Нивелирлеу - Levelling

Океанографиялық өнімдер мен қызметтерді пайдалану орталығы қызметкері Мэн штатындағы Ричмонд қаласындағы АҚШ армия инженерлер корпусына қолдау көрсету үшін толқындық станцияны тегістейді.

Нивелирлеу (Британдық ағылшын ) немесе тегістеу (Американдық ағылшын; емле айырмашылықтарын қараңыз ) -ның тармағы маркшейдерлік іс, оның мақсаты - деректер базасына қатысты көрсетілген нүктелердің биіктігін белгілеу немесе тексеру немесе өлшеу. Ол кеңінен қолданылады картография өлшеу геодезиялық биіктігі және құрылыс құрылыс артефактілерінің биіктік айырмашылықтарын өлшеу үшін рухты теңестіру және дифференциалды нивелирлеу.

Оптикалық нивелирлеу

Метриканы қарау кезінде стадиа айқасқан белгіні белгілейді тегістеу штангасы. Жоғарғы белгісі 1500 мм, ал төменгісі 1345 мм. Белгілер арасындағы қашықтық 155 мм, таяқшаға дейінгі қашықтық 15,5 м құрайды.

Оптикалық нивелирлеу жұмыс істейді оптикалық деңгей, ол дәл телескоптан тұрады айқаспалар және стадион белгілері. Айқас шаштар мақсаттың деңгей нүктесін белгілеу үшін қолданылады, ал стадион диапазонды анықтауға мүмкіндік береді; стадион әдетте 100: 1 арақатынасында болады, бұл жағдайда тегістеу таяқшасындағы стадиа белгілері арасындағы бір метр мақсаттан 100 метр қашықтықта орналасқан. штатив, ал телескоп көлденең жазықтықта 360 ° еркін айнала алады. Маршрутизатор айналу жазықтығын көлденең етіп жасау үшін аспаптың үш дәлдігін теңестіру бұрандасын қолданып, штативті аяқтарды өрескел реттеу және ұсақ реттеу арқылы аспаптың деңгейін реттейді. Маркшейдер мұны a көмегімен қолданады бұқаның көзі Ассистент тік ұстап тұрғанда, маркшейдер телескоптың окулярына қарайды деңгейдегі қызметкерлер дюйм немесе сантиметрмен аяқталған. Деңгей штаты деңгейдің көмегімен тігінен орналастырылады, оның аяғы деңгей өлшеу қажет нүктеге қойылады. Телескоп айналдырылып, деңгей штаты айқаспаларда көрінгенше бағытталған. Жоғары дәлдіктегі қол деңгейінде ұсақ деңгейді телескопқа бекітілген жоғары дәлдіктегі көпіршік деңгейін пайдаланып биіктік бұрандасы арқылы жүзеге асырылады. Мұны айна арқылы реттеуге болады немесе телескопта көпіршіктің ұштарын көрсетуге болады, бұл сонымен қатар көру кезінде телескоптың нақты деңгейіне кепілдік береді. Алайда, автоматты деңгей жағдайында биіктікті реттеу гравитацияға байланысты ілулі призма арқылы автоматты түрде жасалады, егер өрескел нивелирлеу белгілі бір шектерде дәл болса. Деңгей деңгейінде персоналдың айқасқан кездегі бітіру оқуы жазылып, деңгей персоналы зерттелетін объектіге немесе позицияға тірелген жерде анықтайтын белгі немесе маркер қойылады.

Сызықтық нивелирлеу процедурасы

Екі деңгейлі персоналдың өзара байланысын көрсететін сызба немесе шыбықтар 1 және 3 түрінде көрсетілген. Көру деңгейінің деңгейі 2-ге тең.

Белгілі деректер жиынтығынан деңгейлерді сызықтық бақылаудың типтік процедурасы келесідей. Аспапты белгілі немесе болжамды биіктіктен 100 метр (110 ярд) қашықтықта орнатыңыз. Штанга немесе таяқ сол жерде тік ұсталады және құрал қолмен немесе автоматты түрде штанганың шкаласын оқу үшін қолданылады. Бұл аспаптың биіктігін бастапқы (артқа қарайтын) нүктеден жоғары деңгейге келтіреді және аспаптың биіктігін есептік көрсеткіштен асыруға мүмкіндік береді, содан кейін таяқша белгісіз нүктеде ұсталады және оқылым дәл осылай алынады, жаңа (форсайт) нүктенің көтерілуін есептеуге мүмкіндік береді. Осы екі оқылым арасындағы айырмашылық биіктіктің өзгеруіне тең, сондықтан осы әдісті «дифференциалды нивелирлеу» деп те атайды. Процедура тағайындалған нүктеге жеткенше қайталанады. Толық циклды бастапқы нүктеге қайтару немесе биіктігі белгілі болған екінші нүктеде траверсті жабу әдеттегідей. Жабуды тексеру операциядағы қателіктерден сақтайды және қалдық қателіктерді бекеттер арасында ықтимал түрде таратуға мүмкіндік береді.

Кейбір құралдар үш айқаспаны ұсынады стадион форсайт пен артқа қарай арақашықтықты өлшеу. Бұлар, сонымен қатар, үш оқудың орташа мәнін (3 сымды нивелирлеу) қателіктерге қарсы тексеру ретінде және таяқша шкаласындағы белгілер арасындағы интерполяция қателігін орташалауға мүмкіндік береді.

Нивелирлеудің негізгі екі түрі - бұрын сипатталғандай бір деңгейлі тегістеу, және екі деңгейлі тегістеу (екі реттік тегістеу). Екі деңгейлі нивелирлеу кезінде маркшейдерлер екі форсайт пен екі артқа серуендеуді жүзеге асырады және форсайттар мен артқы бағдарлар арасындағы айырмашылықтың тең екендігіне көз жеткізеді, осылайша қателік мөлшері азаяды.[1] Екі деңгейлі тегістеу бір деңгейліден екі есе көп тұрады.[2]

Деңгейді бұру

Оптикалық деңгейді қолданған кезде соңғы нүкте құралдың тиімді диапазонынан тыс болуы мүмкін. Соңғы нүктелер арасында кедергілер немесе биіктіктің үлкен өзгерістері болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда қосымша қондырғылар қажет. Бұрылу - басқа жерден биіктікке түсіру үшін деңгейдің жылжуы туралы айтылғанда қолданылатын термин.

Деңгейді «бұру» үшін алдымен оқуды оқып, таяқша орналасқан нүктенің биіктігін жазу керек. Өзекшені дәл сол жерде ұстап тұрған кезде, деңгей таяқша әлі көрініп тұрған жаңа орынға ауыстырылады. Оқу деңгейдің жаңа орнынан алынады және биіктік айырмасы деңгейлік тапаншаның жаңа биіктігін табу үшін қолданылады. Бұл өлшеулер сериясы аяқталғанға дейін қайталанады.

Жарамды өлшеуді алу үшін деңгей көлденең болуы керек. Осыған байланысты, егер аспаптың көлденең айқаспасы таяқшаның табанынан төмен болса, маркшейдер өзекшені көріп, көрсеткіш ала алмайды. Әдетте таяқшаны биіктігі 25 футқа дейін көтеруге болады, бұл деңгейді өзек негізіне қарағанда әлдеқайда жоғары қоюға мүмкіндік береді.

Тригонометриялық нивелирлеу

Құрылыста және маркшейдерлік жұмыстарда нивелирлеудің басқа стандартты әдісі «тригонометриялық нивелирлеу» деп аталады, ол бір стационарлық нүктеден бірнеше нүктеге дейін «теңестіру» кезінде басым болады. Бұл а жалпы станция, немесе оқуға арналған кез-келген құрал тік немесе зениттік бұрыш таяқшаға дейін, ал биіктіктің өзгеруі есептеу арқылы есептеледі тригонометриялық функциялар (төмендегі мысалды қараңыз). Үлкен қашықтықта (әдетте 1000) фут және одан үлкен), Жердің қисаюы, және сыну аспаптың толқын арқылы ауа өлшеу кезінде де ескеру қажет (төмендегі бөлімді қараңыз).

Мысал: А нүктесіндегі құрал зениттік бұрышы <88 ° 15'22 «бұрыштық таяқшаны оқитын (градус, доға, минут, секунд ) және көлбеу қашықтық 305,50 фут факторинг таяқшасы немесе аспап биіктігі емес болып есептеледі:

cos (88 ° 15'22 «) (305.5) = 9.30 фут,

А мен В нүктелерінің арасындағы биіктікте шамамен 9,30 фут биіктіктің өзгеруін білдіреді, сондықтан егер А нүктесі 1000 фут биіктікте болса, онда В нүктесі шамамен 1009,30 фут биіктікте болады, өйткені зениттік бұрыштардың сілтеме сызығы түзу болып табылады сағат тілімен бір толық айналым, сондықтан бұрыштың көрсеткіші 90 градустан төмен (көлденең немесе жазық) төмен қарай емес (және 90 градустан жоғары бұрыштар үшін қарама-қарсы) жоғары қарай көрінетін болады және осылайша биіктікке ие болады.

Сыну және қисықтық

Жердің қисаюы аспапта көлденең орналасқан көру сызығы сфероидтан үлкен қашықтықта жоғары және жоғары болатынын білдіреді. 100 метрге дейінгі қашықтықтағы кейбір жұмыстар үшін әсер шамалы болуы мүмкін.

Көру сызығы аспапта көлденең орналасқан, бірақ оған байланысты түзу емес атмосфералық сыну. Биіктікке қарай ауа тығыздығының өзгеруі көру сызығының жерге қарай иілуіне әкеледі.

Сыну мен қисықтық үшін біріктірілген түзету шамамен:[3]

немесе

Нақты жұмыс үшін бұл эффектілерді есептеу және түзетулер енгізу қажет. Көпшілік жұмыс үшін сыну мен қисықтық әсерлері жойылып кетпес үшін, болжау мен артқа қарау қашықтықтарын шамамен тең ұстау жеткілікті. Сыну, әдетте, нивелирлеудегі ең үлкен қателік көзі болып табылады. Қысқа деңгей сызықтары үшін температура мен қысымның әсері, әдетте, шамалы, бірақ температура градиентінің әсері dT / dh қателіктерге әкелуі мүмкін.[4]

Тегістеу циклдары және ауырлық күшінің өзгеруі

Қатесіз өлшеулерді ескере отырып, егер Жердің тартылыс өрісі толығымен тұрақты және ауырлық күші тұрақты болса, нивелирлік ілмектер әрқашан дәл жабылатын еді:

цикл айналасында. Жердің нақты гравитациялық өрісінде бұл шамамен шамамен болады; инженерлік жобаларға тән кішігірім ілмектерде ілмектің жабылуы шамалы, бірақ аймақтарды немесе континенттерді қамтитын үлкен ілмектерде олай емес.

Биіктік айырмашылықтарының орнына, геопотенциалдық айырмашылықтар ілмектерді айналдыра жабыңыз:

қайда теңестіру аралығында ауырлық күшін білдіреді мен. Ұлттық масштабтағы дәл тегістеу желілері үшін әрдайым соңғы формуланы қолдану керек.

геопотенциалдық мәндерді шығаратын барлық есептеулерде қолданылуы керек үшін эталондар желінің.

Аспаптар

Ескі аспаптар

The қоқыс деңгейі ағылшын құрылыс инженері жасаған Уильям Граватт, Лондоннан Доверге ұсынылған теміржол желісінің маршрутына шолу жасағанда. Неғұрлым ықшам, демек, әрі берік әрі тасымалдау оңай, демпи тегістеу басқа тегістеу түрлеріне қарағанда дәл емес деп есептеледі, бірақ олай емес. Думпивті тегістеу қысқа, сондықтан көп жерлерді қажет етеді, бірақ бұл ақаулық форсайт пен артқа теңестіру тәжірибесімен өтеледі.

Нивелирлік жобалар үшін көбінесе дәлдік қажет болған үлкен деңгейлі жобалар қолданылды. Олар басқа деңгейлерден ерекшеленеді, олар спиральды штангалар шкаласындағы сызықпен сәйкес келтіруге болатындай етіп және интерполяция қажет болмайтындай етіп, көру сызығын көтеру немесе төмендету үшін микрометрді дәл орнататын спираль деңгейінің түтігі және микрометрі бар.

Автоматты деңгей

Автоматты деңгейлер компенсаторды пайдаланады, ол оператордың аспапты шамамен теңестіргеннен кейін көру сызығының көлденең болып қалуын қамтамасыз етеді (мүмкін 0,05 градусқа дейін). Маркшейдер құралды тез орнатады және оны таяқшаны басқа нүктеде көрген сайын мұқият босатудың қажеті жоқ. Сондай-ақ, штативтің көріну қашықтығы бойынша көлбеуді пайдаланудың орнына нақты қозғалыс мөлшеріне шөгуінің әсерін азайтады. Құралды тегістеу үшін үш деңгейлі бұрандалар қолданылады.

Лазер деңгейі

Лазер деңгейлері[5] тегістеу штангасындағы сенсор арқылы көрінетін және / немесе анықталатын сәулені жобалаңыз. Бұл стиль құрылыс жұмыстарында кең қолданылады, бірақ дәлірек бақылау жұмысы үшін емес. Артықшылығы - нивелирлеуді бір адам өз бетінше орындай алады, ал қалған түрлері аспапта бір адамды және таяқшаны ұстауды қажет етеді.

Автоматтандырылған мүмкіндік беру үшін сенсорды жердегі машиналарға орнатуға болады бағалау.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Ира Осборн Бейкер (1887). Нивелирлеу: Барометриялық, тригонометриялық және рух. Д. Ван Ностран. б.126. тегістеу.
  2. ^ Гай Бомфорд (1980). Геодезия (4-ші басылым). Clarendon Press. б. 204. ISBN  0-19-851946-X.
  3. ^ Дэвис, Фут және Келли, теория мен практиканы зерттеу, 1966 б. 152
  4. ^ Гай Бомфорд (1980). Геодезия (4-ші басылым). Оксфорд: Clarendon Press. б. 222. ISBN  0-19-851946-X.
  5. ^ Джон С.Скотт (1992). Азаматтық құрылыс сөздігі. Springer Science + Business Media. б. 252. ISBN  0-412-98421-0.