// Вие четете...

Приложни науки

Измерване на превишението.

„Небрежният прави два пъти.“

Измерване на превишението.

Една от най-важните характеристики на местността се явява нейния релеф. Отметката на точка от местността може да се определи по превишението на тази точка относно друга точка, чиито отметка е известна. Процесът на измерване на превишението на една точка относно друга се нарича нивелиране.
Началната точка на отчитане на височините в Русия, например, се явява Кронщадския футщок (хоризонталната черта на медна пластина, прикрепена към устието на един от мостовете на Кронщад). От този футщок върви нивелиран ход, образуващ държавна нивелачна мрежа, наречена Балтийска височинна система. Отметките на пунктовете на тази мрежа са събрани в списък, наречен „Каталог на височините”.
За намиране на отметката на коя да е точка от местността е нужно да се измери нейното превишение относно пункт с известна отметка. За решаване на различни задачи отметките на пунктовете се определят в абсолютни (държавни мрежи) и в условни (локални мрежи) системи.
Превишението може да бъде определено с различни прибори и способи. Различават се следните видове нивелиране:
– геометрично нивелиране (нивелиране по хоризонтален лъч);
– тригонометрично нивелиране (нивелиране по наклонен лъч);
– барометрично нивелиране;
– хидростатично нивелиране;
– механично нивелиране и други.
Геометрично нивелиране. Геометрично нивелиране или нивелиране по хоризонтален лъч се изпълнява със специални геодезични прибори наречени нивелири. Отличителна особеност на нивелира е в това, че визирната ос на тръбата по време на работа се привежда в хоризонтална положение.
Различават се два вида геометрично нивелиране: нивелиране от средата и нивелиране напред.
При нивелиране от средата нивелирът се установява по средата между точките A и B, на които се установява рейка с деления (рис. 53).
При движение от точка A към точка B на рейката, стояща на точка A, се нарича задна, а точка B – предна. От началото тръбата се насочва на задната рейка и се взема отчет a, а след това тръбата се насочва към предната рейка и се взема отчет b. Превишението на точка B над точка A се получава по формулата:

Ако a > b, то превишението е положително, при a < b то е отрицателно. Отметката на точка B се изчислява по формулата:

където НА и НВ – отметки на точките A и B.
При нивелиране напред нивелирът се установява на точка A така, че окулярът на тръбата да е на една отвесна линия с точка A. На точка B се поставя рейката. Измервайки височината на нивелира i над точка A, взема се отчет b по рейката към точка B (рис. 54).
Превишението се изчислява по формулата:

Ако точките A и B се намират на голямо разстояние една от друга и превишението между тях не трябва да се измерва от една станция (установка на нивелира), то на линията AB се набелязват промеждутъчни (преходни) точки и се измерва превишението на части (рис. 55).

На първия участък A-1 се взема отчет по задната и предната рейка, след това нивелирът се пренася в средата на втория участък, а рейката от точка A се пренася в точка 2, взема се отчет по задната и предната рейка, нивелирът се пренася в средата на следващия участък, а задната рейка се пренася напред и т.н.
Превишението между точките A и B ще е равно:

Отметката на точката B се получава по формулата:

Последователното нивелиране на всички станции по линията AB представлява нивелиран ход.
а) Влияние на кривината на земната повърхност и рефракцията на измерването на превишенията.
Уровената повърхност не се явява плоска, поради това рейките, установени в точките A и B са перпендикулярни на уровената повърхност няма да са паралелни между себе си. Визирната ос на тръбата на нивелира, установен между точките A и B, е хоризонтална и би пресичала рейките в точките C и D, ако светлинния лъч би се разпространявал в атмосферата строго праволинейно. Уровената повърхност на нивелира J пресича рейките в точките E и F. Превишението в точката B относно точка A ще е равно на разликата на отрязъците EA и FB:

По нататък от рис. 56 следва: EA = AC – EC и FB = BD – DF.
Отрязъците EC и DF изразяват влиянието на кривината на повърхността на Земята на височината на точките, което зависи от разстоянието S и радиуса R. Съгласно формула (2.3) отрязъците EC и DF ще са равни:

където S1 и S2 – разстояния от нивелира до точка A и B съответно.
Но в реалната атмосфера светлинният лъч не се движи по права линия. Атмосферата по своята плътност не е еднородна, нейния приземен слой обикновено е по-плътен от горния слой: колкото височината е по-голяма, толкова плътността е по-малка. Разположението на слоевете въздух в атмосферата по своята плътност може да се представи схематично с паралелни на земната повърхности. (рис. 57).
Светлинния лъч, излязъл от точка M, ще се пречупва на границата на въздушните слоеве всеки път на малък ъгъл към нормалата. Полага се за слоя въздух да е много тънък, ходът на лъча от точка M към окото на наблюдателя, намиращ се в точка N, може да се представи във вид на плавна крива, обърната със своята вдлъбната част надолу. Наблюдателя в точка N ще вижда точка M в положение M1 – по допирателната към тази крива в точката на наблюдение, тоест тя се е отклонила от своето действително положение.
Отклонението на светлинния лъч вследствие пречупването му в слоевете въздух с различна плътност в атмосферата се нарича рефракция. Кривата на хода на светлинния лъч в атмосферата се нарича рефракционна крива. По този начин, в реалната атмосфера светлинния лъч се движи по рефракционна крива, заемайки положението C’ID’ (рис. 57), и отчетите по рейката ще са равни на отрязъците: a = C’A b=D’B, тоест предметът ще се вижда малко по-високо от своето действително положение, а отрязъците CC’ и DD’ изразяват влиянието на рефракцията. Рефракционната крива се приема за дъга на окръжност с радиус R1. Отношението R/R1 = К се нарича коефициент на вертикална рефракция, чийто средно значение е равно на 0,16 (в течение на денонощието той може да се измени в пределите от 0,11 до 0,22).
За отрязъците CC’ и DD’ се получава следното изражение:

където S1 и S2 – разстояние от нивелира до предната (предно рамо) и задната (задно рамо) рейка, R1 и R2 – радиуси на рефракционната крива на задното и предното рамо.
Ако се приеме, че за една станция R1 = R2 = R/К, то влиянието на рефракцията на отчетите по рейките ще е:

С отчитане на съвместното влияние на кривината на уровената повърхност и рефракцията на резултата от геометричното нивелиране измереното превишение ще е равно:

Обозначавайки с f съвместното влияние на кривината и рефракцията на отчета по рейка:

Тогава:

Както се вижда от извода, при равенство в разстоянията от нивелира до рейките f1 = f2. Поради това при нивелиране точно от средата влиянието на кривината на земната повърхност и рефракцията се изключва.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар