Nivelación - é ... Trigonometric nivelación. tipos de nivelación

O nivelación é un tipo de medida xeodésica. Coa axuda dela, atópanse as alturas relativas de varios puntos sobre a superficie terrestre. Como un nivel condicional nestas medidas, poden levar obxectos naturais como ríos, mares, océanos, campos ou outros puntos de referencia. De feito, a nivelación é a determinación do valor do exceso da superficie de cada obxecto sobre unha determinada (referencia). Estas medidas son necesarias para compilar un terreo exacto do terreo estudado. No futuro, estes datos empréganse ao elaborar plans de terreo, mapas ou para resolver problemas específicos aplicados.

Que tipos de nivelación existen?

Estas medidas poden realizarse de varias maneiras, diferenciadas polos equipos ou tecnoloxía utilizados. Considere cales son os principais tipos de nivelación. Os máis comúns son cinco métodos: medición xeométrica, trigonométrica, barométrica, mecánica e hidrostática de superficies. Coñeceremos con máis detalle cada un deles.

Nivelación xeométrica

Con este método, as medicións do terreo usan un ferrocarril xeométrico especial e un medidor de nivel. O principio de disparar é instalar as láminas con trazos e divisións no punto necesario preto da superficie a estudar. Logo, usando un feixe de visión horizontal, medimos a diferenza de altitude. A nivelación xeométrica realízase nun principio "desde o medio" ou "avanzado". Ao medir o primeiro método en dous puntos da superficie fixar as láminas, o dispositivo está situado entre elas a unha distancia equidistante. O resultado do disparo son os datos sobre o exceso dunha das barras sobre a outra. O segundo método é clásico: un dispositivo e un rack. Estes métodos de nivelación son os máis comúns. Utilízanse na construción de pequenos obxectos (casas) e grandes (pontes).

Nivelación trigonométrica

Con este tipo de traballo de medida, é habitual o uso de dispositivos goniométricos especiais chamados teodolitos. Coa axuda deles, extráese información sobre os ángulos de inclinación do feixe da visera, que pasa por un par de puntos na superficie. A nivelación trigonométrica é amplamente utilizada nas medicións topográficas para determinar a diferenza de altura entre dous obxectos que están a unha distancia considerable entre si, pero na zona de visibilidade óptica do dispositivo.

Medida barométrica da superficie

A nivelación barométrica é un método de medición baseado na dependencia da presión atmosférica sobre a altura do punto da superficie determinada. O proceso de lectura realízase usando un barómetro. Este sistema de nivelación debe ter en conta varias correccións á temperatura do aire real, á súa humidade. Este método foi usado en áreas de difícil acceso (por exemplo, en condicións montañosas) baixo varias expedicións xeográficas e xeolóxicas.

Medida mecánica (técnica) da superficie

A nivelación técnica implica o uso dun dispositivo especial para nivelar o autómata. Coa axuda diso, o perfil do terreo estudado trama automaticamente mediante un disco de fricción que rexistra a distancia percorrida e o bobinha instalada que define a vertical. Ese dispositivo normalmente se instala nun vehículo e viaxa dun punto designado a outro. A nivelación técnica permítelle determinar a diferenza de altura entre os obxectos estudados, a distancia entre eles eo perfil do terreo, que se fixa nunha cinta fotográfica especial.

Medida hidrostática da superficie

A nivelación hidrostática é un método baseado no principio da acción dos buques comunicantes. O disparo deste xeito está feito cun dispositivo hidrostático que funciona cun erro de ata dous milímetros. Este nivel componse dun par de tubos de vidro conectados por unha manguera, este sistema está cheo de auga. O proceso de medición realízase do seguinte xeito: os tubos están unidos ás láminas en que se aplica a escala. Despois diso, as barras colócanse preto dos obxectos obxecto de estudo, dividindo o valor numérico da diferenza entre os dous niveis. Este deseño ten un inconveniente significativo, é dicir, o límite de medición limitado, que determina a lonxitude da manguera.

Os métodos de nivelación descritos (excepto os mecánicos) son moi sinxelos e non requiren a presenza de equipaxe de coñecemento específico do operador, polo tanto, son amplamente utilizados na construción e noutros ámbitos da economía nacional.

Clases de medición

Ademais do procedemento de medición, o nivelación normalmente divídese en clases de precisión. Cada un deles corresponde a un certo tipo e método de implementación de recuperación de información. Considere cales son as clases de clasificación.

1. A primeira clase é considerada de alta precisión. Corresponde a un erro aleatorio de cadrado medio igual a 0.8 milímetros por quilómetro e un erro sistemático de 0,08 mm / km.
2. A segunda clase tamén é considerada de alta precisión. Non obstante, o erro aquí é un pouco maior: o erro rms é de 2,0 mm / km e o erro sistemático é de 0,2 mm / km.
3. A terceira clase. Corresponde a un erro root-mean-square de 5,0 mm / km e non se ten en conta un erro sistemático.
4. A cuarta clase. Corresponde a un erro root-mean-square de 10.0 mm / km, non se ten en conta o erro do sistema.

Dependendo das características do terreo e das tarefas de rodaxe, pódense usar varios métodos de disparo. Por exemplo, en polígonos, a través de liñas paralelas ou nivelación superficial por prazas. Este último método é máis amplamente utilizado, é amplamente utilizado para a recollida de datos de grandes áreas abertas cunha altura de sección relativamente pequena. Vamos a considerar en máis detalle.

Desglose por prazas

A nivelación de superficies por este método lévase a cabo co obxectivo de obter plans topográficos en grande escala de áreas planas. A posición suave dos puntos de control determínase colocando os movementos de teodolito. Altura: un método de medición xeométrica que utiliza niveis técnicos. O proceso de extracción de datos pódese levar a cabo de dous xeitos diferentes: mediante a colocación de movementos de nivel cun descenso progresivo dos anchos e os cadrados.

O nivelado por prazas realízase rompendo no terreo usando unha cinta de medición e unha teodolita (reixa cun lado da célula de vinte metros) cando se mide nunha escala de 1: 500 e 1: 1000, corenta metros - ao disparar a unha escala de 1: 2000 e cen metros a 1: 5000.

Ao mesmo tempo, fíxase a situación do territorio estudado e redactar un esbozo. Este procedemento realízase do mesmo xeito que na enquisa theodolite. Ademais das cimas das celas, as características características do terreo son fixadas no terreo: máis puntos: a parte superior e inferior do outeiro, a parte inferior e os bordos do pozo, os puntos nas verteduras e as liñas de augas profundas e outros.

A xustificación de disparos créase colocando nos límites exteriores dunha cuadrícula de prazas de nivelación e movementos de teodolito, que logo están unidos aos puntos dunha rede de estado único. As alturas dos puntos máis e os vértices das células están determinadas polo método de nivelación xeométrica. Se a lonxitude do lado do cadrado é de corenta metros ou menos, entón a partir dunha estación intentan medir todos os puntos a determinar. A distancia do dispositivo á barra non debe exceder os 100-150 metros. Se a lonxitude do lado do cadrado é de cen metros, entón o nivel sitúase no centro de cada cela. Segundo os datos da avaliación de campo da área, o método de cadrados consiste nun rexistro de nivelación e contorno das medicións.

Diario e esquema de nivelación por prazas

O rexistro ingresa datos sobre o tamaño do lado da cela, a unión da grilla ás mudanzas de teodolito (xustificación xeodésica). Ademais, indícase a referencia aos obxectos do terreo: lagos, outeiros, etc. Tamén hai que observar desde que posición se fixo o nivel do terreo. Os resultados de disparar cada un dos cadrados están rexistrados no contorno. O punto de vértice e plus de cada cela indica as lecturas desde o lado negro da barra (en metros), así como as alturas calculadas. Este cálculo realízase no horizonte do instrumento. As alturas dos vértices das celas determináronse como a diferenza entre o horizonte da ferramenta na estación eo contador na vara.

Para controlar o proceso de medición da superficie, dous niveis de células están nivelados desde dúas estacións diferentes. A elaboración dun plan para os datos obtidos a partir da recollida de datos de superficie comeza cunha fixación na táboa nas coordenadas dos puntos da rede xeodésica dun só estado, os obxectos da xustificación da enquisa (o nivel de teodolito móvese), máis os puntos, os vértices dos cadrados ea situación.

Método de aplicación

Ao nivelar o territorio mediante a aplicación de movementos de teodolito e nivelación cunha ruptura en diámetros, as trazas son trazadas ao longo das liñas características naturais do terreo dado, por exemplo, sobre vertedoios ou cuencas hidrográficas. En tales operacións, os anchos e piquetes deben ser divididos cada 40 minutos ao disparar a unha escala de 1: 2000 e logo de vinte metros ao disparar a unha escala de 1: 1000 e 1: 500. Nos puntos de curvas de skate, obsérvanse máis obxectos. No proceso de romper piquetes, é necesario fixar a situación e redactar un esbozo. Os rexistros de nivelación prodúcense na revista. Marque o número ordinal de piquetes, conta ao longo do lado vermello e negro dos raíles, as distancias dos obxectos máis dos piquetes máis próximos. Con base nos resultados do nivelación, componse un plano topográfico do territorio, perfís cruzados e lonxitudinais do terreo.

É aconsellable medir a superficie nos sitios do sitio de obras proposto para a mellora e planificación vertical do territorio. A modo de exemplo, podemos citar o deseño da paisaxe dun terreo que rodea un monumento arquitectónico ou unha zona de xardín e parque.

¿Que é un nivel?

Para realizar unha medición xeométrica do terreo, que é amplamente utilizado na construción, utilízanse os niveis de varias estruturas. Estes dispositivos, de acordo co seu principio de funcionamento, adoitan estar divididos en: electrónico, láser, hidrostático e óptico-mecánico. Todos os niveis están equipados cun telescopio que xira no plano horizontal. O deseño moderno deste instrumento de medida prevé a compensación automática para configurar o eixe visual en posición de traballo.

Historia de nivelación

A primeira información que alcanzou o home moderno sobre o nivel, refírese ao século I aC, a construción de canles de irrigación na Grecia antiga e Roma. Nos documentos históricos mencionarase un contador de auga. A súa invención e uso están asociados cos nomes do antigo grego Heron of Alexandria e do arquitecto romano Mark Vitruvius. O impulso para o desenvolvemento destes instrumentos de medida e métodos de nivelación foi a creación dun telescopio, un barómetro, un nivel cilíndrico e unha grade de gradación no telescopio. Estas invencións remóntanse aos séculos XVI e XVII, permitiron o desenvolvemento dun sistema de enquisa de superficie terrestre.

En Rusia, durante a época de Pedro o Grande, fundouse un obradoiro óptico onde, entre outras cousas, producíronse niveis, entón só se chamaban niveis cun tubo. O desenvolvemento de niveis no taller foi tratado por IE Belyaev. No mesmo período, apareceron os primeiros instrumentos de medida, baseados en barómetros. A principios do século XIX, apareceron os primeiros niveis trigonométricos, coa súa axuda realizouse un traballo a gran escala para determinar a diferenza nos niveis dos mares Azov e Negro e medir a altura do monte Elbrus. O uso de dispositivos xeométricos foi rexistrado a mediados do século XIX. Así, en 1847 foron utilizados na construción da canle de Suez. No noso país, a nivelación xeométrica da superficie utilizouse na construción de vías fluviais e estradas terrestres. O inicio da creación da rede nacional estatal é 1871. A continuación, comezou a traballar en arranxar e instalar os elementos que serviron de base á topografía.

Nivelación de aplicacións

O resultado do nivel é a creación dunha única rede geodésica de referencia, que serve de base para a realización de medicións topográficas do terreo ou para diversas medicións xeodésicas. O tiro é amplamente utilizado para a investigación e os fins científicos: no estudo do globo, o movemento da codia terrestre, para solucionar as flutuacións no nivel do mar e os océanos.

A nivelación tamén se usa para resolver diversos problemas aplicados, que están asociados coa construción de varios obxectos, a colocación de liñas de comunicación, comunicacións de enxeñería, etc. Por exemplo, a medición do terreo é necesaria para realizar a transferencia de decisións de deseño en altura, ademais, durante os traballos de instalación na instalación de estruturas de construción . Ao resolver problemas similares, os datos recibidos polo servizo de xeodésia sempre se usan. Ademais, para resolver directamente varias tarefas altamente especializadas, utilízanse sistemas de recuperación automática de información. Tales tarefas inclúen, por exemplo, a reparación e construción da estrada. Os sensores incluídos no dispositivo de nivelación automático están instalados en vehículos ferroviarios e automóbiles, obtendo un perfil prefabricado da área estudada no menor tempo posible.

Tecnoloxías modernas

Ata o momento, debido ao desenvolvemento inusualmente rápido da ciencia e da tecnoloxía, utilízanse diversos coñecementos técnicos para nivelar a superficie.

1. Láser. No centro do seu traballo atópanse a lectura dos parámetros do terreo coa axuda dun dispositivo de escaneo con láser.
2. Ultrasonido. O elemento principal deste dispositivo é a onda de emisión de ondas ultrasóns.
3. Tecnoloxía GNSS, asociada á obtención de información sobre as coordenadas actuais a través da comunicación vía satélite. Ese equipo proporciona unha precisión de nivelación moi alta.

Para garantir o procesamento eficiente dun gran número de fluxos de información obtidos mediante a aplicación dos coñecementos anteriores, cómpre dispoñer dun software especial axeitado que realizará tarefas relacionadas co almacenamento, xestión, visualización e procesamento de datos.

Sistemas de nivelación modernos na construción de estradas

Os sistemas automatizados son amplamente utilizados na construción de estradas modernos. Permiten controlar os equipos de construción de estradas, dada a súa posición actual. Ao mesmo tempo, a nivelación automática da pista caracterízase pola alta precisión do traballo realizado, o que mellora significativamente a calidade da estrada producida e tamén reduce o tempo de construción. Estes dispositivos instalados en asfalto, cortadores de estradas, escavadoras, permiten eliminar os danos e defectos do vello revestimento ao poñer unha nova capa. Estes niveis controlan a inclinación transversal da estrada, executa-lo segundo os parámetros especificados polo proxecto. Os modernos sistemas de medición de superficie para equipos de construción de estradas están divididos en varios tipos dependendo da tecnoloxía empregada.

1. Dispositivos ultrasóns con diferente número de sensores.
2. Sistemas de recollida de láser.
3. O dispositivo está baseado en tecnoloxías GPS por satélite.
4. Un sistema tridimensional que opera sobre o principio dunha estación total.

Se é necesario, dependendo da complexidade e especificidade do traballo realizado, pódese empregar esta ou esa tecnoloxía de nivelación automática.