Geometrické vyrovnání

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 6. května 2020; kontroly vyžadují 6 úprav .

Geometrická nivelace je metoda pro určování nadmořských výšek zaměřováním vodorovným paprskem. Podstata geometrické nivelace spočívá v určení přebytků mezi body vodorovným paprskem. Při provádění geometrické nivelace se používá nivelace a kolejnice. Zaměřovací osa nástroje se uvede do vodorovné polohy, poté se odečítají údaje na stupnici svisle instalovaných vyrovnávacích lišt. [1] [2] [3] [4] .

Jednoduché vyrovnání

Nivelace se nazývá jednoduchá, když se přebytek od počátečního k určeným bodům měří z jedné instalace přístroje. [5] .

Technologická schémata jednoduché nivelace

Existují 3 hlavní technologická schémata jednoduché geometrické nivelace "nivelace od středu", "nivelace vpřed" a kombinovaná metoda

Nivelace "od středu"

Při pokládce nivelačních tahů se používá metoda „nivelace od středu". Hlavní metodou geometrické nivelace je nivelace „od středu".

Tato metoda je založena na větě o vertikálním úhlu. Umožňuje kompenzovat hlavní chybu geometrické podmínky nivelety (nerovnoběžnost mezi osou válcové nivelety a zaměřovací osou).

Zaměřovací dalekohled hladiny se nasměruje na kolejnici, nainstaluje se do bodu s počáteční výškou ( benchmark ) a provede se odečet . Při zaměřování na 2. kolejnici v bodě s požadovanou výškou je 2. odečet . Dále vypočítejte požadovaný přebytek ( ) podle vzorce: $A$ $b$ $h$

$h=ab.$

Poté můžete vypočítat výšku požadovaného bodu:

$H_{1}=H_{0}+h.$ [6] [4]

Pořadí práce na stanici

Při nivelaci „od středu“ je na stanici dodržován následující pracovní řád:

- údaje na černé a červené straně zadní kolejnice ( ) $A$

- údaje na černé a červené straně přední lišty ( ) $b$

- odečty se zapisují do protokolu založeného formuláře

- výpočet a kontrola rozdílů převýšení ve stanici, určených černou a červenou stranou zadní a přední koleje. [7] .

Nivelace "vpřed"

Metoda "vyrovnání vpřed" se používá při demolici výšek ze stěnových benchmarků.

Při nivelaci dopředu se niveleta nastaví v blízkosti výchozího bodu tak, aby okulár byl nad ním, osa zaměřovače se uvedla do vodorovné polohy a pomocí kolejnice nebo svinovacího metru se výška přístroje (horizont přístroje) i nad výchozím bodem nastavila. bod se měří. Dále odečtěte podél kolejnice (a) v požadovaném bodě a vypočítejte přebytek podle vzorce: [6] [4]

$h=i_{1}-a_{1}.$

Poté můžete vypočítat výšku požadovaného bodu:

$H_{1}=H_{0}+h.$

Tato metoda neumožňuje kompenzovat hlavní chybu geometrické podmínky hladiny při měření převýšení. Proč používat opakované měření (druhý příjem). Změňte výšku pohledu ( ) tzn. nástroj se zvedne nebo spustí, hodnota se změní o stejnou hodnotu, účinek rovnoběžných čar ( ). $i$ ${\displaystyle i_{1}-i_{2}=a_{1}-a_{2))$

$h=i_{2}-a_{2}.$

Pořadí práce na stanici

Při nivelaci „vpřed“ je na stanici dodržován následující pracovní příkaz:

- Měření výšky nástroje ( ) $i_{1}$

- Údaje na černé a červené straně přední lišty ( ) $a_{1}$

- odečty se zapisují do protokolu založeného formuláře

- Přemístění nástroje

- Měření "nové" výšky přístroje ( ) $i_{2}$

- Údaje na černé a červené straně přední lišty ( ) $a_{2}$

- odečty se zapisují do protokolu založeného formuláře

- výpočet a kontrola rozdílů převýšení na stanici, určených černou a červenou stranou přední kolejnice s různou výškou nástroje

Kombinovaná metoda

Kombinovaná metoda se používá pro výškové průzkumy.

Kombinovaná metoda je kombinací metod „dopředu“ a „ze středu.“ Spočívá v jediném měření do výchozího bodu, výpočtu výšky přístroje a vícenásobných měřeních do požadovaných bodů, beze změny horizontu přístroje. S následným výpočtem výšek bodů přes výšku přístroje podle vzorce:

výška nástroje - $i=H_{0}+a_{0}.$

Výšky požadovaných bodů - $\left\{{\begin{matrix}H_{1}=i+a_{1}\\H_{2}=i+a_{2}\\\ldots \\H_{n}=i+ a_ {n}\end{matrix}}\right.$

Pořadí práce na stanici

Při nivelaci "kombinovanou metodou" je dodržován následující pracovní postup na stanici:

- Měření výšky nástroje ( ) $i$

- Údaje na černé a červené straně zadní kolejnice ( ) $a_{1}$

- Více údajů (v různých bodech) na černé a červené straně přední lišty ( ) ${\displaystyle a_{1}a_{2}...a_{n))$

- odečty se zapisují do protokolu založeného formuláře

- výpočet a kontrola odchylek převýšení ve stanici, určených černou a červenou stranou zadní a přední koleje

Sekvenční vyrovnávání

Sekvenční nivelace je nivelace prováděná v několika po sobě jdoucích nastaveních přístroje. A kde se určený (požadovaný) přebytek nachází jako algebraický součet všech přebytků naměřených v každé z těchto instalací. [5] .

Spojení sousedních stanic se provádí prostřednictvím bodů společných pro dvě sousední parkoviště (stanice), nazývají se spojovací body (párovací body) a ostatní jsou mezilehlé. Spojovací body jsou nivelovány na obou stranách koleje ze dvou sousedních stanic a mezilehlých bodů - jeden po druhém. Přebytek na každé stanici se rovná rozdílu v odečtech na kolejnici v bodech spojení. [8] .

$\sum h_{n}=\součet a_{n}-\součet b_{n}.$

Technologická schémata sekvenčního vyrovnávání

Při sekvenčním vyrovnávání (pokládání vyrovnávací pohyby) se používají 2 hlavní konfigurace Line a Polygon. Nivelační tah (linka) - konstrukce založené na benchmarkech na začátku a konci pokládky (linky). Konstrukce ve formě uzavřených průchodů se nazývají polygony. [9] . Také pro kontrolu se měření provádějí v jednom (dopředu) nebo ve 2 (vpřed a vzad) směrech.

Závěsný pohyb

Závěsný tah - Vyrovnávací tah z jednoho pevného bodu (benchmark).

Volnoběžka

Volný běh nemá žádné známé absolutní známky a nezahrnuje určování výšek.

Linka

"nivelační čára" - pomyslná čára získaná jako výsledek nivelačních prací, spojující sousední nivelační body. [deset]

Nivelační linie - Nivelační tah z jednoho pevného bodu (benchmarku) do jiného pevného bodu.

Hlavní matematická charakteristika nivelační čáry je: Součet všech přebytků se rovná rozdílu výšek počátečního a koncového bodu.

$\sum h_{i}=H_{0}-H_{n}.$

Polygon

Nivelační polygon je uzavřený nivelační tah z jednoho pevného bodu (benchmark).

"nivelační polygon" - soubor nivelačních čar procházejících nivelačními body, ve kterých začínají nebo končí více než 2 nivelační čáry a tvoří geometrickou konstrukci v podobě uzavřeného mnohoúhelníku. [deset]

Hlavní matematická charakteristika rozsahu vyrovnávání je: Součet všech přebytků je roven 0.

$\sum h_{i}=0.$

Bilaterální nivelace

Nivelační průběh měření, na kterém byla provedena dvakrát (přímo a zpět), nezřídka ve stejných bodech. Může vypadat jako čára nebo mnohoúhelník, může být volná nebo visící.

Hlavní matematická charakteristika bilaterální nivelace: Součet všech nadmořských výšek ve směru „dopředu“ a „vzad“ se rovná 0.

$\sum h_{i}+\sum -h_{i}=0.$

Třídy sekvenčního vyrovnávání

Geometrické nivelace podle technologie a přesnosti práce se dělí na třídy I, II, III a IV a technické nivelace. [11] V různých třídách se používají nástroje různé přesnosti. Principem je vytváření konstrukcí od sítí vyšší přesnosti po sítě nižší přesnosti. vázání "přes hlavu" je zakázáno.

Třída	Účel	Přípustné odchylky, mm	Metoda	Směr čáry	Způsob upevnění	Délka km	Nástroj (SKP)	normální délka zaměřovací paprsek (m)	Platná náhodná hodnota UPC na 1 km jízdy, mm	Přípustná hodnota systematického SCP na 1 km jízdy, mm
I třída	Servisní sítě	3 √ L (5 √ L ) [1]	"Ze středu"	Vpřed a Zpět	Konstantní	obvod 500—600	±0,5 mm	padesáti	0,8	0,08
třídy II	Servisní sítě	5√L	"Ze středu"	Vpřed a Zpět	Dočasný	alespoň 100 v jednom směru	±1 mm	80	2	0,2
III třída	Aplikované úkoly	10√ L	"Ze středu"	Vpřed a Zpět	Dočasný	20-30	±3 mm	75 - 100	5
IV třída	Aplikované úkoly	20√L	"Ze středu"	Přímo	Dočasný	5-7	±3 mm	100	deset
Technický	Technický	50√L	"ze středu" "vpřed", "kombinovaný"	Přímo	Dočasný	ne více než 2 (metoda "ze středu")	±10 mm	100–150

[12] .

