Nivellering är Trigonometrisk utjämning. Typer av utjämning

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Nivellering är ett slags geodetiska mätningar. Det används för att hitta de relativa höjderna för olika punkter på jordens yta. Sådana naturobjekt som floder, hav, hav, fält eller andra utgångspunkter kan tas som en villkorlig nivå i sådana mätningar. I själva verket är utjämning bestämningen av värdet av överskottet av ytan på varje objekt över en given (referens). Sådana mätningar krävs för att sammanställa en korrekt relief av det område som studeras. I framtiden kommer dessa data att användas vid utarbetande av terrängplaner, kartor eller för att lösa specifika tillämpade problem.

Vilka typer av utjämning finns det?

Sådana mätningar kan utföras med en mängd olika metoder, med olika utrustning eller teknik. Tänk på vad som är huvudtyperna av utjämning. De vanligaste är fem metoder: geometrisk, trigonometrisk, barometrisk, mekanisk och hydrostatisk mätning av ytor. Låt oss lära känna var och en av dem mer i detalj.

Geometrisk utjämning

Med denna metod för att mäta terrängen, en speciellgeometrisk skena och enhetsnivå. Principen för skytte är att installera en skena med slag och uppdelningar på önskad punkt nära ytan som studeras. Därefter räknas höjdskillnaden med hjälp av en horisontell siktstråle. Geometrisk utjämning utförs enligt principen "från mitten" eller "framåt". Vid mätning med den första metoden installeras skenor på två punkter på ytan, enheten är placerad mellan dem på ett lika långt avstånd. Resultatet av undersökningen är data om överskottet av en av staplarna över den andra. Den andra metoden är klassisk - en enhet och en skena. Dessa utjämningsmetoder är de vanligaste. De har funnit tillämpning vid konstruktion av både små objekt (hus) och stora (broar).

Trigonometrisk utjämning

Vid den här typen av mätarbeten är det vanligt att använda speciella goniometriska anordningar, som kallas teodoliter. Med hjälp av dem tas information om lutningsvinklarna för siktstrålen, som passerar genom ett par givna punkter på ytan. Trigonometrisk utjämning används ofta i topografiska mätningar för att bestämma höjdskillnaden mellan två objekt som befinner sig på ett avsevärt avstånd från varandra, men i enhetens optiska siktzon.

Barometrisk ytmätning

Barometrisk utjämning är en mätmetod baserad på beroendet av atmosfäriskt lufttryck på höjden av en punkt på ytan som bestäms. Läsprocessen utförs med hjälp avbarometer. Detta utjämningssystem måste ta hänsyn till ett antal korrigeringar för den faktiska lufttemperaturen och dess luftfuktighet. Denna metod har funnits i svåråtkomliga områden (till exempel i bergiga förhållanden) under olika geografiska och geologiska expeditioner.

Mekanisk (teknisk) ytmätning

Teknisk nivellering innebär användning av en speciell anordning - automatisk nivellering. Med den ritas profilen för området som studeras i automatiskt läge med hjälp av en friktionsskiva som registrerar tillryggalagd sträcka och ett fast lod som ställer in vertikalen. En sådan anordning installeras vanligtvis på ett fordon och körs från en bestämd punkt till en annan. Teknisk nivellering låter dig bestämma höjdskillnaden mellan de studerade objekten, avståndet mellan dem och terrängprofilen, som spelas in på ett speciellt fotoband.

Hydrostatisk ytmätning

Hydrostatisk utjämning är en metod som bygger på principen att kommunicera kärl. Fotografering på detta sätt utförs med hjälp av en hydrostatisk anordning, som fungerar med ett fel på upp till två millimeter. En sådan nivå är monterad från ett par glasrör anslutna med en slang, detta system är fyllt med vatten. Mätningsprocessen utförs enligt följande - rören är fästa på skenorna som skalan appliceras på. Efter det installeras stängerna nära föremålen som studeras, indelningarna markerar det numeriska värdetskillnad mellan två nivåer. Denna design har en betydande nackdel, nämligen den begränsade mätgränsen, som bestäms av längden på slangen.

De beskrivna utjämningsmetoderna (förutom mekaniska) är mycket enkla och kräver ingen specifik kunskap från operatören, därför används de i stor utsträckning inom konstruktion och andra delar av den nationella ekonomin.

Mätningsklasser

Utöver mättekniken brukar nivelleringen delas in i noggrannhetsklasser. Var och en av dem motsvarar en viss typ och metod för informationsinhämtning. Låt oss överväga vilka utjämningsklasser som finns.

Första klass anses vara mycket exakt. Det motsvarar ett rms slumpmässigt fel på 0,8 millimeter per kilometer och ett systematiskt fel på 0,08 mm/km.
Den andra klassen anses också vara mycket exakt. Däremot är felet här något högre - rms-felet är 2,0 mm/km och det systematiska felet är 0,2 mm/km.
Tredje klass. Det motsvarar ett standardfel på 5,0 mm/km, och det systematiska beaktas inte.
Fjärde klass. Det motsvarar ett rot-medelkvadratfel lika med 10,0 mm/km, systemfelet tas inte heller med i beräkningen.

