Geometrisk utjämning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 6 maj 2020; kontroller kräver 6 redigeringar .

Geometrisk utjämning är en metod för att bestämma höjder genom att sikta med en horisontell stråle. Kärnan i geometrisk utjämning handlar om att bestämma överskotten mellan punkter med en horisontell stråle. När du utför geometrisk utjämning används en nivå och skenor. Verktygets siktaxel förs till ett horisontellt läge, varefter avläsningar görs på skalan av vertikalt installerade utjämningsskenor. [1] [2] [3] [4] .

Enkel utjämning

Nivellering kallas enkel när överskottet från de initiala till de bestämda punkterna mäts från en installation av instrumentet. [5] .

Teknologiska scheman för enkel utjämning

Det finns tre huvudsakliga tekniska scheman för enkel geometrisk utjämning "utjämning från mitten", "utjämning framåt" och en kombinerad metod

Utjämning "från mitten"

Metoden "utjämning från mitten" används vid utläggning av utjämningsrörelser. Den huvudsakliga metoden för geometrisk utjämning är utjämning "från mitten".

Denna metod är baserad på vertikalvinkelsatsen. Det låter dig kompensera för huvudfelet i nivåns geometriska tillstånd (icke-parallellism mellan den cylindriska nivåns axel och siktaxeln).

Nivåets spottingscope riktas mot skenan, installeras vid punkten med den ursprungliga höjden ( riktmärke ), och en avläsning görs . När du siktar på den andra skenan vid den punkt med önskad höjd, är den andra avläsningen . Beräkna sedan det nödvändiga överskottet ( ) enligt formeln: $a$ $b$ $h$

$h=ab.$

Sedan kan du beräkna höjden på önskad punkt:

$H_{1}=H_{0}+h.$ [6] [4]

Ordningen på arbetet på stationen

Vid nivellering "från mitten" observeras följande arbetsorder på stationen:

- avläsningar på de svarta och röda sidorna av den bakre skenan ( ) $a$

- avläsningar på de svarta och röda sidorna av den främre skenan ( ) $b$

- avläsningar registreras i loggen för det etablerade formuläret

- beräkning och kontroll av höjdskillnader vid stationen, bestämda av de svarta och röda sidorna av de bakre och främre skenorna. [7] .

Utjämning "framåt"

Metoden "utjämning framåt" används vid rivning av höjder från väggriktmärken.

Vid nivellering framåt ställs nivån in nära startpunkten så att okularet är ovanför det, siktaxeln förs till ett horisontellt läge och med hjälp av en skena eller ett måttband, enhetens höjd (enhetshorisont) i över startpunkten punkten mäts. Gör sedan en avläsning längs skenan (a) vid önskad punkt och beräkna överskottet enligt formeln: [6] [4]

$h=i_{1}-a_{1}.$

Sedan kan du beräkna höjden på önskad punkt:

$H_{1}=H_{0}+h.$

Denna metod tillåter inte att kompensera för huvudfelet i nivåns geometriska tillstånd vid mätning av höjden. Varför använda en upprepad mätning (andra mottagning). Ändra sikthöjden ( ) d.v.s. verktyget höjs eller sänks, kommer avläsningen att ändras lika mycket, effekten av parallella linjer ( ). $i$ ${\displaystyle i_{1}-i_{2}=a_{1}-a_{2))$

$h=i_{2}-a_{2}.$

Ordningen på arbetet på stationen

Vid nivellering "framåt" observeras följande arbetsorder på stationen:

- Verktygshöjdmätning( ) $i_{1}$

- Avläsningar på de svarta och röda sidorna av den främre skenan ( ) $a_{1}$

- avläsningar registreras i loggen för det etablerade formuläret

- Ompositionering av verktyg

- Mätning av den "nya" instrumenthöjden ( ) $i_{2}$

- Avläsningar på de svarta och röda sidorna av den främre skenan ( ) $a_{2}$

- avläsningar registreras i loggen för det etablerade formuläret

- beräkning och kontroll av höjdskillnader vid stationen, bestämt av de svarta och röda sidorna av frontskenan med olika verktygshöjder

Kombinerad metod

Den kombinerade metoden används för mätningar på hög höjd.

Den kombinerade metoden är en kombination av metoderna "framåt" och "från mitten" Den består av en enda mätning till startpunkten, beräkning av instrumenthöjden och flera mätningar till önskade punkter, utan att ändra instrumenthorisonten. Med den efterföljande beräkningen av punkternas höjder genom instrumenthöjden enligt formeln:

verktygshöjd - $i=H_{0}+a_{0}.$

Höjden på de önskade punkterna - $\left\{{\begin{matrix}H_{1}=i+a_{1}\\H_{2}=i+a_{2}\\\ldots \\H_{n}=i+ a_ {n}\end{matris}}\höger.$

Ordningen på arbetet på stationen

Vid nivellering med "Kombinerad metod" observeras följande arbetsorder på stationen:

- Verktygshöjdmätning ( ) $i$

- Avläsningar på de svarta och röda sidorna av ryggskenan ( ) $a_{1}$

- Flera avläsningar (vid olika punkter) på de svarta och röda sidorna av den främre skenan ( ) ${\displaystyle a_{1}a_{2}...a_{n))$

- avläsningar registreras i loggen för det etablerade formuläret

- beräkning och kontroll av höjdavvikelser vid stationen, bestämt av de svarta och röda sidorna av de bakre och främre skenorna

Sekventiell utjämning

Sekventiell utjämning är utjämning som utförs i flera på varandra följande instrumentuppsättningar. Och där det bestämda (önskade) överskottet återfinns som den algebraiska summan av alla överskott som mäts vid var och en av dessa installationer. [5] .

