Руководство по топографическим съемкам в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500 высотные сети
Глава 4 НИВЕЛИРОВАНИЕ III и IV КЛАССОВ
жүктеу/скачать 4.23 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.1.1. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИВЕЛИР
- 4.1.2. ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОСТЫЛЕЙ И ШТАТИВА
- 4.1.3. ВЛИЯНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ РЕФРАКЦИИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ
- 4.1.4. ПОГРЕШНОСТИ НИВЕЛИРОВ С КОМПЕНСАТОРАМИ
- 4.1.5. ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
- 4.1.6. ПОГРЕШНОСТИ НИВЕЛИРОВАНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ РЕЙКАМИ
Глава 4НИВЕЛИРОВАНИЕ III и IV КЛАССОВ4.1. ПОГРЕШНОСТИ НИВЕЛИРОВАНИЯНа точность нивелирования оказывают влияние инструментальные погрешности, личные и погрешности, зависящие от внешних условий. Все эти погрешности взаимосвязаны и трудноразделимы. 1. Погрешность взгляда. Эта погрешность зависит от увеличения зрительной трубы нивелира, ее качества, от качества и цены деления уровня τ (в нивелирах с компенсаторами — от погрешности самоустановки визирной линии) и от длины визирного луча. Погрешность взгляда τвзг складывается из следующих погрешностей: а. Погрешность отсчета по шашечной рейке. Ее влияние может быть оценено по формуле
При нивелировании способом совмещения эта погрешность аналогична погрешности наведения биссектора на штрих рейки, которая равна 
В формулах (4.1) и (4.2) введены обозначения: Г — увеличение зрительной трубы, L — расстояние от нивелира до рейки. б. Погрешность совмещения концов пузырька контактного уровня
здесь τ — цена деления уровня на 2 мм. в. Погрешность округления при отсчете по сантиметровым шашкам деревянной рейки; она равна ±0,54 мм. Погрешность взгляда при нивелировании способом средней нити можно найти по формуле 
а способом совмещения — по формуле 
Погрешность превышения, измеренного на станции по одной стороне рейки, равна 
а среднего превышения, измеренного по черной и красной сторонам (основной и дополнительной шкалам) реек, 
т. е. погрешность mвзг равна погрешности превышения τст При нивелировании III класса при длине визирного луча 100 м, увеличении зрительной трубы Г=30х и цене деления уровня τ=20″ погрешность mст будет равна ±0,8 мм. Как видно из формул (4.4) и (4.5), погрешности τвзг и mст находятся в прямой зависимости от длины визирного луча. Поэтому при нивелировании III и IV классов следует очень осторожно подходить к увеличению расстояний между нивелиром и рейками, а также к применению новых инструментов, не предусмотренных Инструкцией. 2. Погрешность, вызванная углом i и его изменениями вследствие тепловых воздействий. Почти на каждом превышении сказывается влияние угла i нивелира, т. е. непараллельности визирной оси зрительной трубы и оси уровня. Из-за влияния угла i нивелира превышение будет ошибочно на величину 
где Lз и Lп — расстояния от нивелира до задней и передней реек. Если принять, что угол i равен 10″ и при работе на станции допускают неравенство расстояний между передней и задней рейками, равное 5, 10 и 25 м, то погрешности в превышениях будут соответственно равны 0, 25, 0, 50 и 1,25 мм. В ходе эта погрешность будет суммироваться: при Σ(Lз — Lп)=500 м и t = 5″ погрешность будет равна 1,25 мм, а при i = 10″ погрешность будет 25 мм. Поэтому недопустимо, чтобы при нивелировании на всех станциях разности Lз — Lп были все время с одним и тем же знаком, а угол i был больше указанного в Инструкции допуска. При работе в поле следует систематически определять и при необходимости исправлять угол i нивелира. 4.1.1. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИВЕЛИРУгол i нивелира во время наблюдений изменяется вследствие тепловых воздействий (нагрев нивелира лучами солнца и т. д.). Эта причина является одним из важнейших источников погрешностей нивелирования. Их влияние можно свести к минимуму соответствующей методикой наблюдений на станции. Поэтому при нивелировании наблюдения на станции должны строго выполняться в той последовательности, которая установлена Инструкцией. При работе в поле необходимо защищать нивелир (особенно нивелиры с уровнем) от попаданий на него прямых солнечных лучей, используя зонт или какие-либо другие средства. В настоящее время отечественной оптико-механической промышленностью выпускаются инструменты для нивелирования III и IV классов, у которых угол i изменяется не больше чем на ±0,8″ при изменении температуры на 1°С и для технического нивелирования — на ±1,5″. У нивелиров с компенсаторами изменение угла i при тепловых воздействиях порядка 0,5″ на ГС.
