24. Zasada niwelacji geometrycznej. I trygonometrycznej.

Jednym z zasadniczych działów pomiarów geodezyjnych są pomiary wysokościowe-niwelacja, której zadaniem jest wyznaczenie odległości punktów powierzchni terenu lub obiektów od przyjętego poziomu odniesienia. Niwelacja polega na wyznaczeniu wysokości wybranych punktów terenowych, czyli ich odległości pionowych od ustalonego i przyjętego poziomu odniesienia. Powierzchnią odniesienia dla pomiarów wysokościowych jest geoida

zerowa, nazywana potocznie „poziomem morza". Jedną z metod pomiaru wysokościowego stanowi niwelacja geometryczna. Polega ona na obliczeniu różnic wysokości wybranych punktów na podstawie różnic odległości pionowych zawartych pomiędzy danymi punktami a zbudowaną nad powierzchnią terenu płaszczyzną poziomą. Do zbudowania nad terenem płaszczyzny poziomej służy instrument geodezyjny zwany mwelatorem. Płaszczyznę realizuje pozioma oś celowa lunety niwelatora, natomiast odległości pionowe wyznaczone są przez kreskę poziomą siatki celowniczej lunety na łatach niwelacyjnych. Dokładność wykonania odczytu maleje wraz ze wzrostem odległości łaty od niwelatora, więc nie powinna być ona większa niż 50 m. Niwelacja geometryczna ze środka polega na ustawieniu niwelatora nad punktem znajdującym się w środku odcinka wyznaczonego przez punkty, na których stoją łaty Dla wyeliminowania omyłek i zwiększenia dokładności pomiaru, różnice wysokości dwóch punktów na każdym stanowisku niwelacji ze środka należy zawsze mierzyć dwukrotnie. Podczas pomiaru różnicy wysokości niwelacją geometryczną w przód, niwelator znajduje się na jednym końcu niwelowanego odcinka, zaś na drugim jego końcu jest ustawiona pionowo łata niwelacyjna. Niwelacja ta wykorzystywana jest do określania wysokości dużej ilości punktów z jednego stanowiska niwelatora, zwykle jest połączona ze zdjęciem sytuacyjnym tych punktów w celu dokonania niwelacji powierzchniowej czyli wysokościowego zdjęcia rzeźby terenu

Zaletami niwelacji ze środka są: wyższa dokładność pomiaru, eliminowanie wpływów błędów nie poziomego ustawienia osi celowej i nie uwzględnienia wpływów krzywizny Ziemi i refrakcji. Natomiast niwelacja w przód może okazać się korzystniejsza przy określaniu wysokości większej ilości punktów z jednego stanowiska niwelatora lub podczas przekraczania przeszkód terenowych Niwelacja ze środka wykorzystywana jest do pomiaru różnic wysokości między punktami wiążącymi ciągów niwelacyjnych, natomiast niwelacja w przód - do pomiaru rzeźby terenu.

Jednym z zasadniczych działów pomiarów geodezyjnych są pomiary wysokościowe- niwelacja, której zadaniem jest wyznaczenie odległości punktów powierzchni terenu lub obiektów od przyjętego poziomu odniesienia. W pracach geodezyjnych określamy zwykle wzniesienia punktów ponad poziom mórz, czyli tzw. wysokości bezwzględne. Do nawiązania pomiarów wysokościowych do poziomu morza służą zakładane na obszarze kraju osnowy wysokościowe różnych klas, których punkty są odpowiednio wyznaczone i utrwalone oraz mają dokładnie określoną wysokość ponad przyjętym w niwelacji państwowej poziomem morza (reper). Polega na określeniu różnic wysokości punktów zarówno bliskich jak i dalekich na podstawie pomierzonego kąta pionowego i odległości. Pomiar zaczynamy od  poziomego i centrycznego ustawienia teodolitu. Po dokonaniu tych czynności dostosowujemy ostrość obrazu do własnego oka. Ustawiamy również ostrość siatki celowniczej. Po wykonaniu czynności przygotowawczych możemy przystąpić do pomiarów. Ustawiamy łatę na punkcie a następnie celujemy na określoną wysokość np. l metra i odczytujemy wartość kata. Należy również zmierzyć wysokość osi lunety od poziomu podłoża i odległość teodolitu od punktu do którego celowaliśmy przy pomocy ruletki lub taśmy. Wyniki wpisujemy do dziennika pomiarów. Po dokonaniu pomiarów obliczamy różnice wysokości pomiędzy punktami pomiarowymi za pomocą odpowiednich wzorów.

25, 26    Warunki    osiowe    i    sprawdzanie niwelatora.

W niwelatorze sprawdzeniu podlega kilka elementów:

1). Oś celowa lunety musi być równoległa do osi libelli niwelacyjnej lub do jej płaszczyzny głównej

2). Płaszczyzna główna libelli okrągłej musi być prostopadła do osi obrotu instrumentu. Jest tawarunek mniej ważny, ponieważ libella okrągła pełni role pomocniczą.

3). Nitka pozioma siatki celowniczej musi być prostopadła do pionowej osi obrotu niwelatora, a nitka pionowa prostopadła do nitki poziomej.

Aby sprawdzić równoległość osi celowej do osi libelli wykonujemy dwukrotny pomiar różnicy wysokości między tymi samymi punktami terenowymi. Jednym ze sposobów jest ustawienie niwelatora miedzy dwiema łatami stojącymi na punktach A i B i wykonanie pomiaru różnicy wysokości. Jeśli odległość od obu łat do instrumentu jest taka sama, wtedy niwelacja ze środka nie jest obciążona błędem nie równoległości osi celowej do osi libelli. Po wykonaniu tego pomiaru niwelator przenosimy w pobliże jednej z łat i ponownie określamy różnice wysokości. Po usunięciu błędu nie równoległości dokonujemy ponownego sprawdzenia instrumentu. Błąd odczytu dla obydwu pomiarów nie powinien przekraczać 3mm.

27. Niwelacja geometryczna reperów.

Osnową geodezyjną do nawiązywania pomiarów pionowych jest osnowa wysokościowa zwana siecią niwelacyjną lub siecią reperów. Sieć taka składa się z ciągów niwelacyjnych, łączących punkty sieci reperów. Ciąg łączący dwa sąsiednie repery nazywa się odcinkiem niwelacji. Niwelację ciągów pomiędzy reperami przeprowadza się dwukrotnie: tam i z powrotem. Suma różnic wysokości w takim przypadku ma być równa zero a ewentualna odchyłka wynikająca z niedoskonałości czynności pomiarowych jest wyrównywana według zasad rachunku wyrównawczego. Odchyłka ta jest zawsze porównywana z odchyłką dopuszczalną. Wyniki pomiarów ciągu niwelacyjnego zapisuje się w odpowiednim dzienniku niwelacji reperów.

Sieć niwelacji reperów może być :

- siecią lokalną (niezależną), bez nawiązania do reperów o znanych wysokościach, mając własny, dowolnie przyjęty poziom odniesienia

- siecią nawiązaną jednopunktowo, co pozwala na obliczenie wysokości punktów sieci (reperów) w państwowym układzie odniesienia

- siecią nawiązaną wielop nktowo

28. Metody pomiarów wysokościowych do badania ukształtowania terenu

Metody pomiarów wysokościowych do badania ukształtowania terenu.

Przedmiotem pomiarów wysokościowych najczęściej są: - charakterystyczne punkty powierzchni terenu na podstawie których rzeźba terenu zostanie przedstawiona na mapie za pomocą warstwic. – wybrane punkty powierzchni terenu w przypadku przedstawienia na mapie rzeźby terenu w postaci opisu rzędnych wysokości punktów. – naturalne i sztuczne formy ukształtowania terenu. – przekroje poprzeczne ulic i dróg. – elementy naziemne podziemnego uzbrojenia terenu. Wysokościową osnowę geodezyjną stanowią punkty wysokościowe sieci państwowej (repery) oraz utrwalone punkty osnowy szczegółowej który w wysokości zostały określone przez niwelację ciągów. Pomiary te wykonuje się metodą niwelacji ze środka w obu kierunkach. Wyznaczając dwukrotnie różnicę wysokości na każdym stanowisku. Długości celowych nie powinny przekraczać 50m. Różnica dwukrotnego pomiaru różnic wysokości na jednym stanowisku nie powinna przekraczać 2 mm. Pomiary rzeźby terenu najczęściej realizuje się jedną z trzech metod. A) niwelacji punktów rozproszonych która zawiera elementy metody biegunowej stosowanej do pomiaru szczegółów polega ona na określeniu położenia i wysokości charakterystycznych punktów terenu metodą biegunową przy użyciu niwelatora i ład. B) metoda niwelacji siatkowej polega na wytyczeniu siatki kwadratów i przemierzeniu wysokości jej wierzchołków metodą niwelacji. Pomiar rzeźby terenu tą metodą wykonuje się dla niewielkich obszarów płaskich lub o niewielkich różnicy wysokości. Jest to metoda przydatna przy projektowaniu robót ziemnych. C.) Pomiar rzeźby terenu metodą niwelacji przekrojów podłużnych
i poprzecznych. Punkty terenu dla których mierzy się wysokości uszeregowane są wzdłuż wybranych kierunków w terenie zwanych przekrojami podłużnymi oraz wzdłuż kierunków prostopadłych do kierunku przekroju podłużnego zwanych przekrojami poprzecznymi.