Оптические нивелиры, классификация и их устройство

Термин «нивелировать» — это как понимать?

Откуда в русский язык проникло это странное слово – «нивелировать»? Сейчас СМИ пестрят этим термином. Но иногда его смысл меняется с положительного на отрицательный, и наоборот. Например: «Военный конфликт нивелировал ценность человеческой жизни». В этом случае термин употреблен как явно негативный. То есть ценность индивида как такового уничтожена. Но можно ли приравнять термины «нивелировать» и «ликвидировать»? В другом случае мы читаем: «Падение доллара было нивелировано инвестиционными вливаниями». Здесь термин означает «сглаживать». Нивелировать — это значит и нейтрализовать какие-то негативные процессы. И совсем в тупик ставит нас техническая литература. Оказывается, нивелированием активно занимаются геодезисты и строители. Причем делают это с помощью определенного прибора. Он так и называется – нивелир. О происхождении термина, его разнообразных смыслах и случаях употребления читайте в этой статье.

Нивелировать — это обезличивать

В разговорной речи термин принял и совершенно радикальный смысл. Устранение различий в перепаде высот на строительной площадке переросло в уничтожение индивидуальных черт, обезличивание. Термин несет ярко выраженную негативную смысловую нагрузку. Употребляется как синоним «уравниловки». Например: «Глобализация нивелирует национальные культурные отличия». В русском языке существует немало поговорок, которые точно передают смысл этого понятия. Здесь и «стричь под одну гребенку», и «подводить под один ранжир», и «подогнать под один колер». В отличие от сентенции «Эффективные меры МЧС-ников нивелировали последствия стихийного бедствия для населения», это значение термина никогда не может быть употреблено в позитивном ключе.

Виды нивелирования

Нивелировка поверхности может осуществляться различными методами, которые отличаются технологией и используемым оборудованием:

1. Геометрическое нивелирование.

Для съемки местности с помощью геометрического нивелирования используют рейку и нивелир. Принцип нивелировки заключается в установке специальной рейки с делениями и штрихами в необходимой точке поверхности, после чего с помощью горизонтального визирного луча отсчитывается разность высот.

Геометрическая нивелировка производится методом «из середины» или «вперед». В первом случае рейки устанавливаются в двух точках поверхности, а нивелир располагается между ними таким образом, чтобы расстояния до реек были примерно равными. Результатом измерений становится информация о превышении уровня одной из реек над другой.

Геометрическое нивелирование – наиболее распространенный метод, который широко применяется в строительстве.

2. Тригонометрическое нивелирование.

При таком методе нивелировки используют специальные угломерные приборы (теодолиты), с помощью которых измеряют углы наклона визирного луча, который проходит через две заданные точки поверхности. Такой метод используется при топографической съемке для определения разности высот двух точек, которые находятся в зоне оптической видимости, но на значительном расстоянии друг от друга.

3. Барометрическое нивелирование.

Такой метод основан на зависимости атмосферного давления воздуха от высоты точки поверхности. Измерение давления производят с помощью барометра, а в полученные данные вносят поправки на реальные температурные ивлажностные параметры воздуха при измерениях.

Такой метод обычно используется в труднодоступных местностях, при различных геологических или географических экспедициях.

4. Механическое нивелирование.

Для нивелировки поверхности с помощью данного метода используют специальный нивелир-автомат, который вычерчивает профиль местности автоматически с помощью установленного отвеса, задающего вертикаль, и фрикционного диска, фиксирующего пройденное расстояние. Такой нивелир-автомат устанавливается на транспортное средство и определяет:

  • разность высот между заданными точками;
  • расстояние между заданными точками;
  • профиль местности, фиксируя его на фотоленте.

5. Гидростатическое нивелирование.

Этот метод нивелировки основан на принципе работы сообщающихся сосудов. Измерения гидростатическим методом производят с помощью гидростатического нивелира, работающего с погрешностью 1-2 мм. Такой нивелир компонуется из двух стеклянных трубок, которые соединены между собой шлангом, заполненным водой. Стеклянные трубки вставлены в рейки, на которых нанесены деления, по которым определяют числовые значения превышения уровня. Из конструкции гидростатического нивелира видно, что зона его действия ограничивается длиной шланга, соединяющего сосуды.

