Виды нивелирования в геодезических исследованиях

Виды нивелирования в геодезических исследованиях

Одним из видов геодезических измерений является нивелирование. В ходе проведения работ, специалистами ставится задача, определить высоту точек поверхности земли, по отношению к нулевым точкам. Измерения производятся с использованием самого разнообразного инструмента, а также с применением различных методов, зависимо от того, какие виды нивелирования применяются в каждом конкретном случае.

Нивелирование — один из древнейших способов геодезических измерений, который практиковали мастера Греции и Древнего Рима. Правда, в арсенале древних специалистов был только гидростатический метод, который и использовался в ходе строительства. На сегодняшний день существует 7 методов выполнения измерений, которые используют специалисты.
В своей работе геодезисты «опираются на геодезические сети, которые подразделяются на:

• глобальная сеть, покрывающая весь земной шар;
• государственная сеть в пределах территории одного государства с единой системой координат и высот, принятой в данной стране;
• сеть и сгущение для топографических съемок;
• локальные сети в местной системе координат.

Различают плановые, высотные и пространственные геодезические сети. Высотная сеть называется нивелирной. В свою очередь нивелирные сети подразделяют на государственные и ведомственные.
Под государственной нивелирной сетью понимается система размещенных по всей стране геодезических знаков-реперов, высоты которых определены в единой системе от одного исходного пункта, принятого за начало отсчета высот.
В России таким исходным пунктом является средний уровень Балтийского моря. Колебания уровня Балтийского моря определяются по мареографу, установленному в городе Кронштадт.
В ходе проведения работ специалистами ставится задача определить высоту точек поверхности земли по отношению к нулевым точкам. Измерения производятся с использованием самого разнообразного инструмента, а также с применением различных методов, зависимо от того, какие виды нивелирования применяются в каждом конкретном случае.

Виды нивелирования

Прежде чем говорить о видах нивелирования, необходимо понять, зачем вообще нужно выполнять этот вид измерений. Благодаря правильно выполненным измерениям, специалисты смогу отобразить на схемах и картах особенности ландшафта, рельефы изучаемой местности. На основании полученной информации у специалистов появляется возможность проектировки парков, лесных хозяйств, и других объектов благоустройства. В ходе работ специалистами применяются такие виды нивелирования:

• Тригонометрический метод предполагает визирование наклонным лучом. Для выполнения измерений применяется тахеометр или теодолит. Это геодезические приборы, которые могут произвести измерения вертикальных углов. Погрешность метода составляет не более 4 сантиметров на сотню метров.
• Геометрический метод. Суть геометрического метода измерения состоит в использовании специализированного прибора, который называют нивелиром. Прибор дополняется рейками, для полной точности измерений. В ходе работ визирование точек производится посредством горизонтального луча. Метод, несмотря на простоту, очень популярен, так как отличается предельной точностью, потому многие застройщики предпочитают заказать нивелирование именно геометрическое, так как погрешность при измерении составит не более 1 миллиметра на 1 километр.
• Барометрический способ заключается в измерении давления воздушных потоков, что позволяет вычислить высоту точек и наличия превышений. Для измерений применяют барометры, однако, этот метод не является очень точным, так как погрешность может составлять от полуметра и до 2 метров. Зачастую его применяют на нулевом этапе работ.
• Механический метод реализуется путем монтажа на подвижные железнодорожные составы, автомобили или же велосипеды специализированных приборов. В ходе движения информация о местности наносится на ленту. Такие виды нивелирования особенно актуальны для осуществления контроля за положением железнодорожных путей.
• Стереофотограмметрический метод предполагает сравнение данных, полученных как при наземной, так и аэросъемке.
• Гидростатический способ чаще всего применяется в строительстве, для осуществления контроля за процессом возведения зданий, а также выявления деформации знаний. Это точный метод, потому застройщики предпочитают заказать нивелирование гидростатическим способом.
• Радиолокационный способ подразумевает применение электромагнитных передатчиков, которые устанавливаются на самолеты или любые другие летательные аппараты. Электромагнитный сигнал, посылаемый передатчиком с высоты, отражается от поверхности и регистрируется радиодальномером, что позволяет геодезистам составить точный план местности, с погрешностью не более 10 метров.

Несмотря на то, что виды нивелирования достаточно многочисленны, наиболее часто используемым считается именно геометрический способ. Именно он применяется при возведении любых строений, работах, связанных с благоустройством всевозможных территорий, как в городах, так и поселках, прокладке инженерных коммуникации, в геологии, и т.д.

Приборы для нивелирования

Точные геодезические работы невозможно произвести без нивелира. Зависимо от типа предстоящих работ специалисты выбирают соответствующее оборудование. На рынке точных приборов представлены следующие нивелиры:

• Оптические.
• Цифровые.
• Лазерные устройства.

Универсальным оборудованием, которое подходит практически для любого типа измерений считается оптическое устройство. С его помощью можно выполнить практически все виды нивелирования, при условии, что речь идет о наземных работах.

Оптические нивелиры представляют собой автоматическое оборудование, которое позволяет производить максимально точные измерения. Максимальное отклонение составляет всего пару миллиметров. Оптические нивелиры применяют для выполнения следующих измерений:

• Для прокладывания ходов.
• При проведении строительства, для контроля за ходом работ и перед тем, как предстоит новый этап возведения объекта.
• В геодезических исследованиях местности.
• При контроле высоты объектов.
• При закладке опалубки и возведении фундамента.
• В составлении прогнозов по проседанию грунта, а также строений.
• При расчете угла наклона крыш.

Цифровые нивелиры представляет собой высокотехнологичные приборы, которые являются более совершенными по сравнению с оптическими аналогами. Цифровой нивелир способен намного быстрее произвести расчеты, причем с гораздо большей точностью. Процессор нивелира способен запоминать полученную информацию автоматически. Цифровое оборудование позволяет выполнить практически любые виды нивелирования, но чаще всего применяются для:

• Ландшафтных измерений.
• Контроля за просадкой зданий.
• Вычисления движений грунта, особенно при его близком расположении к земле.
• Строительства мостов, подземных туннелей.
• Контроля за возведением небоскрёбов.

Автоматические лазерные приборы отличаются высокой точностью и способны выполнять измерения с минимальным участием пользователя. Лазерное оборудование, как ротационное, так и проекционное  применяется, если предстоит выполнять работы в условиях открытого пространства.