Konjugeringen av angränsande stationer utförs genom punkter som är gemensamma för två intilliggande parkeringsplatser (stationer), de kallas kopplingspunkter (parningspunkter), och resten är mellanliggande. Kopplingspunkterna är utjämnade på båda sidor om rälsen från två intilliggande stationer, och mellanpunkter - en i taget. Överskottet vid varje station är lika med skillnaden i avläsningar på skenan vid anslutningspunkterna. [8] .

$\sum h_{n}=\summa a_{n}-\summa b_{n}.$

Teknologiska scheman för sekventiell utjämning

Med sekventiell utjämning (läggande utjämningsrörelser) används 2 huvudkonfigurationer Linje och Polygon. Utjämningsrörelse (linje) - konstruktioner baserade på riktmärken i början och slutet av läggningen (linjen). Konstruktioner i form av slutna passager kallas polygoner. [9] . Även för kontroll utförs mätningar i en (framåt) eller i 2 (framåt och bakåt) riktningar.

Hängande drag

Hängande drag - Ett utjämningsdrag från en fast punkt (riktmärke).

Freewheeling

Friloppet har inga kända absoluta markeringar och involverar inte bestämning av höjder.

Rad

"nivelleringslinje" - en tänkt linje som erhålls som ett resultat av utjämningsarbete, som förbinder intilliggande utjämningspunkter. [tio]

Utjämningslinje - En utjämningsrörelse från en fast punkt (riktmärke) till en annan fast punkt.

Den huvudsakliga matematiska egenskapen för utjämningslinjen är: Summan av alla överskott är lika med skillnaden i höjderna på start- och slutpunkterna.

$\sum h_{i}=H_{0}-H_{n}.$

Polygon

En utjämningspolygon är en sluten utjämningsrörelse från en fast punkt (riktmärke).

"nivelleringspolygon" - en uppsättning utjämningslinjer som passerar genom utjämningspunkter, vid vilka mer än två utjämningslinjer börjar eller slutar, och bildar en geometrisk konstruktion i form av en sluten polygon. [tio]

Den huvudsakliga matematiska egenskapen för Leveling-intervallet är: Summan av alla överskott är lika med 0.

$\sum h_{i}=0.$

Bilateral utjämning

Utjämningsförloppet för mätningar som utfördes två gånger (rakt och bakåt), inte sällan på samma punkter. Det kan se ut som en linje eller en polygon, antingen vara fri eller hängande.

Den huvudsakliga matematiska egenskapen för bilateral utjämning: Summan av alla höjder, i riktningarna "framåt" och "bakåt", är lika med 0.

$\sum h_{i}+\sum -h_{i}=0.$

Sekventiella utjämningsklasser

Geometrisk utjämning enligt teknik och noggrannhet i arbetet är indelad i klasserna I, II, III och IV och teknisk utjämning. [11] I olika klasser används verktyg med olika noggrannhet. Principen är att skapa konstruktioner från nätverk med högre noggrannhet till nätverk med mindre noggrannhet. bindning "över huvudet" är förbjudet.

Klass	Ändamål	Tillåtna avvikelser, mm	Metod	Linjeriktning	Fixeringsmetod	Längd km	Verktyg (SKP)	normal längd siktstråle (m)	Giltigt slumpmässigt UPC-värde per 1 km färd, mm	Tillåtet värde för systematisk SCP per 1 km färd, mm
I klass	Servicenätverk	3 √ L (5 √ L ) [1]	"Från mitten"	Fram och tillbaka	Konstant	omkrets 500—600	±0,5 mm	femtio	0,8	0,08
II klass	Servicenätverk	5√ L	"Från mitten"	Fram och tillbaka	Temporär	minst 100 i en riktning	±1 mm	80	2	0,2
III klass	Tillämpade uppgifter	10√ L	"Från mitten"	Fram och tillbaka	Temporär	20-30	±3 mm	75 - 100	5
IV klass	Tillämpade uppgifter	20√L	"Från mitten"	Direkt	Temporär	5-7	±3 mm	100	tio
Teknisk	Teknisk	50√L	"från mitten" "fram", "kombinerad"	Direkt	Temporär	inte mer än 2 (metoden "Från mitten")	±10 mm	100 - 150

[12] .

Tabellanteckningar:

1 Dekret från Ryska federationens regering av den 9 april 2016 nr 289 "Om godkännande av bestämmelserna om det statliga geodetiska nätverket och bestämmelserna om det statliga utjämningsnätet"

Utjämningsnätverk av klass I och II används för att lösa följande vetenskapliga problem:

studie av jordens figur och dess yttre gravitationsfält;

bestämning av skillnader i normala höjder och lutningar för den genomsnittliga nivåytan av haven och oceanerna som omger Ryska federationens territorium;

studie av moderna vertikala rörelser av jordens yta;

prognostisering av produktionens inverkan på miljön, särskilt vid utvinning av olja, gas och andra mineraler;

seismisk zonering av Ryska federationens territorium, upptäckt av jordbävningsprekursorer;

studera jordskorpans struktur, erhålla data om hastigheter och riktningar för rörelser för enskilda block, identifiera aktiva fel och brott i jordskorpan.

Klass III och IV utjämningsnät skapas för att förtjocka det statliga utjämningsnätet och används för att utföra topografiska undersökningar, lösa tekniska och geodetiska uppgifter, geologiska undersökningar och lösa andra specialuppgifter. [tio]

Stora felkällor

Jordens brytning och krökning

Jordens krökning - siktlinjen, som är horisontell på instrumentet, kommer att gå högre och högre över sfäroidens yta på större avstånd. Effekten av jordens krökning är försumbar på avstånd upp till 2000 meter.

Refraktion - Effekten av brytning är krökningen av siktlinjen på grund av förändringar i atmosfärens densitet. Förändringen i luftdensitet med höjden gör att siktlinjen lutar mot jorden. Effekten av brytning är försumbar på avstånd upp till 100 meter.

Den kombinerade korrigeringen för refraktion och krökning är ungefär

{\displaystyle \Delta h_{meters}=0,067D_{km}^{2))

eller

\Delta h_{feet}=0,021\left({\frac {D_{ft}}{1000}}\right)^{2}

För exakt arbete måste dessa effekter elimineras. Effekten av jordens krökning elimineras med metoden "från mitten". Refraktion är vanligtvis den största källan till fel. För korta linjer är effekten av atmosfärstemperatur och tryck vanligtvis försumbar, men effekten av temperaturgradienten dT / dh kan leda till fel.

Jordens gravitationsfält

Helst är jordens gravitationsfält helt regelbundet och konstant. I verkligheten är jordens gravitationsfält ojämnt. Detta resulterar i distorsion över långa avstånd. På små "axlar" typiska för ingenjörsprojekt är effekten obetydlig. Korrektioner för gravitationsavvikelsen ska användas i alla beräkningar och mätningar vid byggandet av GGS (State Geodetic Networks).

Slumpmässigt rotmedelkvadratfel (RMS)

μ [10] $={\sqrt[{2}]{{\frac {1}{4n}}\sum {\frac {d^{2}}{r}}}}$

Systematiskt rotmedelkvadratfel (RMS)

σ [10] $={\sqrt[{2}]{{\frac {1}{4\sum L}}\sum {\frac {S^{2}}{L}}}}$

Anteckningar

↑ slovar.cc/rus/bse/483932.html
↑ Geometrisk utjämning . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 24 september 2019. (obestämd)
↑ Geometrisk utjämning. | Den tekniska geodesin. Del 1. | Utbildningsbas . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 1 oktober 2019. (obestämd)
↑ 1 2 3 p²p╦p╡p╣p╩p╦я─p╬p╡p╟p╫p╦p╣ p╡p©p╣ya─p╣p╢ p╦ p╦p╣ i╦p╦p╣ i─p╣p╢p╦p╫ya▀ B─■ p°p╣pЁp╟p╬p╠ya┐i┤p╟p╩p╨p╟ . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 1 oktober 2019. (obestämd)
↑ 1 2 Enkel och konsekvent utjämning. Kursen för geometrisk utjämning - Teknisk geodesi. Abstrakt
↑ 1 2 Utjämning från mitten . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 1 oktober 2019. (obestämd)
↑ Geometrisk utjämning . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 8 oktober 2019. (obestämd)
↑ Vad är ett utjämningsdrag? - Teknisk geodesi i frågor och svar . Hämtad 2 oktober 2019. Arkiverad från originalet 23 september 2020. (obestämd)
↑ Geometrisk utjämning, utjämning . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 30 september 2019. (obestämd)
↑ 1 2 3 4 5 Dekret från Ryska federationens regering av den 9 april 2016 nr 289 "Om godkännande av bestämmelserna om det statliga geodetiska nätverket och bestämmelserna om det statliga utjämningsnätet" . Hämtad 28 oktober 2019. Arkiverad från originalet 28 oktober 2019. (obestämd)
↑ Namnlöst dokument . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 6 oktober 2019. (obestämd)
↑ GKINP (GNTA) -03-010-03 Instruktioner för utjämning av I, II, III och IV klasser, GKINP daterad 25 december 2003 nr 03-010-03 . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 1 oktober 2019. (obestämd)