Помимо методики производства работ, нивелирование разделяют по классам точности, каждому из которых соответствуют определенные методы и виды нивелирования:

  • I класс (высокоточный), которому соответствует случайная среднеквадратичная ошибка 0,8 мм/км и систематическая ошибка 0,08 мм/км;
  • II класс (высокоточный), которому соответствует случайная среднеквадратичная ошибка 2,0 мм/км и систематическая ошибка 0,2 мм/км;
  • III класс, которому соответствует случайная среднеквадратичная ошибка 5,0 мм/км;
  • IV класс, которому соответствует случайная среднеквадратичная ошибка 10,0 мм/км, вычисляемая по невязкам полученных линий и полигонов.

Кроме указанных классов, применяют техническое нивелирование, класс точности которого ниже четвертого.

В зависимости от рельефа заданной местности и задач съемки, может использоваться нивелирование по квадратам, по параллельным линиям или по полигонам. Первый метод получил наибольшее распространение и широко применяется для больших открытых участков местности с малой высотой сечения.

Что означает нивелировать в разговорной речи

Если открыть любой толковый словарь русского языка, то кроме нескольких весьма пространных объяснений этого слова, нет практически никакой информации.

Главное и основное его лексическое определение – сглаживать что-либо или снижать значимость.

Однако это выражение отличается многогранностью и используется в самых разных ситуациях, поэтому для большего понимания рассмотрим конкретные примеры.

Чаще всего этот термин применяется в качестве слова, обозначающего «снизить» или «уменьшить».

  1. стресс;
  2. дефицит чего-либо;
  3. волнение перед публичными выступлениями;
  4. негативные последствия кризиса.

«Она пыталась нивелировать свою полноту широкими юбками». «Низкие потолки можно нивелировать, используя светлый цвет».

Кроме этого, оно может обозначать «уничтожить», «нейтрализовать», например: «нивелировать доказательство».

Еще одно «книжное» значение этого слова – лишить своеобразия, подогнать к единому среднестатистическому уровню, привести к общему знаменателю, занизить высокие стандарты.

  1. индивидуальные особенности работника;
  2. различия между людьми;
  3. серьезность преступления;
  4. различные успехи и достижения;
  5. общечеловеческие ценности;
  6. личность, делая из человека марионетку;

Также в литературе встречаются случаи, когда нивелирование обозначает компенсирование.

Рассмотрим примеры: «Его обаяние нивелировало всякие такие мелочи типа родинок, щербинок и так далее…» (Диана Рейдо); «Выравнивайте то, что выравнивается, нивелируйте то, что выровнять нельзя» (Г.С.Кваша).

История нивелирования

Первые сведения о нивелировании относятся к 1 в. до н.э., а именно к строительству оросительных каналов в Древнем Риме и Греции. Исторические документы упоминают водяной нивелир и связывают его изобретение и использование с именами Марка Витрувия, римского архитектора, и Герона александрийского, древнегреческого ученого.

Толчком к развитию методов нивелирования послужило изобретение зрительной трубы, цилиндрического уровня, барометра и сетки нитей в зрительных трубах. Все эти открытия относятся к 16-17 векам и позволили разработать точные методы измерения поверхности земли.

В России во время царствования Петра I была создана оптическая мастерская (1715-1725 г.г.), где среди прочей техники производились нивелиры, которые назывались ватерпасы с трубой. Разработками нивелиров в этой мастерской руководил И.Е. Беляев. К этому же периоду относится измерение уровня точек поверхности с помощью барометра.

Начало 19 века ознаменовано появлением тригонометрического нивелирования, с помощью которого были проведены такие масштабные работы, как определение разности уровня Черного и Азовского морей, измерена высота горы Эльбрус.

Широкое использование геометрического нивелирования относится к середине 19 века. Например, в 1847 году он был использован при проектировании Суэцкого канала. В отечественной геодезии геометрическое нивелирование применялось для строительства сухопутных и водных дорог.

