 = (S21 / 2 * R) * k = p1 * k,
 r2 = (S22 / 2 * R) * k = p2 * k.

Повернемося до формули (4.55) і підставимо в неї послідовно

h = (AC - MC) - (BD - DN),

h = (AC '+ C'C - MC) - (BD' + D'D - DN),

h = (a + p1 * k - p1) - (b + p2 * k - p2),

h = (a - b) - [p1 * (1 - k) - p2 * (1 - k)].

Позначимо через f спільне вплив кривизни Землі і рефракції на відлік по рейці:

f1 = p1 * (1 - k), f2 = p2 * (1 - k), (4.56)

тоді

h = (a - b) - (f1 - f2). (4.57)

далі

f1 - f2 = (1 - k) * (p1 - p2),

f1 - f2 = [(1 - k) / 2 * R] * (S21 - S22). (4.58)

Якщо S1 = S2, то f1- f2 = 0 і h = a - b.

Висновок: при нівелюванні строго з середини вплив кривизни Землі і рефракції майже повністю виключається. Це - перше теоретичне обгрунтування нівелювання з середини. Вплив рефракції може бути виключено в повному обсязі, так як умови проходження променя до задньої і передньої рейок можуть відрізнятися. Інструкція дає строгий допуск на нерівність відстаней до задньої і передньої рейок: для нівелювання IV класу цей допуск дорівнює 5 м, а для нівелювання I класу - 0,5 м.

4.4.1.2. Нівеліри: їх пристрій, повірки, дослідження

Згідно ГОСТ 10528 - 76 в нашій країні випускаються нівеліри трьох типів: високоточні з помилкою вимірювання перевищення не більше 0.5 мм на 1 км ходу, точні з помилкою вимірювання перевищення 3 мм на 1 км ходу і технічні з помилкою вимірювання перевищень 10 мм на 1 км ходу .

Нівеліри всіх типів можуть випускатися або з рівнем на трубі, або з компенсатором нахилу візирної лінії труби. При наявності компенсатора в шифрі нівеліра додається буква К, наприклад, Н-3К. У нівелірів Н-3 і Н-10 допускається наявність горизонтального лімба; в цьому випадку в шифрі нівеліра додається буква Л, наприклад, Н-10Л.

Нівелір з рівнем при трубі зображений на ріс.4.33.

Зорова труба і рівень при ній є найважливішими частинами нівеліра.

Елеваціонний гвинт служить для приведення візирної лінії труби в горизонтальне положення. З його допомогою піднімають або опускають окулярний кінець труби; при цьому пухирець рівня переміщається і коли він буде точно в нуль-пункті, візирна лінія повинна встановлюватися горизонтально.


 1 - зорова труба; 2-циліндричні рівень при трубі;
 3 - елеваціонний гвинт; 4 -установочний круглий рівень (на малюнку не показаний);
 5,6 - закріпний і мікрометренний гвинти азимутального обертання;
 7 -ось;
 8 -підставка з трьома підйомними гвинтами.

Ріс.4.33

Циліндричний рівень зазвичай контактний; зображення контактів бульбашки передається системою призм в поле зору труби, що дуже зручно, так як спостерігач бачить відразу і рейку, і рівень.

Для нівеліра з рівнем при трубі виконуються три повірки.

1. Вісь циліндричного рівня і візирна лінія труби повинні бути паралельні і лежати в паралельних вертикальних площинах - це умова називається головною умовою нівеліра з рівнем при трубі. Перша частина головної умови перевіряється подвійним нівелюванням вперед. На місцевості забивають два кілочка на відстані близько 50 м один від іншого. Нівелір встановлюють над точкою А так, щоб окуляр труби знаходився на одній вертикальній лінії з точкою (ріс.4.34-а). Від кілочка до центру окуляра вимірюють висоту інструмента i1. Потім рейку ставлять в точку В, наводять на неї трубу нівеліра, приводять бульбашку рівня в нуль-пункт і беруть відлік по рейці b1. Потім нівелір і рейку міняють місцями, вимірюють висоту інструмента i2, приводять бульбашку рівня в нуль-пункт і беруть відлік по рейці b2 (ріс.4.34б).

Нехай головна умова нівеліра не виконується, і при положенні бульбашки рівня в нульпункта візирна лінія не горизонтальна, а складає з віссю рівня деякий кут i. Тоді замість правильного відліку b0 1 виходить помилковий - b1. Помилку відліку позначимо x, і перевищення точки В відносно точки А дорівнюватиме:

h = i1 - (b1 + x).

При положенні нівеліра в точці В перевищення точки А відносно точки В:

Ріс.4.34

h '= i2 - (b2 + x).

Але h = - h ', тому

i1 - (b1 + x) = - [i2 - (b2 + x)].

Звідси отримуємо:

x = 0.5 * (i1 + i2) - 0.5 * (b1 + b2). (4.59)

Якщо x виходить більше 4 мм, необхідно виконати юстування рівня, тобто усунути кут i. Для цього елеваціонним гвинтом нахиляють трубу нівеліра до тих пір, поки відлік по рейці НЕ буде дорівнює правильному відліку:

b02 = b2 + x,

при цьому пухирець рівня піде з нуль-пункту. Виправними гвинтами рівня приводять пухирець в нуль-пункт і повторюють перевірку заново. Повна програма перевірки головної умови включає ще перевірку паралельності вертикальних площин, проведених через візирну лінію труби і вісь рівня; порядок цієї перевірки викладено в [15] на стор.62.

При нівелюванні строго з середини помилка відліку по рейці через невиконання головної умови нівеліра не впливає на величину вимірюваного перевищення (ріс.4.35)

Ріс.4.35

2. Вісь круглого настановного рівня повинна бути паралельна осі обертання нівеліра. Наводяться пляшечку круглого рівня в нуль-пункт, потім повертають нівелір по азимуту на 180o. Якщо бульбашка відхилився від нуль-пункту, то на половину відхилення його переміщують за допомогою підйомних гвинтів і на половину - виправними гвинтами круглого рівня.

Існує й інший, більш надійний спосіб перевірки круглого рівня: спочатку ретельно встановлюють вісь обертання нівеліра в прямовисне положення за допомогою елеваціонний гвинта і циліндричного рівня при трубі, потім виправними гвинтами круглого рівня приводять його бульбашка в нуль-пункт.

3. Горизонтальна нитка сітки ниток повинна бути перпендикулярна осі обертання нівеліра, тобто бути горизонтальною. Рейку ставлять в 30 - 40 м від нівеліра і закріплюють її, щоб вона не хиталася. Потім беруть відлік по рейці при трьох положеннях її зображення: в центрі поля зору, зліва від центру і праворуч. Якщо відліки відрізняються один від іншого більш, ніж на 1 мм, то сітку ниток потрібно розгорнути.

Припускаючи, що сітки ниток строго перпендикулярні, можна перевірити вертикальність вертикальної нитки. Для цього в 20 м від нівеліра підвішують схил, наводять на нього трубу і перевіряють збіг вертикальної нитки сітки з ниткою виска.

Найважливішими характеристиками нівеліра, визначальними точність вимірювання перевищень, є збільшення зорової труби і ціна ділення циліндричного рівня при трубі. За цими характеристиками визначає придатність нівеліра для виконання робіт заданої точності. Щоб отримати чисельні значення збільшення труби і ціни поділки рівня, виконують відповідні дослідження нівеліра.

 



Попередня   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   Наступна

зорові труби | Поняття про компенсатори кута нахилу | Принцип вимірювання горизонтального кута | пристрій теодоліта | Механізації тваринницьких дослідження теодоліта | Способи вимірювання горизонтальних кутів | Вимірювання вертикальних кутів | мірні прилади | Оптичні далекоміри | Поняття про Светодальномер |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати