Nivellering er en slags geodetiske målinger. Den brukes til å finne de relative høydene til forskjellige punkter på jordens overflate. Slike naturobjekter som elver, hav, hav, felt eller andre utgangspunkt kan tas som et betinget nivå i slike målinger. Faktisk er utjevning bestemmelsen av verdien av overskuddet av overflaten til hvert objekt over en gitt (referanse). Slike målinger er nødvendige for å kompilere et nøyaktig relieff av området som studeres. I fremtiden vil disse dataene brukes i utarbeidelse av terrengplaner, kart eller for å løse spesifikke anvendte problemer.
Hvilke typer utjevning finnes?
Slike målinger kan utføres med en rekke metoder, forskjellig i utstyr eller teknologi som brukes. Vurder hva som er hovedtyper av utjevning. De vanligste er fem metoder: geometrisk, trigonometrisk, barometrisk, mekanisk og hydrostatisk måling av overflater. La oss bli mer detaljert kjent med hver av dem.
Geometrisk utjevning
Med denne metoden for å måle terrenget, en spesiellgeometrisk skinne og enhetsnivå. Prinsippet for skyting er å installere en skinne med slag og inndelinger på det nødvendige punktet nær overflaten som studeres. Etter det, ved hjelp av en horisontal siktebjelke, telles høydeforskjellen. Geometrisk utjevning utføres i henhold til prinsippet "fra midten" eller "fremover". Når du måler med den første metoden, er skinner installert på to punkter på overflaten, enheten er plassert mellom dem i en like langt avstand. Resultatet av undersøkelsen er data om overskuddet av en av søylene i forhold til den andre. Den andre metoden er klassisk - en enhet og en skinne. Disse utjevningsmetodene er de vanligste. De har funnet anvendelse i konstruksjon av både små gjenstander (hus) og store (broer).
Trigonometrisk utjevning
Ved denne typen målearbeid er det vanlig å bruke spesielle goniometriske apparater, som kalles teodolitter. Ved hjelp av dem tas informasjon om helningsvinklene til siktstrålen, som passerer gjennom et par gitte punkter på overflaten. Trigonometrisk nivellering er mye brukt i topografiske målinger for å bestemme høydeforskjellen mellom to objekter som er i betydelig avstand fra hverandre, men i enhetens optiske synlighetssone.
Barometrisk overflatemåling
Barometrisk nivellering er en målemetode basert på avhengigheten av atmosfærisk lufttrykk av høyden til et punkt på overflaten som bestemmes. Leseprosessen gjennomføres vhabarometer. Dette nivelleringssystemet må ta hensyn til en rekke korreksjoner for den faktiske lufttemperaturen og dens fuktighet. Denne metoden har funnet anvendelse i vanskelig tilgjengelige områder (for eksempel i fjellrike forhold) under ulike geografiske og geologiske ekspedisjoner.
Mekanisk (teknisk) overflatemåling
Teknisk nivellering innebærer bruk av en spesiell enhet - automatisk nivellering. Med den tegnes profilen til området som studeres i automatisk modus ved hjelp av en friksjonsskive som registrerer tilbakelagt distanse, og en fast loddlinje som setter vertikalen. En slik enhet er vanligvis installert på et kjøretøy og kjørt fra et bestemt punkt til et annet. Teknisk nivellering lar deg bestemme høydeforskjellen mellom de studerte objektene, avstanden mellom dem og terrengprofilen, som er tatt opp på et spesielt fotobånd.
Hydrostatisk overflatemåling
Hydrostatisk nivellering er en metode basert på prinsippet om å kommunisere fartøy. Skyting på denne måten utføres ved hjelp av en hydrostatisk enhet, som fungerer med en feil på opptil to millimeter. Et slikt nivå er satt sammen fra et par glassrør forbundet med en slange, dette systemet er fylt med vann. Måleprosessen utføres som følger - rørene festes til skinnene som skalaen påføres på. Etter det er stolpene installert i nærheten av objektene som studeres, divisjonene markerer den numeriske verdienforskjellen mellom to nivåer. Denne utformingen har en betydelig ulempe, nemlig den begrensede målegrensen, som bestemmes av lengden på slangen.
De beskrevne nivelleringsmetodene (bortsett fra mekaniske) er veldig enkle og krever ingen spesifikk kunnskap fra operatøren, derfor er de mye brukt i bygg og andre områder av den nasjonale økonomien.
Målekurs
I tillegg til måleteknikken er nivellering vanligvis delt inn i nøyaktighetsklasser. Hver av dem tilsvarer en bestemt type og metode for informasjonsinnhenting. La oss vurdere hvilke utjevningsklasser som finnes.
- Første klasse anses som svært nøyaktig. Det tilsvarer en rms tilfeldig feil på 0,8 millimeter per kilometer og en systematisk feil på 0,08 mm/km.
- Den andre klassen anses også som svært nøyaktig. Feilen her er imidlertid litt høyere - effektivverdifeilen er 2,0 mm/km, og den systematiske feilen er 0,2 mm/km.
- Tredje klasse. Det tilsvarer en standardfeil på 5,0 mm/km, og det systematiske er ikke tatt hensyn til.
- Fjerde klasse. Det tilsvarer en rot-middel-kvadratfeil lik 10,0 mm/km, systemfeilen er heller ikke tatt i betraktning.
Avhengig av terrengets egenskaper og målene for undersøkelsen, kan ulike metoder for kartlegging av data brukes. For eksempel ved polygoner, ved parallelle linjer, eller ved å utjevne overflaten med firkanter. Sistnevnte teknikk er den mest brukte, den er mye brukt til datainnsamling frastore åpne arealer med relativt lave tverrsnittshøyder. La oss vurdere det mer detaljert.
Squaring
Overflateavretting med denne metoden utføres for å oppnå storskala topografiske planer av flate områder. Den jevne posisjonen til kontrollpunktene bestemmes ved å legge traverser. Og høyder - ved metoden for geometrisk måling ved hjelp av tekniske nivåer. Prosessen med datainnsamling kan utføres på to forskjellige måter: ved å legge ut nivelleringsbevegelser med en gradvis nedbryting av diametrene og ved firkanter.
Utjevning med firkanter utføres ved å bryte på bakken ved hjelp av et målebånd og en teodolitt (et rutenett med en celleside på tjue meter) målt i en skala på 1:500 og 1:1000, førti meter - når du skyter i målestokk 1:2000 og hundre meter på 1:5000.
Samtidig er situasjonen for det studerte territoriet fikset og det utarbeides en disposisjon. Disse prosedyrene utføres på samme måte som i teodolittundersøkelse. I tillegg til toppen av cellene er karakteristiske relieffobjekter festet på bakken - plusspunkter: toppen og bunnen av bakken, bunnen og kantene av gropen, punkter på overløpet og vannskillelinjer og andre.
Oppmålingsbegrunnelse skapes ved å legge utjevnings- og teodolittpassasjer langs de ytre grensene til rutenettet, som deretter knyttes til punktene i et enkelt statlig nettverk. Høydene til plusspunktene og cellepunktene bestemmes av metoden for geometrisk utjevning. Hvis sidelengdenkvadrat førti meter eller mindre, så prøver de fra én stasjon å måle alle de bestemte punktene. Avstanden fra enheten til stangen bør ikke overstige 100-150 meter. Hvis lengden på siden av firkanten er hundre meter, plasseres nivået i midten av hver celle. I henhold til feltundersøkelsen av området ved bruk av rutemetoden, utarbeides det en utjevningslogg og en oversikt over mål.
Logg og utjevningskontur etter firkanter
Loggen inneholder data om størrelsen på siden av cellen, og binder koordinatgitteret til teodolitttraverser (geodetisk begrunnelse). I tillegg er binding til terrengobjekter indikert - innsjøer, åser og så videre. Det bør også bemerkes fra hvilke posisjoner utjevningen av terrenget ble utført. Omrisset inneholder resultatene av å skyte hver av rutene. På toppen og plusspunktet for hver celle er avlesningene fra den svarte siden av linjen (i meter), samt de beregnede høydene, angitt. Denne beregningen utføres på instrumentets horisont. Høydene på cellepunktene bestemmes som forskjellen mellom instrumentets horisont på stasjonen og avlesningen på skinnen.
For å kontrollere overflatemåleprosessen for to cellepunkt, utføres nivellering fra to forskjellige stasjoner. Å utarbeide en plan basert på de oppnådde materialene for å ta overflatedata begynner med å feste på nettbrettet i henhold til koordinatene til punktene til det enhetlige statlige geodetiske nettverket, gjenstander for undersøkelsesbegrunnelse (nivellering og teodolittbevegelser), plusspunkter, hjørner av firkanter og situasjonen.
Søknadsmetode
Når du jevner ut territoriet på en måteapplikasjoner av teodolitt og utjevningspassasjer, brutt ned i diametre, legges passasjene langs de naturlige karakteristiske linjene for et gitt område, for eksempel langs overløp eller vannskiller. I slikt arbeid bør tverrsnitt og staketer settes hver førti meter ved oppmåling i målestokk 1:2000 og hver tjuende meter ved oppmåling i målestokk 1:1000 og 1:500. Ved bøyningspunktene til bakkene er pluss objekter merket. I prosessen med å sette opp streiketter, bør situasjonen fikses og en disposisjon utarbeides. Nivelleringsprotokoller gjøres i journalen. Den markerer serienumrene til streikettene, avlesninger på de røde og svarte sidene av skinnene, avstandene til positive objekter fra de nærmeste stakittene. Basert på utjevningsresultatene utarbeides en topografisk plan over territoriet, tverrgående og langsgående terrengprofiler.
Det er hensiktsmessig å måle overflaten i områdene på den foreslåtte tomten for landskapsforming og vertikal planlegging av territoriet. Et eksempel er landskapsdesignen til området rundt ethvert arkitektonisk monument, eller en landskapshagesone.
Hva er et nivå?
For å utføre en geometrisk måling av terrenget, som er mye brukt i konstruksjon, brukes nivåer av ulike design. Disse enhetene, i henhold til deres operasjonsprinsipp, er vanligvis delt inn i: elektronisk, laser, hydrostatisk og optisk-mekanisk. Alle nivåer er utstyrt med et teleskop som roterer i et horisont alt plan. Den moderne utformingen av en slik måleenhet sørger for automatisk kompensasjonfor innstilling av den visuelle aksen til arbeidsposisjon.
Nivelleringshistorikk
Den første informasjonen som nådde det moderne mennesket om utjevning refererer til det første århundre f. Kr., nemlig byggingen av vanningskanaler i antikkens Hellas og Roma. Historiske dokumenter nevner en vannmåler. Oppfinnelsen og bruken er assosiert med navnene på den antikke greske forskeren Heron fra Alexandria og den romerske arkitekten Mark Vitruvius. Drivkraften for utviklingen av disse måleinstrumentene og nivelleringsmetodene var etableringen av et spottingskop, et barometer, et sylindrisk nivå og et graderingsnett i spottingskoper. Disse oppfinnelsene går tilbake til 1500- og 1600-tallet, og de gjorde det mulig å utvikle et system for nøyaktig kartlegging av jordoverflaten.