Начало создания отечественной нивелирной сети относится к 1871 году, когда были начаты работы по установке пунктов, служащих основой для топографических съемок.

Минимизация кредитного риска

Минимизировать риски возможно как на этапе рассмотрения проекта, так и непосредственно в процессе кредитования (в период действия кредитного договора). В данной статье рассмотрены способы минимизации риска на каждом этапе его возникновения, когда реальных убытков еще нет. Процедура работы с просроченной задолженностью, то есть минимизация уже воплотившихся рисков, приведших к реальным убыткам банка, подробно не рассматривается в рамках данной книге. Данному вопросу будет посвящена отдельная книга.

Самое сложное в процессе минимизации риска – это определить тот уровень риска, который банк готов принять. Для определения величины кредитного риска, т.е. наиболее вероятного размера возможных потерь, которые могут возникнуть в будущем, предлагаю ввести следующие определения.

Умеренный риск — означает, что предоставление кредита на предложенных условиях возможно, так как риски невозврата практически отсутствуют.

Повышенный риск — означает, что предоставление кредита на предложенных условиях возможно, но вероятность потерь (невозврат кредита) составляет до 50% в зависимости от количества и степени влияния негативных факторов.

Высокий риск — означает, что предоставление кредита на предложенных заемщиком/кредитным подразделением условиях крайне рискованно и возможно только при изменении условий кредитования, т.е. с применением способов, нивелирующих риски. Вероятность потерь (невозврат кредита) при высоком уровне риска превышает 50% в зависимости от количества и влияния негативных факторов.

Критический риск — означает, что предоставление кредита невозможно ни на каких условиях, так как вероятность потерь (невозврат кредита) очень высокая.

Можно выделить несколько стоп-показателей, при которых банк с высокой вероятностью откажет в кредитовании:

  • отрицательное заключение службы экономической безопасности;
  • наличие претензий к расчетному или валютному счету заемщика в виде не оплаченных в срок расчетных документов — наличие картотеки № 2;
  • наличие у клиента чистого убытка или непокрытого убытка нарастающим итогом, не предусмотренных инвестиционной программой/планом доходов и расходов, более чем за 2 последних отчетных периода;
  • совокупный размер обязательств по займам и кредитам превышает полугодовую выручку;
  • сокращение торговой выручки за последние 2 отчетных периода более чем на 25% или более чем в 2,5 раза по сравнению с аналогичным периодом прошлого года;
  • срок деятельности заемщика составляет менее 6 месяцев.

Принцип работы оптического нивелира при проведении съемки

Рассмотрим процесс нивелирования IV класса так называемым методом «средней нити». В первую очередь прибор приводится в рабочее состояние с помощью контактного или цилиндрического уровня.

Затем производятся наведение зрительной трубы на поверхность черной стороны задней рейки и приведение пузырька уровня в упомянутый «нуль-пункт» (посредством подъемных или элевационного винтов). Теперь дальномерные и средние штрихи позволяют снять отсчет.

Затем таким же образом производим съемку при наведении зрительной трубы на поверхность черной стороны передней рейки, далее — на поверхность красной стороны передней части рейки и, наконец, по поверхности черной стороны задней части рейки.

В случае использования оптического нивелира с компенсатором первое, что нужно сделать, — установить устройство в рабочее положение, проконтролировать нормальное рабочее состояние компенсатора. И лишь потом можно приступать к съемке.

В процессе съемки все наблюдения необходимо фиксировать в полевом журнале. Еще удобнее — использование для этих целей запоминающего устройства регистратора.

При обнаружении разницы в значениях превышения более 5 мм необходимы повторные измерения, причем в этом случае необходимо изменить высоту прибора по меньшей мере на 3 см. Заканчивая полевые работы, необходимо подсчитать невязку по линии меж исходных реперов.

Ее значение не должно быть выше 20 мм. Результаты полевых работ заносятся в специальную ведомость превышений. На сегодняшний день альтернативы использованию нивелира оптического нет, так что ближайшие десятилетия этот инструмент будет совершенно незаменим при проведении геодезических работ.

Видео: Устройство и принцип работы нивелира

Классы нивелирования

Нивелирная сеть — сеть точек земной поверхности, высота которых определена над уровнем моря. Также называется высотная опорная геодезическая сеть. Точки, определенные геометрическим нивелированием, закрепляют на местности марками или реперами. Нивелирная сеть служит основой для топографических съемок.

В России для определения высот используется государственная нивелирная сеть I, II, III и IV классов. Она предназначена для обозначения единой высоты на территории всей страны, используется для инженерно-геодезических и топографических работ. Нивелирная сеть I и II классов является главной высотной основой Российской Федерации. Для создания этих сетей используются специальные программы и самое современное геодезическое оборудование. Помимо определения единой системы высот так же выполняет задачи по изучению поверхности Земли и гравитационного поля, движения земной коры и т.д. Сеть I класса является наиболее точной и служит исходной для сетей следующего класса.

Класс нивелирования зависит от размера максимально допустимой погрешности. Чем выше точность измерений, тем строже допуск. Таким образом, I и II класс относят к высокоточному нивелированию, а III и IV класса — к точному.

Помимо государственной нивелирной сети нивелирование с точностью II, III и IV класса применяется при геодезическом сопровождении строительства и эксплуатации сооружений, железнодорожных работах.

В работах где не так важна высокая точность допустимо применение технического нивелирования, точность такого нивелирования 50мм√L.Например, на изыскательных работах при строительстве дорог или для определения высот при строительстве. Для осуществления технического нивелирования допустимо использование точных или технических нивелиров, а также нивелирных реек шашечного типа.

Технологическая схема

Суть технологии измерения одиночного превышения между двумя точками способом тригонометрического нивелирования заключается в следующем. На одном из геодезических пунктов на местности (Рис.1.Схема тригонометрического нивелирования) устанавливается современный теодолит (электронный тахеометр). Конечно, имеется в виду точное выставление прибора над центром (центрирование) и приведение его в отвесное положение (горизонтирование). Сразу после этого производится замер рулеткой высоты инструмента (обычно обозначается символом «i»). Она обозначает кратчайшее расстояние между центрами точки стояния и теодолита (тахеометра). Соответствующая запись фиксирует это в полевом журнале или вводится в экран измерений электронного тахеометра.

Рис.1.Схема тригонометрического нивелирования

Над второй точкой выставляется визир, например в виде рейки при измерениях теодолитом иди вехи с маркой и отражателем при наблюдениях тахеометром. Высота визирования (обозначается символом «v») может измеряться по отсчету на рейке или рулеточным замером между центрами точки съемки и маркой с отражателем на вехе. Как правило, на фирменных вешках нанесена сантиметровая шкала для удобства определения ее высоты. Высота визирования также заносится в журналы измерений, как электронный в тахеометре, так и бумажный.

В дальнейшем осуществляются ориентирование на съемочной станции и измерение горизонтального, затем вертикального улов на точку съемки и наклонного расстояния (S) с получением при необходимости горизонтального проложения (d).

Вычисление превышения (h) между точками можно вычислить из равенства:

Далее имеем:

Знаем, что

Тогда,

Или

где

  • S — наклонное расстояние;
  • d — горизонтальное проложение;
  • sinv — синус угла наклона между тахеометром и центром призмы;
  • tgv — тангенс угла наклона;
  • i — высота инструмента;
  • v — высота (цели) визирования.

Метод тригонометрического нивелирования можно считать неотъемлемой частью технологического процесса при производстве топографических тахеометрических съемок. Правда такой способ считается мало точным.

Разделение нивелирования по классам

Соединения нивелирных сетей, образующих единую государственную нивелирную сеть РФ, можно разделить по классам. К основной высотной основе относятся первый и второй классы. Для нивелирования I класса характерна высочайшая точность работ.

Получение такого результата работы возможно только с помощью современнейших геодезических приборов, позволяющих использовать соответствующие методы измерений.

Только последние разработки геодезического оборудования позволяют избежать стандартных ошибок и малейших погрешностей в работе. Речь, разумеется, идет о высокоточном оптическом нивелире.

В его конструкцию входит плоскопараллельная пластина, являющаяся составным элементом оптического микрометра. Устанавливается эта деталь перед объективом вращающейся зрительной трубы.

Кроме того, оптический нивелир такого уровня снабжается компенсатором или такой деталью, как контактный уровень, пузырек которого различается в поле зрения вращающейся зрительной трубы.

Для нивелирования I класса используются оптические нивелиры видов Н-05, H1, Ni-002 и Ni-004. Функциональные возможности этих марок полностью соответствуют всем необходимым требованиям.

При осуществлении нивелирования II класса также необходимы высокоточные нивелиры оптические с конструкцией, включающей в себя и плоскопараллельные пластины, и компенсатор или контактный уровень.

В данном случае могут применяться приборы H1 и Н-05, Ni-002, Ni-004 и Ni-007. Возможно и использование приборов, прошедших сертификацию и соответствующих необходимому уровню точности.

Для проведения измерений III класса предпочтителен нивелир оптический с компенсатором встроенного типа, а для IV класса — нивелир как с уровнем, так и с компенсатором.

Вообще, оптические нивелиры разделяют на технические, точные и высокоточные в зависимости от классификации нивелирования.

ТЕХНИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

§ 1. Назначение
и требования точности

Ходы технического нивелирования
предназначены для создания обоснования топографических съемок масштаба 1:5000 —
1:500, привязки опознаков, а также для производства различных инженерных работ.
Так, техническое нивелирование применяется при окончательном трассировании
железных дорог, приложении ходов по существующим железным дорогам, создании
съемочных полигонов для транспортных узлов, при трассировании воздушных линий
для передачи электроэнергии и т. д.

По классификации геодезических
сетей СССР невязки в ходах и полигонах технического нивелирования не должны
превышать

где L— длина хода в километрах.

Отсюда предельная ошибка
определения превышения на станции не должна быть больше +10, 20 и 30 мм при
расстояниях от нивелира до рейки 25, 75 и 150 м соответственно.

Однако методами технического
нивелирования могут определяться превышения и с меньшей точностью: так, на
изысканиях трасс автодорог требуется производить высотные измерения с ошибками
не более +100 мм на 1 км и т.д. Часто меньшей, чем 50 мм на 1 км, точности
требуют работы на строительных площадках (при оценке объемов работ,
предварительной передаче отметок в котлован и т.д.). Однако методика измерений
и инструменты применяются такие, какие приняты для технического нивелирования.

§ 2. Инструменты для технического нивелирования

Техническое нивелирование
производится при помощи нивелиров, реек, костылей, башмаков.

Нивелиры

Согласно ГОСТ 10528-69 для технического
нивелирования предназначены нивелиры НТ, НТС, НЛС; кроме того, возможно
применение нивелиров, используемых для работ более высокого класса точности:
НС4, Н3 и равных им по точности нивелиров прежних выпусков НВ-1, НГ и других
инструментов, выпускаемых предприятиями СССР.

Возможно также и применение
нивелиров, изготовленных в ГДР: Ni060,
Ni030, Ni025, Ni050 и Венгрии: NiE1(2), NiB3(4), 5(6) и др.

Из всех инструментов для
технического нивелирования оригинальным устройством отличается нивелир
отечественного производства НЛ-3, позволяющий нивелировать как горизонтальным,
так и наклонным визирным лучом. На основе этого инструмента по ГОСТ 10528-69
намечен выпуск нивелира НЛС.

Нивелир Н3 (рис. , а) является
глухим нивелиром с элевационным винтом. Назначение нивелира — производство
нивелирования III и IVклассов; с успехом применяется он и при техническом нивелировании. Им
возможно определение превышении со средними квадратическими ошибками +4 мм на 1
км и ±1,5 мм па станции при расстоянии до реек 75 м.

Рис. 1. Нивелир Н3 и поле зрения его
визирной трубы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector