CC BY
121
УДК 528.4
К.Б. Хасенов, М.Е. Рахымбердина, К.У. Сыдыков
ВКГТУ им. Д. Серикбаева, Усть-Каменогорск, Республика Казахстан
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ИСПРАВЛЕНИЯ УГЛА I У НИВЕЛИРОВ
K.B. Khasenov, M.Ye. Rakhimberdina, K.U. Sydykov East-Kazakhstan State Technical University of D. Serikbaev (EKSTU)
19 Serikbaev, Ust-Kamenogorsk, 070010, Kazakhstan
THE METHOD OF DEFINITION AND CORRECTION OF A CORNER I OF LEVELS
In the article, the method of definition and correction of a corner i of levels on the field comparator is proposed. This field comparator for metrological maintenance of levels was developed at the East Kazakhstan state technical university of D. Serikbaev.
В комплексе геодезических работ, значительную долю составляют нивелирные работы, для осуществления которых необходимы соответствующей точности нивелиры. Система, определяющая качество геодезических измерений, как правило, имеет вид: наблюдатель - прибор -внешние условия - метод измерений. Основной метод контроля надежности прибора является поверка. Цель поверки - приведение частей прибора в соответствие с основными геометрическими условиями, заложенными в его конструкции.
Важной особенностью инструкции на топографо-геодезические работы является то, что они регламентируют практически индивидуальную аттестацию всех геодезических приборов, допускаемых к измерениям, через систему поверок и измерений. Результаты исследований устанавливают пригодность прибора для выполнения измерений заданной точности, дают информацию для принятия соответствующей методики измерений или введения поправок в результаты измерений.
Как известно, визирная ось трубы нивелира должна быть параллельна оси цилиндрического уровня. Эта поверка является основной и заключается в определении угла i между вышеуказанными осями. Угол i нивелира определяют полевым или лабораторным методом.
Известно несколько способов определения и исправления угла i у нивелиров в полевых условиях.
Определение угла i нивелира в полевых условиях обычно проводят методом двойного нивелирования, при котором превышение между двумя точками, закрепленными на местности, измеряют поверяемым прибором дважды, с различных станций.
Далее, используя полученные превышения или отсчеты по рейкам, вычисляют значение угла i.
При этом применяют следующие способы нивелирования: нивелирование «вперед», нивелирование «из середины» в сочетании с нивелированием «вперед» и нивелирование с разными плечами [1, 2, 3, 4].
Количество приемов измерений в любом способе должно быть не менее трех. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение угла i из всех результатов, признанных годными. Расхождение между отдельными значениями угла i не должно превышать 3" для высокоточных нивелиров и 5" для всех остальных типов нивелиров.
Угол i по способу нивелирования «вперед» определяют в такой последовательности. На расстоянии 50-75 м друг от друга забивают два костыля или кола. Нивелир устанавливают над точкой 1, приводят его в рабочее положение, измеряют его высоту z1 до визирной оси с погрешностью не более 1 мм и берут отсчет 11 по рейке, установленной в точке 2. Меняют местами нивелир и рейку и, выполнив описанные выше действия, получают высоту и отсчет 12. Значение угла / вычисляют по формуле
. [(г1 +г2)-(/1 +12)]р"
25 ’
где S - расстояние между точками 1 и 2.
Если точное значение высоты нивелира определить затруднительно, угол i получают видоизмененным способом, не требующим измерения высоты прибора. Для этого линию длиной 45-60 м делят на три равных отрезка, каждый длиной 5. Концы интервалов закрепляют кольями, фиксируя этим точки 1, 2, 3 и 4. На средних точках 2 и 3 устанавливают рейки, а на крайних точках 1 и 4 поочередно устанавливают нивелир, где после приведения его в рабочее положение берут две пары отсчетов 12 и 13 (станция 1) и // и I/ (станция 4). Значение угла / вычисляют по формуле
/ г
: [(/, -13)-(12 -12м К-Ъ
25 28 1
При определении угла i по способу нивелирования «из середины» в сочетании с нивелированием «вперед» на расстоянии 40-60 м закрепляют кольями (точки 1 и 2), на которых устанавливают рейку в створе между точками 1 и 2 на равном расстоянии от них. Приводят нивелир в рабочее положение и берут отсчеты и 12 по рейкам 1 и 2. Далее переносят нивелир в точку, удаленную от точки 2 на 5-10 м и вновь берут отсчеты //и // на заднюю и переднюю рейки. Измеряют расстояния до задней (51) и передней (5?) реек. Значение угла / нивелира определяют по формуле
[(/;-/;)-(/,-/2ж н-к
О О <4 <4 * ^ ^
Дополнительную точку можно располагать как между точками 1 и 2, так и на продолжении их створа.
С целью уменьшения искажений результатов измерений за ход фокусирующей линзы, расстояние 52 выбирают более 10 м.
Для облегчения вычислений по формуле (3) расстояния 51 и Б2 подбирают с таким расчетом, чтобы отношение 7Г^~ТТ было равно целому
01 — о2
числу, тогда формула (3) примет простой вид / = (Н' - К)к 5 (4)
По способу нивелирования при разных плечах угол i определяют на линии длиной 30 - 50 м. Концы линии закрепляю кольями 1 и 2, на которых устанавливают рейки. Нивелир располагают в 5 м от точки 1 и берут отсчеты 11 по рейке 1 и 12 по рейке 2. Затем нивелир переносят по линии 1 - 2 и, не доходя до точки 2 на 5 м, вновь устанавливают его и приводят их в рабочее положение. Берут отсчеты I/ по рейке 1 и 12' по рейке 2. Значение угла / вычисляют по формуле
Г !
■ _ [(/1 +11)-(12+ /2 )]р" _ Ну-к2
~ 2(8,-5у) "2(5^■ (5)
где 51 = 5 м;
52 - расстояние между точками 1 и 2.
Недостатком рассмотренных выше способов является необходимость в закреплении двух точек на местности для поверки нивелира и перехода с инструментом с одной точки на другую.
Для определения угла i у нивелира и его исправления предлагается следующее.
На эталонированном полевом
компараторе, разработанном для
аттестации и сертификации
нивелиров (рис. 1), устанавливают
нивелир на бетонной площадке,
приводят прибор в рабочее
положение, измеряют высоту прибора
i и берут отсчеты Ь1 и Ь2 по рейке,
установленной поочередно на
пилонах на расстоянии 50 м. Данные
измерения повторяют не менее 3-х
раз. Вычисляют превышение Н= Ь1 - Рис. 1. Схема полевого компаратора
Ь2 Практическое значение в стесненных условиях:
превышения берут как среднее из ^ ^ ^ 1 - пилоны; 2 - бетонная площадка
трех значений.
Далее вычисляют исправленное (истинное) значение отсчета по рейке на точку 2 как, Ь2' = i - Н и сравнивают с отсчетом Ь2^ Если расхождение между
Ь2' и Ь2 больше допустимой величины, то приступают к юстировке прибора. Для этого устанавливают исправленный отсчет Ь2' на перекрестии сетки нитей элевационным винтом цилиндрического уровня. При этом изображения концов цилиндрического уровня расходятся. Вертикальными исправительными винтами точно совмещают изображения концов пузырька уровня, следя за тем, чтобы отсчет по рейке оставался равным исправленному.
Для исследований на компараторе данным способом были поверены нивелиры Н-3, имеющие ошибки Х (линейная величина угла /) больше установленной величины. С целью проверки состоятельности данного способа ошибка Х у нивелиров первоначально определялась по способу нивелирования «вперед». После юстировки прибора предлагаемым способом для контроля также ошибку Х определили по способу нивелирования «вперед». Результаты исследований показали, что после юстировки прибора значения ошибки Х меньше допустимого значения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов / Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. - М.: Недра, 1990
2. Спиридонов А.И. Основы геодезической метрологии: Произв.-практ. изд. - М.: Картгеоцентр - Геоиздат, 2003
3. Спиридонов А. И., Кулагин Ю.Н., Кузьмин М. В. Поверка геодезических приборов. - М.: Недра, 1981. - с. 152.
4. Сборник инструкций по производству геодезических приборов / Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. - М.: Недра, 1988. - 77 с.
© К.Б. Хасенов, М.Е. Рахымбердина, К.У. Сыдыков, 2008