Poznámky ke stolu:

1 Nařízení vlády Ruské federace ze dne 9. dubna 2016 č. 289 „O schválení Řádu o státní geodetické síti a Řádu o státní nivelační síti“

Nivelační sítě tříd I a II se používají k řešení následujících vědeckých problémů:

studium tvaru Země a jejího vnějšího gravitačního pole;

stanovení rozdílů normálních výšek a sklonů průměrné hladiny moří a oceánů obklopujících území Ruské federace;

studium moderních vertikálních pohybů zemského povrchu;

prognózování dopadu výroby na životní prostředí, zejména při těžbě ropy, plynu a dalších nerostů;

seismické zónování území Ruské federace, detekce prekurzorů zemětřesení;

studium struktury zemské kůry, získávání údajů o rychlostech a směrech pohybů jednotlivých bloků, identifikace aktivních poruch a trhlin v zemské kůře.

Nivelační sítě III. a IV. třídy jsou vytvářeny k zahušťování státní nivelační sítě a slouží k provádění topografických průzkumů, řešení inženýrských a geodetických úkolů, geologických průzkumů a řešení dalších speciálních úkolů. [deset]

Hlavní zdroje chyb

Lom a zakřivení Země

Zakřivení Země - přímka pohledu, která je na přístroji vodorovná, půjde na větší vzdálenosti výš a výš nad povrch sféroidu. Vliv zakřivení země je zanedbatelný na vzdálenosti do 2000 metrů.

Lom - Účinek lomu je zakřivení zorného pole v důsledku změn hustoty atmosféry. Změna hustoty vzduchu s výškou způsobuje naklonění zorného pole směrem k Zemi. Vliv lomu je zanedbatelný na vzdálenost do 100 metrů.

Kombinovaná korekce lomu a zakřivení je přibližně

{\displaystyle \Delta h_{meters}=0,067D_{km}^{2))

nebo

\Delta h_{feet}=0,021\left({\frac {D_{ft}}{1000}}\right)^{2}

Pro přesnou práci je třeba tyto vlivy eliminovat. Vliv zakřivení země je eliminován metodou "od středu". Refrakce je obvykle největším zdrojem chyb. U krátkých vedení je vliv atmosférické teploty a tlaku obvykle zanedbatelný, ale vliv teplotního gradientu dT / dh může vést k chybám.

Gravitační pole Země

V ideálním případě je gravitační pole Země zcela pravidelné a konstantní. Ve skutečnosti je gravitační pole Země nerovnoměrné. To má za následek zkreslení na velké vzdálenosti. Na malých „ramenech“ typických pro inženýrské projekty je efekt nevýznamný. Při všech výpočtech a měřeních při budování GGS (Státní geodetické sítě) musí být použity korekce odchylky gravitace.

Náhodná střední kvadratická chyba (RMS)

μ [10] $={\sqrt[{2}]{{\frac {1}{4n}}\sum {\frac {d^{2}}{r}}}}$

Systematická střední kvadratická chyba (RMS)

σ [10] $={\sqrt[{2}]{{\frac {1}{4\sum L}}\sum {\frac {S^{2}}{L}}}}$

Poznámky

↑ slovar.cc/rus/bse/483932.html
↑ Geometrická nivelace . Získáno 1. října 2019. Archivováno z originálu dne 24. září 2019. (neurčitý)
↑ Geometrická nivelace. | Inženýrská geodézie. Část 1. | Tréninková základna . Staženo 1. října 2019. Archivováno z originálu 1. října 2019. (neurčitý)
↑ 1 2 3 p²p╦p╡p╣p╩p╦я─p╬p╡p╟p╫p╦p╣ p╡p©p╣ya─p╣p╢ p╦ p╔p╥ i╦p╥ i─p╣p╢p╦p╫ya▀ B─■ p°p╣pЁp╟p╬p╠ya┐i┤p╟p╩p╨p╟ . Staženo 1. října 2019. Archivováno z originálu 1. října 2019. (neurčitý)
↑ 1 2 Jednoduché a konzistentní vyrovnávání. Kurz geometrické nivelace - Inženýrská geodézie. Abstrakty
↑ 1 2 Vyrovnání od středu . Staženo 1. října 2019. Archivováno z originálu 1. října 2019. (neurčitý)
↑ Geometrická nivelace . Získáno 1. října 2019. Archivováno z originálu dne 8. října 2019. (neurčitý)
↑ Co je to vyrovnávací pohyb? - Inženýrská geodézie v otázkách a odpovědích . Získáno 2. října 2019. Archivováno z originálu dne 23. září 2020. (neurčitý)
↑ Geometrická nivelace, nivelace . Získáno 1. října 2019. Archivováno z originálu 30. září 2019. (neurčitý)
↑ 1 2 3 4 5 Nařízení vlády Ruské federace ze dne 9. dubna 2016 č. 289 „O schválení Předpisů o státní geodetické síti a Předpisů o státní nivelační síti“ . Získáno 28. října 2019. Archivováno z originálu dne 28. října 2019. (neurčitý)
↑ Dokument bez názvu . Staženo 1. října 2019. Archivováno z originálu 6. října 2019. (neurčitý)
↑ GKINP (GNTA) -03-010-03 Pokyny pro nivelaci I, II, III a IV tříd, GKINP ze dne 25. prosince 2003 č. 03-010-03 . Staženo 1. října 2019. Archivováno z originálu 1. října 2019. (neurčitý)