Особенно сильные оседания штатива отмечаются в начале весны, когда только начинает оттаивать верхний слой грунта. В это время штатив за одну минуту может изменить свое положение на величину до 0,1 мм. Вследствие перемещений костылей и штатива превышения на станции измеряются с некоторой погрешностью. Эти погрешности полностью сказываются на результатах одностороннего нивелирования. В прямом и обратном ходах погрешность имеет противоположные знаки и в разность d=hпр—hобр входит удвоенная величина погрешности. Среднее же превышение в значительной мере свободно от влияний перемещений костылей и штатива. Поэтому при нивелировании III класса следует обязательно прокладывать ходы в прямом и обратном направлениях. Чтобы ослабить влияние перемещений переходных точек на результаты нивелирования, необходимо выбирать места для установки переходных точек и их типы. 4.1.3. ВЛИЯНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ РЕФРАКЦИИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ НИВЕЛИРОВАНИЯВлияние рефракции при нивелировании в основном имеет случайный характер. Лишь в отдельные, сравнительно короткие периоды при определенных метеорологических или особых местных условиях влияние рефракции может стать систематическим. Соответствующим началом и концом работ и условиями прохождения луча над поверхностью земли, которые довольно строго регламентируются Инструкцией, влияние рефракции может быть значительно ослаблено. Поэтому нет особой необходимости учитывать это влияние. 4.1.4. ПОГРЕШНОСТИ НИВЕЛИРОВ С КОМПЕНСАТОРАМИНивелирам с компенсаторами присущи свои инструментальные погрешности. Влияние этих погрешностей на превышение можно оценить по формуле 
где d — расстояние от оптического центра объектива трубы до вертикальной оси инструмента; L — расстояние от нивелира до рейки; fi — фокусное расстояние объектива при визировании на расстояние L; si — расстояние от компенсатора до сетки нитей при данной установке нивелира; β — угол отклонения визирного луча компенсатора для данного расстояния и данного а угла наклона инструмента. В зависимости от конструкции и юстировки нивелира величина погрешности mкомп изменяется от 0,05 до 0,10 мм и более при наклоне зрительной трубы на 1′. Погрешность сказывается на измеренном превышении тем сильнее, чем хуже отъюстированы компенсатор нивелира и круглый установочный уровень, поэтому эту погрешность необходимо определить до выезда в поле. Для борьбы с погрешностью недокомпенсации наблюдения на станциях следует выполнять по программе ЗППЗ или ЗППЗ на нечетных и ПЗЗП на четных станциях. Здесь З и П — отсчеты по задней и передней рейкам по черной и красной сторонам (по основной и дополнительной шкалам). Если наблюдения выполняются по программе ЗППЗ, то перед первым визированием на заднюю рейку, а также перед вторым визированием на переднюю рейку следует пузырек круглого уровня приводить в нульпункт при помощи подъемных винтов. Если наблюдения выполняются по программе ЗППЗ и ПЗЗП, то вертикальную ось нивелира следует приводить в отвесное положение на нечетных станциях, когда труба направлена на заднюю рейку, а на четных — на переднюю. Ежедневно, кроме того, следует поверять, а в необходимых случаях и юстировать круглый установочный уровень и в сроки, указанные ранее, определять величину недокомпенсации.