Beroende på terrängens egenskaper och målen för undersökningen kan olika metoder för mätning av data användas. Till exempel genom polygoner, genom parallella linjer eller genom att jämna ut ytan med kvadrater. Den senare tekniken är den mest använda, den används ofta för datainsamling frånstora öppna ytor med relativt låga tvärsnittshöjder. Låt oss överväga det mer i detalj.

Squaring

Ytavjämning med denna metod utförs för att erhålla storskaliga topografiska planer för platta områden. Kontrollpunkternas jämna läge bestäms genom att lägga traverser. Och höjder - genom metoden för geometrisk mätning med hjälp av tekniska nivåer. Processen för datainsamling kan utföras på två olika sätt: genom att lägga utjämningsrörelser med en gradvis uppdelning av diametrarna och genom kvadrater.

Utjämning med rutor utförs genom att bryta marken med hjälp av ett måttband och en teodolit (ett rutnät med en cellsida på tjugo meter) mätt i skala 1:500 och 1:1000, fyrtio meter - när du skjuter i skala 1:2000 och hundra meter på 1:5000.

Samtidigt fixeras situationen för det studerade territoriet och en disposition görs. Dessa procedurer utförs på samma sätt som vid teodolitundersökning. Utöver cellernas toppar är karakteristiska reliefföremål fixerade på marken - pluspoäng: toppen och basen av kullen, botten och kanterna på gropen, punkter på utlopps- och vattendelare och andra.

Mätningsberättigande skapas genom att nivellerings- och teodolitpassager läggs längs de yttre gränserna av rutnätet, som sedan binds till punkterna i ett enda statligt nätverk. Höjden på pluspunkter och cellpunkten bestäms av metoden för geometrisk utjämning. Om sidolängdenkvadrat fyrtio meter eller mindre, sedan från en station försöker de mäta alla de bestämda punkterna. Avståndet från enheten till stången bör inte överstiga 100-150 meter. Om längden på sidan av torget är hundra meter, placeras nivån i mitten av varje cell. Enligt fältundersökningen av området med hjälp av kvadratmetoden sammanställs en utjämningslogg och en översikt över mått.

Logg och utjämningskontur med rutor

Loggen innehåller data om storleken på cellens sida, vilket binder koordinatnätet till teodolittraverser (geodetisk motivering). Dessutom indikeras bindning till terrängobjekt - sjöar, kullar och så vidare. Det bör också noteras från vilka positioner utjämningen av terrängen utfördes. Konturen innehåller resultaten av att skjuta var och en av rutorna. Överst och pluspunkten för varje cell indikeras avläsningarna från den svarta sidan av stapeln (i meter), samt de beräknade höjderna. Denna beräkning utförs vid instrumentets horisont. Höjden på cellpunkten bestäms som skillnaden mellan instrumentets horisont vid stationen och avläsningen på rälsen.

För att kontrollera ytmätningsprocessen för två cellpunktspunkter utförs utjämning från två olika stationer. Att utarbeta en plan baserat på det erhållna materialet för att ta ytdata börjar med fixering på surfplattan enligt koordinaterna för punkterna i det enhetliga geodetiska nätverket, föremål för undersökningsmotivering (nivellering och teodolitrörelser), plus punkter, punkter i kvadrater och situationen.

Ansökningsmetod

När man planerar territoriet på ett sättapplikationer av teodolit och utjämningspassager, uppdelade i diametrar, läggs passagerna längs de naturliga karaktäristiska linjerna för ett givet område, till exempel längs dammar eller vattendelar. Vid sådant arbete bör tvärsnitt och strejker sättas var 40:e meter vid mätning i skala 1:2000 och var tjugonde meter vid mätning i skala 1:1000 och 1:500. Vid böjningspunkterna för sluttningarna markeras plusobjekt. I processen med att sätta upp strejkvakter bör situationen åtgärdas och en disposition göras. Utjämningsanteckningar görs i journalen. Den markerar strejkarnas serienummer, avläsningar på de röda och svarta sidorna av skenorna, avstånden för positiva föremål från de närmaste strejkarna. Baserat på utjämningsresultaten sammanställs en topografisk plan över territoriet, tvärgående och längsgående terrängprofiler.

Det är lämpligt att mäta ytan i områdena för den föreslagna platsen för landskapsplanering och vertikal planering av territoriet. Ett exempel är landskapsdesignen av området som omger ett arkitektoniskt monument, eller en trädgårdszon.

Vad är en nivå?

För att utföra en geometrisk mätning av terrängen, som används flitigt inom konstruktion, används nivåer av olika utformningar. Dessa enheter, enligt deras funktionsprincip, är vanligtvis uppdelade i: elektronisk, laser, hydrostatisk och optisk-mekanisk. Alla nivåer är utrustade med ett teleskop som roterar i ett horisontellt plan. Den moderna designen av en sådan mätanordning ger automatisk kompensationför inställning av den visuella axeln till arbetsposition.

Nivelleringshistorik

Den första informationen som nådde den moderna människan om utjämning avser det första århundradet f. Kr., nämligen byggandet av bevattningskanaler i antikens Grekland och Rom. Historiska dokument nämner en vattenmätare. Dess uppfinning och användning är förknippad med namnen på den antika grekiska vetenskapsmannen Heron av Alexandria och den romerske arkitekten Mark Vitruvius. Drivkraften för utvecklingen av dessa mätinstrument och nivelleringsmetoder var skapandet av en spotting scope, en barometer, en cylindrisk nivå och ett graderingsnät i spotting scope. Dessa uppfinningar går tillbaka till 1500- och 1600-talen och de gjorde det möjligt att utveckla ett system för noggrann kartläggning av jordens yta.

I Ryssland grundades under Peter den stores tid en optisk verkstad, där man bland annat även tillverkade vattenpass, först då kallades de vattenpass med pipa. I. E. Belyaev var engagerad i utvecklingen av nivåer i verkstaden. Under samma period dök de första mätinstrumenten upp, baserade på barometrar. I början av artonhundratalet dök de första trigonometriska nivåerna upp, med deras hjälp utfördes mycket storskaligt arbete för att bestämma skillnaden i nivåerna i Azov och Svarta havet, höjden på Mount Elbrus mättes. Användningen av geometriska instrument registreras i mitten av artonhundratalet. Så 1847 användes de vid konstruktionen av Suezkanalen. I vårt land, geometrisk utjämningytan användes vid byggandet av vatten- och landvägar. Början av skapandet av det inhemska statliga nätverket anses vara 1871. Sedan började arbetet med att fixa och installera punkter som låg till grund för topografiska undersökningar.

Tillämpning av utjämning

Resultatet av utjämning är skapandet av ett enda geodetiskt referensnätverk, som fungerar som grund för topografiska mätningar av området eller olika geodetiska mätningar. Skytte används i stor utsträckning för forskning och vetenskapliga syften: när man studerar jordklotet, jordskorpans rörelser, för att fixa fluktuationer i havets och havens nivå.

Nivellering används också för att lösa olika tillämpade problem som är förknippade med konstruktion av olika objekt, läggning av kommunikationslinjer, verktyg etc. Till exempel är terrängmätning nödvändig för att överföra designbeslut på höjden, dessutom under installationsarbeten på installation av byggnadskonstruktioner. När man löser sådana problem används alltid data som erhålls av geodesitjänsten. Också, direkt för att lösa olika högspecialiserade uppgifter, används automatiska informationshämtningssystem. Sådana uppgifter omfattar till exempel reparation och byggande av vägbanan. Sensorerna som ingår i den automatiska nivelleringsanordningen är installerade på järnvägsvagnar, bilar, vilket resulterar i en färdig profilering av området som studeras på kortast möjliga tid.

Modern teknik

Till datum,på grund av den extraordinära snabba utvecklingen av vetenskap och teknik används olika tekniska kunskaper för att jämna ut ytan.

Laser. Deras arbete är baserat på att läsa terrängparametrar med hjälp av en laserskanningsenhet.
Ultraljud. Huvudelementet i en sådan enhet är en ultraljudssensor som sänder ut vågor.
GNSS-teknik, som är associerad med att få information om aktuella koordinater med hjälp av satellitkommunikation. Sådan utrustning ger mycket hög nivelleringsnoggrannhet.

För att säkerställa en effektiv bearbetning av ett stort antal informationsflöden som erhålls i processen att tillämpa ovanstående know-how, krävs det att man har lämplig speciell programvara som kommer att utföra uppgifter relaterade till lagring, hantering, visualisering och bearbetning data.

Moderna nivelleringssystem vid vägbyggen

Automatiska system används ofta i moderna vägbyggen. De låter dig hantera vägbyggnadsutrustning, med tanke på dess nuvarande position. Samtidigt kännetecknas den automatiska utjämningen av rutten av den höga noggrannheten i det utförda arbetet, vilket avsevärt förbättrar kvaliteten på vägbanan som produceras, samt minskar byggtiden. Sådana enheter, installerade på asf altbeläggare, vägfräsmaskiner, bulldozers, låter dig eliminera skador och defekter i den gamla trottoaren när du lägger ett nytt lager. Dessa nivåer kontrollerar tvärlutningen på vägen, utför den enligt exakt specificerat projektparametrar. Moderna ytmätningssystem för vägbyggnadsutrustning är indelade i flera typer beroende på vilken teknik som används.