Виды нивелирных ходов

Нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки («нуля высот») или над уровнем моря. Нивелирование является одним из видов геодезических измерений, которые производятся для создания высотной опорной геодезической сети, при топографической съёмке, а также в целях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений, железных и шоссейных дорог и т.д. Результаты нивелирования используются в научных исследованиях по изучению фигуры Земли, колебаний уровней морей и океанов, вертикальных движений земной коры и т.п.
При анализе и сопоставлении результатов измерений, можно точно отобразить рельеф на топографических картах, разработать проекты организационно-строительной деятельности.
Работы по измерению разности высот называется нивелиром.
Современные нивелиры по конструкции делятся на три вида:
• Оптический нивелир;
• Цифровой нивелир;
• Лазерный нивелир.
Каждый из видов имеет свои конструктивные особенности, сферу использования и точность измерения.

Виды нивелирования

В настоящий момент применяют семь разновидностей выполнения измерений. Каждый вид зависит от конкретного случая и сложности выполнения поставленных задач.

Геометрическое нивелирование

Геометрическое нивелирование – метод определения превышений путем визирования горизонтальным лучом. Сущность геометрического нивелирования сводится к определению превышений между точками горизонтальным лучом.
Чтобы выполнить такое измерение, нужен горизонтальный луч визирования и отсчетная шкала. Такой луч генерируется при помощи нивелира, а отсчетной шкалой является рейка со шкалой.
При этом виде нивелирования, превышения между точками получают как разность отсчетов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет одной постановки прибора получить превышения не более длины рейки, поэтому при больших высотных перепадах местности его эффективность и точность падают.

По способу определения планового положения снимаемых очертаний и нивелируемых точек выделяют следующие методики нивелирования поверхности:
• по квадратам (при условии гладкой местности);
• по параллельным линиям (в лесистой местности);
• по магистралям (при выраженном рельефе).

Барометрическое нивелирование

Барометрическое нивелирование – один из методов нивелирования, основанный на установленной Блезом Паскалем в 1647 связи давления воздуха с высотой точки над уровнем моря
Метод необходим, чтобы измерить превышение перепада атмосферного давления. Измерения проводятся в разных отметках необходимой территории.
Данный метод, основывается на использовании зависимости между атмосферным давлением и высотой точек на местности. В этом методе не требуется взаимная видимость между точками, но точность барометрического нивелирования сравнительно невысока из-за недостаточно точного учета влияния многих факторов, связанных с физикой атмосферы и другими причинами.
В данном методе используются барометр. Им измеряют давление и, сопоставляя показатели, определяется превышение. Из-за зависимости полученных измерений от погодообразования, погрешность может варьироваться от полуметра до двух. Данный метод применяется на начальном этапе работ.

Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическое нивелирование – метод определения разностей высот точек (превышений) на какой либо поверхности основанный на простой связи угла наклона визирного луча и расстоянием между точками.
Чтобы измерить вертикальные углы, применяют геодезическое оборудование: тахеометр, теодолит – чтобы определить угол наклона, дальномер – измерить расстояние. Погрешность – максимум 40 мм на 100 м. Ограниченно применение в горной и холмистой местности.

Гидростатическое нивелирование

Гидростатическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с помощью сообщающихся сосудов с жидкостью.
Жидкость в емкости устанавливается по одному уровню, а поверхность расположена под прямым углом по направлению к силе тяжести, что дает возможность определить превышение. Применяется, чтобы получить небольшие измерения. Погрешность сопоставима с геометрическим нивелированием.

Стереофотограмметрическое нивелирование

Стереофотограмметрическое нивелирование – это определение высот точек местности посредством измерения стереопар аэрокосмических и наземных снимков, при помощи наземной (теодолит со встроенным фотоаппаратом) и летательной техники (аэрофотоаппарат).
Это основной метод, применяемый для топографии и картографии местности.

Механическое нивелирование

Механическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки методом автоматического вычерчивания профиля местности и измеряемому расстоянию.
Применяется в качестве контроля расположения автомобильных, железных дорог и прочих линейных конструкций.
При помощи особых датчиков, зафиксированных на транспорте, на листе вырисовывается профиль местности.

Радиолокационное нивелирование

Радиолокационное нивелирование – вид геодезических измерений основанный на методе получения абсолютных высот с летательных аппаратов, используя специальные высотометры.

Основные способы нивелирования

Выделяют пару способов, они отличаются от положения нивелира в нивелируемых точках:

Нивелирование из середины. Нивелир ставится посередине между заданными точками, в самих точках рейки. Точка А – задняя, В – передняя.
Визирная ось нивелира приводится в горизонтальное положение и поочередно наводится на А, а потом на В, получаются расчеты а и b. Формула превышения между точками: h = a — b;

Нивелирование вперед. Над точкой А устанавливается нивелир таким образом, чтобы визир находился на одной отвесной линии с точкой. Рейка устанавливается на точке В. Измеряется высота i над точкой А и берется отсчет b по рейке. Формула превышения между точками: h = i — b.

Выполняя последовательное нивелирование – получается нивелирный ход.