На рис. 61 показаны смещения земной поверхности в течение года в условиях Верхне-Колымского нагорья. Под Москвой в 1964 г., после того как началось сильное таяние снега (после 7 апреля), были отмечены значительные опускания земной поверхности. В отдельные сутки эти опускания достигали 3—5 мм, в среднем за 25 дней земная поверхность опустилась на 25 мм. Особенно сильные гидротермические движения земной поверхности могут проявляться в районах с глубоким промерзанием и протаиванием грунта. В этих районах гидротермические движения могут значительно снижать точность нивелирования, особенно при длительных (в течение нескольких дней) перерывах в работе, если наблюдения будут заканчиваться на переходных точках, а не на постоянных или временных знаках. Сильные гидротермические движения могут значительно снижать точность при проложении длинных нивелирных ходов. При нивелировании II и III классов весной и летом гидротермические движения будут проявляться в виде положительных разностей d=hпр—hобр и осенью—отрицательных разностей.
а. Погрешность собственно компарирования деревянных реек. Величина погрешности компарирования тк деревянных реек при помощи контрольных линеек равна ±0,03—0,05 мм, если при компарировании не были допущены какие-либо грубые нарушения требований Инструкции. Известно, что длина метрового интервала рейки сильно изменяется в зависимости от того, в каком положении компарируется рейка, т. е. как она уложена на горизонтальную плоскость. Если рейка при компарировании прогнулась, как показано на рис. 62, то длина среднего метра будет меньше, чем когда рейка установлена вертикально. В зависимости от величины прогиба длина метра деревянной рейки может изменяться до 0,2— 0,3 мм. Поэтому требование Инструкции о том, чтобы при ком-парировании рейка должна быть горизонтальна, следует строго соблюдать.
В течение времени средняя длина метра комплекта деревянных реек, как правило, изменяется. В большинстве случаев при работе в поле после зимнего перерыва деревянные рейки удлиняются. При резких изменениях погоды возможны также значительные изменения длин реек. В течение суток изменения длины метрового интервала могут достигать 0,05 мм, а суммарные изменения за несколько дней —до 0,2—0,5 мм. Поэтому чем реже компарируются деревянные рейки, тем хуже будут известны длины метровых интервалов в момент нивелирования. В начале и конце полевого сезона следует компарировать деревянные рейки через 15—20 дней, а также после резких изменений погоды. При устойчивой погоде компарирования следует делать реже — через 30—40 дней. Неучет поправок за отличие длины метрового интервала рейки от номинала может вызвать значительные ошибки в превышениях. б. Погрешность из-за неравенства высот нулей реек и несовпадения нулей шкал с плоскостью пяток. Неравенство высот нулей реек вносит погрешность в измеренное превышение при нечетном числе станций в ходе, а также в том случае, если будут нарушены требования Инструкции и один реечник вместе со своей рейкой на всех станциях будет передним, оставляя точку, на которой стоял, заднему реечнику. В первом случае погрешность равна k; во втором kn, (4.10) где k — неравенство высот нулей реек; n — число штативов. Влияние этой погрешности может быть исключено, если ввести поправку за неравенство высот нулей реек. в. Коробление рейки. Коробление рейки происходит под влиянием внешних условий и вследствие небрежного обращения с рейками. Погрешность в длине метрового интервала, вызванную короблением рейки, можно подсчитать по формуле 
где f — стрелка прогиба рейки в мм; l — длина рейки в мм; Δl — изменение длины всей рейки. Если стрелка прогиба деревянной рейки f =11 мм, то это вызывает изменение в средней длине метра рейки из-за коробления около 0,1 мм. Поэтому во время работы в поле следует определять стрелку прогиба и хранить рейки так, чтобы она уменьшалась. г. Погрешность из-за неточной установки рейки в отвесное положение. При нивелировании III и IV классов рейку устанавливают на костыле или башмаке в отвесное положение при помощи круглого уровня с ценой деления 15—20′ на 2 мм. Отклонение рейки от вертикали, как правило, не будет превышать 5—10′. Если обозначить среднее значение угла отклонения рейки от вертикали через ε и принять его равным 10′, а через h — превышение, то погрешность превышения будет равна 
где ρ′ =3438′. Эта погрешность всегда положительна и не зависит от того, в какую сторону наклонена рейка. При указанном выше значении е эта погрешность сравнительно невелика даже при нивелировании в горах; при h = 500 м mh будет +2,1 мм. Поэтому при техническом нивелировании можно применять рейки без уровней, устанавливать их в отвесное положение на глаз. жүктеу/скачать 4.23 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
Рис. 62. Прогиб рейки.