Kognitívne fakty o všetkom / tvorenie / Nivelácia je ... Trigonometrická nivelácia. Vyrovnávacie typy

Vyrovnávanie je ... trigonometrické vyrovnávanie. Druhy nivelácie

Nivelácia je typ geodetického merania.Pomocou nej sa zistia relatívne výšky rôznych bodov na zemskom povrchu. Prirodzené objekty, ako sú rieky, moria, oceány, polia alebo iné počiatočné body, je možné pri týchto meraniach považovať za podmienenú hladinu. Vyrovnávanie je v skutočnosti určenie hodnoty prebytku povrchu každého objektu nad daným (referenčným). Takéto merania sú potrebné na zostavenie presného reliéfu študovanej oblasti. V budúcnosti sa tieto údaje použijú pri zostavovaní plánov územia, máp alebo pri riešení konkrétnych aplikovaných problémov.

Aké typy nivelácie existujú?

Takéto merania je možné uskutočniťrôznymi metódami, ktoré sa líšia použitým vybavením alebo technológiou. Zvážme, aké sú hlavné typy nivelácie. Najbežnejších je päť metód: geometrické, trigonometrické, barometrické, mechanické a hydrostatické meranie povrchu. Poďme sa s každým z nich zoznámiť podrobnejšie.

Geometrické vyrovnanie

Pri tejto metóde merania terénu použitešpeciálne geometrické koľajnice a nivelačné zariadenie. Princíp streľby spočíva v inštalácii palice s ťahmi a deleniami v požadovanom bode blízko študovaného povrchu. Potom sa pomocou vodorovného zameriavacieho lúča zmeria výškový rozdiel. Geometrické vyrovnanie sa vykonáva podľa princípu „zo stredu“ alebo „vpred“. Pri meraní prvou metódou sú tyče inštalované v dvoch bodoch povrchu, zariadenie je umiestnené medzi nimi v rovnakej vzdialenosti. Výsledkom prieskumu sú údaje o prebytku jednej z tyčí nad druhou. Druhá metóda je klasická - jedno zariadenie a jedna koľajnica. Tieto metódy vyrovnávania sú najbežnejšie. Našli uplatnenie pri stavbách ako malých objektov (domy), tak aj veľkých (mosty).

Trigonometrická nivelácia

S týmto typom meracích prácje zvykom používať špeciálne goniometrické prístroje, ktoré sa nazývajú teodolity. Pomocou nich sa odoberajú informácie o uhloch sklonu lúča zameriavača, ktorý prechádza dvojicou daných bodov na povrchu. Trigonometrická nivelácia sa často používa pri topografických meraniach na stanovenie rozdielov vo výškach dvoch objektov, ktoré sú v značnej vzdialenosti od seba, ale v zóne optickej viditeľnosti zariadenia.

Barometrické meranie povrchu

Barometrická nivelácia je metódamerania založené na závislosti atmosférického tlaku vzduchu na výške bodu určeného povrchu. Proces čítania sa vykonáva pomocou barometra. Tento vyrovnávací systém musí brať do úvahy množstvo korekcií skutočnej teploty vzduchu a jeho vlhkosti. Táto metóda našla uplatnenie v ťažko dostupných oblastiach (napríklad v horských podmienkach) počas rôznych geografických a geologických expedícií.

Mechanické (technické) meranie povrchu

Technická nivelácia znamenápoužitie špeciálneho zariadenia - automatické nivelačné zariadenie. Pomocou nej sa v automatickom režime nakreslí profil študovanej oblasti pomocou trecieho kotúča, ktorý fixuje prejdenú vzdialenosť, a nainštalovanej olovnice, ktorá nastavuje vertikálu. Takéto zariadenie sa zvyčajne inštaluje na vozidlo a poháňa sa z jedného bodu, ktorý sa má určiť, do druhého. Technické vyrovnanie umožňuje určiť výškový rozdiel medzi študovanými objektmi, vzdialenosť medzi nimi a profilom terénu, ktorý je zafixovaný na špeciálnej fotografickej páske.

Hydrostatické meranie povrchu

Hydrostatické vyrovnanie je metóda, ktorázaložené na princípe činnosti komunikujúcich plavidiel. Streľba týmto spôsobom sa uskutočňuje pomocou hydrostatického zariadenia, ktoré pracuje s chybou až dva milimetre. Takáto hladina je zostavená z dvojice sklenených trubíc spojených hadicou, tento systém je naplnený vodou. Proces merania sa vykonáva nasledujúcim spôsobom - rúrky sú pripevnené k koľajniciam, na ktorých je použitá stupnica. Potom sú tyče nainštalované v blízkosti študovaných objektov, číselná hodnota rozdielu medzi týmito dvoma úrovňami je označená rozdelením. Táto konštrukcia má významnú nevýhodu, a to obmedzenie meracieho limitu, ktoré je určené dĺžkou hadice.

Popísané metódy nivelácie (okremmechanické) sú veľmi jednoduché a nevyžadujú od operátora konkrétnu vedomostnú základňu, preto sa často používajú v stavebníctve a iných sférach národného hospodárstva.

Triedy merania

Okrem postupu meranianivelácia sa zvyčajne delí triedami presnosti. Každá z nich zodpovedá určitému typu a spôsobu získavania informácií. Zvážme, aké nivelačné triedy existujú.

Prvá trieda sa považuje za veľmi presnú. Zodpovedá to strednej náhodnej chybe štvorca 0,8 milimetra na kilometer a systematickej chybe 0,08 mm / km.
Druhá trieda sa tiež považuje za vysoko presnú. Chyba tu je však o niečo vyššia - chyba so strednou kvadratickou hodnotou je 2,0 mm / km a systematická chyba 0,2 mm / km.
Tretia trieda. Zodpovedá to chyba stredného kvadratického priemeru 5,0 mm / km a systematická chyba sa neberie do úvahy.
Štvrtý ročník. Zodpovedá to chyba stredná-druhá mocnina rovná 10,0 mm / km, systémová chyba sa tiež nezohľadňuje.

V závislosti na vlastnostiach terénu apridelené úlohy prieskumu je možné použiť rôznymi spôsobmi vykonávania údajov prieskumu. Napríklad pozdĺž mnohouholníkov, pozdĺž rovnobežných čiar alebo vyrovnať povrch do štvorcov. Posledná uvedená metóda je najrozšírenejšia; široko sa používa na zber údajov z veľkých otvorených plôch s relatívne nízkou výškou prierezu. Zvážme to podrobnejšie.

Rozdelenie podľa štvorcov

Vyrovnanie povrchu touto metódousa vykonáva za účelom získania topografických rozsiahlych plánov rovinatých území. Hladká poloha kontrolných bodov sa určuje položením teodolitových pohybov. A výšky - metódou geometrického merania pomocou technických úrovní. Proces získavania údajov je možné vykonať dvoma rôznymi spôsobmi: kladením vyrovnávacích vrstiev s postupným členením prierezov a štvorcov.

Vyrovnávanie pomocou štvorcov vykonávalámanie sa o zem pomocou meracieho pásma a teodolitu (mriežka s bunkovou stranou dvadsať metrov) pri meraní v mierkach 1: 500 a 1: 1000, štyridsať metrov - pri streľbe v mierke 1: 2000 a sto metrov v čase 1: 5000.

Zároveň sa vykonáva fixáciasituácie skúmaného územia a je vypracovaný náčrt. Tento postup sa vykonáva rovnakým spôsobom ako pri prieskume teodolitu. Okrem vrcholov komôr sú na teréne upevnené charakteristické reliéfne objekty - plusové body: vrchol a základňa kopca, dno a okraje jamy, body na líniách prepadu a povodia a ďalšie.

Ospravedlnenie natáčania vytvárakladenie na vonkajších hraniciach mriežky štvorcov nivelačných a teodolitických ťahov, ktoré sa potom viažu na body jednotnej štátnej siete. Výšky plusových bodov a vrcholy buniek sa určujú metódou geometrického vyrovnania. Ak je dĺžka strany štvorca štyridsať metrov alebo menej, potom sa pokúsia zmerať všetky body, ktoré sa majú určiť, z jednej stanice. Vzdialenosť od zariadenia k lište by nemala presiahnuť 100 - 150 metrov. Ak je strana štvorca sto metrov, potom je úroveň umiestnená do stredu každej bunky. Podľa terénneho prieskumu terénu metódou štvorcov sa zostavuje nivelačný denník a osnova meraní.

Štvorcový nivelačný protokol a obrys

Protokol zaznamenáva veľkosť stranybunky, odkazovanie na súradnicovú mriežku na pohyby teodolitu (geodetické zdôvodnenie). Okrem toho je indikovaná väzba na terénne objekty - jazerá, kopce atď. Je tiež potrebné poznamenať, z akej polohy sa vykonalo vyrovnanie terénu. Výsledky streľby každého zo štvorcov sa zapíšu do obrysu. V hornom a plusovom bode každej bunky sú zobrazené hodnoty z čiernej strany dosky (v metroch), ako aj vypočítané výšky. Tento výpočet sa vykonáva pozdĺž horizontu nástroja. Výšky vrcholov buniek sa určia ako rozdiel medzi horizontom náradia na stanici a údajom pozdĺž osnovy.

Za účelom kontroly procesu merania povrchupre dva vrcholy buniek sa vyrovnanie vykonáva z dvoch rôznych staníc. Vypracovanie plánu založeného na získaných materiáloch na zachytenie povrchových údajov sa začína upevnením na tablete na súradniciach bodov jednotnej štátnej geodetickej siete, objektoch odôvodnenia prieskumu (nivelačné a teodolitické pohyby), plus bodoch, vrcholoch štvorcov a a situácia.

Metóda aplikácie

Pri vyrovnávaní územia pomocou aplikačnej metódyteodolit a vyrovnávacie chodby s rozpadom na priemery, sú položené pozdĺž prirodzených charakteristických čiar danej oblasti, napríklad pozdĺž prehrádzok alebo povodí. V takýchto dielach by sa mali prierezy a kolíky rozdeliť každých štyridsať metrov pri streľbe v mierke 1: 2000 a každých dvadsať metrov pri streľbe v mierke 1: 1000 a 1: 500. V inflexných bodoch svahov sú označené plus objekty. V procese štiepenia piketov by sa mala zaznamenať situácia a mali by sa vypracovať osnovy. Položky vyrovnávania sa vykonávajú v denníku. Označuje poradové číslo piketov, hodnoty pozdĺž červenej a čiernej strany koľajníc, vzdialenosť plusových objektov od najbližších piketov. Na základe výsledkov nivelizácie je vypracovaný topografický plán územia, priečne a pozdĺžne profily terénu.

Je vhodné merať povrchplochy navrhovanej lokality pre terénne úpravy a vertikálne plánovanie územia. Príkladom je návrh krajiny v okolí akejkoľvek architektonickej pamiatky alebo záhradná záhradná zóna.

Čo je úroveň?

Vykonať geometrické meranieteréne, ktorý sa v stavebníctve hojne využíva, sa používajú úrovne rôznych prevedení. Tieto zariadenia sa podľa svojho princípu činnosti zvyčajne delia na: elektronické, laserové, hydrostatické a opticko-mechanické. Všetky úrovne sú vybavené ďalekohľadom rotujúcim v horizontálnej rovine. Moderná konštrukcia takého meracieho prístroja umožňuje automatickú kompenzáciu nastavenia vizuálnej osi v pracovnej polohe.

História vyrovnávania

Prvá informácia, ktorá sa dostala k modernejčlovek o vykonaní nivelácie, sa odvoláva na prvé storočie pred n. l., konkrétne na stavbu zavlažovacích kanálov v starovekom Grécku a Ríme. Historické dokumenty spomínajú zariadenie na meranie vody. Jeho vynález a použitie sú spojené s menami starogréckeho vedca Herona z Alexandrie a rímskeho architekta Marka Vitruvia. Impulzom pre vývoj týchto meracích prístrojov a nivelačných metód bolo vytvorenie ďalekohľadu, barometra, valcovej vodováhy a gradovacej mriežky v ďalekohľadoch. Tieto vynálezy sa datujú do 16. - 17. storočia a umožňujú vývoj systému na presné zameranie zemského povrchu.

V Rusku bol v čase Petra Veľkého založenýoptická dielňa, kde sa okrem iného vyrábali vodováhy, až potom sa nazývali vodováhy s rúrkou. IE Beljajev sa zaoberal vývojom úrovní v dielni. V rovnakom období sa objavili prvé meracie prístroje založené na barometroch. Na začiatku devätnásteho storočia sa objavili prvé trigonometrické hladiny, pomocou ktorých sa vykonali veľmi rozsiahle práce na stanovenie rozdielov v hladinách Azovského a Čierneho mora, merala sa výška pohoria Elbrus. Používanie geometrických nástrojov bolo zaznamenané v polovici devätnásteho storočia. Takže v roku 1847 boli použité pri stavbe Suezského prieplavu. U nás sa pri stavbe vodných a pozemných komunikácií používalo geometrické vyrovnanie povrchu. Rok 1871 sa považuje za začiatok vytvárania národnej štátnej siete. Potom sa začali práce na upevňovaní a inštalácii bodov, ktoré slúžili ako základ pre topografický prieskum.

Aplikácia na vyrovnanie

Výsledkom vyrovnania je vytvoreniejednotná referenčná geodetická sieť, ktorá slúži ako základ pre vykonávanie topografických meraní terénu alebo rôznych geodetických meraní. Geodetické práce sa často používajú na výskumné a vedecké účely: pri skúmaní sveta, pohybu zemskej kôry, na stanovenie výkyvov v hladinách morí a oceánov.

Pri riešení sa používa aj niveláciarôzne aplikované úlohy, ktoré sú spojené so stavbou rôznych objektov, kladením komunikačných liniek, inžinierskych komunikácií a pod. Napríklad je potrebné vykonať terénne meranie na uskutočnenie prevodu konštrukčných riešení do výšky, navyše pri montážnych prácach na inštalácii stavebných konštrukcií. Pri riešení týchto problémov sa vždy používajú údaje získané geodetickou službou. Tiež priamo na riešenie rôznych vysoko špecializovaných úloh sa používajú systémy automatického získavania informácií. Medzi také úlohy patrí napríklad oprava a výstavba cesty. Senzory obsiahnuté v automatickom nivelačnom prístroji sú inštalované na železničných vozňoch, automobiloch, vďaka čomu sa v čo najkratšom čase získa hotový profil skúmanej oblasti.

Moderné technológie

Dnes sa kvôli neobvykle rýchlemu rozvoju vedy a techniky na vyrovnávanie povrchov používa rôzne technické know-how.

Laserové. Ich práca je založená na čítaní parametrov terénu pomocou laserového skenovacieho zariadenia.
Ultrazvukové. Hlavným prvkom takéhoto zariadenia je ultrazvukový menič, ktorý vysiela vlny.
Technológia GNSS, ktorá je spojená so získavaním informácií o aktuálnych súradniciach pomocou satelitnej komunikácie. Takéto zariadenie poskytuje veľmi vysokú presnosť vyrovnania.

Na zabezpečenie efektívneho spracovania veľkýchpočet informačných tokov získaných v procese aplikácie vyššie uvedeného know-how si vyžaduje prítomnosť vhodného špeciálneho softvéru, ktorý bude vykonávať úlohy spojené s ukladaním, správou, vizualizáciou a spracovaním údajov.

Moderné nivelačné systémy pri stavbe ciest

V modernom cestnom staviteľstveautomatizované systémy sú široko používané. Umožňujú vám ovládať zariadenie na stavbu ciest s prihliadnutím na jeho aktuálnu polohu. Automatické vyrovnanie koľaje sa súčasne vyznačuje vysokou presnosťou vykonaných prác, čo výrazne zvyšuje kvalitu vyrobenej vozovky a skracuje dobu výstavby. Takéto zariadenia, inštalované na asfaltových finišeroch, cestných frézach, buldozéroch, vám umožňujú eliminovať poškodenia a chyby starého povrchu pri kladení novej vrstvy. Tieto úrovne riadia priečny sklon vozovky, uskutočňujú ho podľa parametrov určených v projekte. Moderné systémy merania povrchu pre cestné stavebné stroje sú rozdelené do niekoľkých typov v závislosti od použitej technológie.