I Russland ble det under Peter den stores tid grunnlagt et optisk verksted, hvor de blant annet også produserte vater, først da ble de k alt vater med pipe. I. E. Belyaev var engasjert i utviklingen av nivåer i verkstedet. I samme periode dukket de første måleinstrumentene opp, basert på barometre. På begynnelsen av det nittende århundre dukket de første trigonometriske nivåene opp, med deres hjelp ble det utført veldig storstilt arbeid for å bestemme forskjellen i nivåene til Azov og Svartehavet, høyden på Mount Elbrus ble målt. Bruken av geometriske instrumenter er registrert i midten av det nittende århundre. Så i 1847 ble de brukt i byggingen av Suez-kanalen. I vårt land, geometrisk utjevningoverflate ble brukt til bygging av vann- og landveier. Begynnelsen på opprettelsen av det innenlandske statsnettverket anses å være 1871. Så begynte arbeidet med å fikse og installere punkter som fungerte som grunnlag for topografiske undersøkelser.
Anvendelse av utjevning
Resultatet av utjevning er opprettelsen av et enkelt geodetisk referansenettverk, som fungerer som grunnlag for topografiske målinger av området eller ulike geodetiske målinger. Skyting er mye brukt til forskning og vitenskapelige formål: når man studerer kloden, bevegelsen til jordskorpen, for å fikse svingninger i nivået til hav og hav.
Nivellering brukes også for å løse ulike anvendte problemer som er knyttet til konstruksjon av ulike objekter, legging av kommunikasjonslinjer, verktøy osv. For eksempel er terrengmåling nødvendig for å overføre designbeslutninger i høyden, i tillegg i løpet av installasjonsarbeid på installasjon av bygningskonstruksjoner. Når man løser slike problemer, brukes alltid dataene innhentet av geodesitjenesten. Også, direkte for å løse ulike høyt spesialiserte oppgaver, brukes automatiske informasjonsinnhentingssystemer. Slike oppgaver inkluderer for eksempel reparasjon og bygging av veibanen. Sensorene som er inkludert i den automatiske nivelleringsanordningen er installert på jernbanevogner, biler, noe som resulterer i en ferdig profilering av området som studeres på kortest mulig tid.
Moderne teknologier
Til dato,på grunn av den ekstraordinære raske utviklingen av vitenskap og teknologi, brukes forskjellig teknisk kunnskap for å jevne overflaten.
- Laser. Arbeidet deres er basert på lesing av terrengparametere ved hjelp av en laserskanningsenhet.
- Ultralyd. Hovedelementet i en slik enhet er en ultralydsensor som sender ut bølger.
- GNSS-teknologi, som er knyttet til innhenting av informasjon om gjeldende koordinater ved bruk av satellittkommunikasjon. Slikt utstyr gir svært høy utjevningsnøyaktighet.
For å sikre effektiv behandling av et stort antall informasjonsstrømmer oppnådd i prosessen med å anvende kunnskapen ovenfor, er det nødvendig å ha passende spesialprogramvare som vil utføre oppgaver knyttet til lagring, administrering, visualisering og prosessering data.
Moderne nivelleringssystemer i veibygging
Automatiske systemer er mye brukt i moderne veibygging. De lar deg administrere veianleggsutstyr, gitt dens nåværende posisjon. Samtidig kjennetegnes den automatiske utjevningen av ruten av den høye nøyaktigheten av arbeidet som utføres, noe som betydelig forbedrer kvaliteten på kjørebanen som produseres, samt reduserer byggetiden. Slike enheter, installert på asf altutleggere, veifresemaskiner, bulldosere, lar deg eliminere skader og defekter i det gamle fortauet når du legger et nytt lag. Disse nivåene kontrollerer tverrhellingen på veien, utfører den i henhold til nøyaktig spesifisert prosjektparametere. Moderne overflatemålesystemer for veianleggsutstyr er delt inn i flere typer avhengig av teknologien som brukes.
- Ultralydenheter med forskjellig antall sensorer.
- Laserhentesystemer.
- Enhet basert på satellitt-GPS-teknologi.
- 3D-system basert på totalstasjonsprinsippet.
Om nødvendig, avhengig av kompleksiteten og særegenheten ved arbeidet som utføres, kan en eller annen automatisk nivelleringsteknologi brukes.
