Нивелирование. Если определение превышений между двумя точками производится с одной станции (станция — место постановки нивелира), то нивелирование называется простым. Нивелирование между точками, далеко отстоящими друг от друга или расположенными на сравнительно крутом склоне, проводят с нескольких станций, образующих нивелирный ход. Такой вид нивелирования называется последовательным. Связующими точками называют точки (пикеты), общие для двух смежных станций.
Предварительно по трассе нивелирного хода проводится пикетаж (размечаются места станций и пикетных точек). Для этого через каждые 100 или 200 м (реже 50 м) забивают вровень с землей колышек и рядом с ним второй колышек — «сторожок», который выходит на 15—20 см над уровнем земли. На сторожке отмечается номер пикета (рис. 110). Счет пикетам ведется от начального колышка, который нумеруется нулем (ПКО), далее ПК 1, ПК 2 — и так до конца трассы. По номеру пикета легко определить пройденное расстояние от ПК 0, например 28 пикет показывает расстояние 28×100 м = 2,8 км.
Рис. 110. Нивелирование хода
Точки, определяющие микроструктуру рельефа (перегибы скатов, небольшие котловинки или поднятия, характерные переломы линий и т. п.), как и углы поворота линии хода, очень редко совпадают с пикетами. Для того чтобы они были отображены на профиле, необходимо узнать их высотные отметки. В этих точках тоже забивают колышки и ставят сторожки и называют их плюсовыми, так как расстояние, измеренное до них от предыдущего пикета, плюсуют к их номерам (например, ПК16 + 38).
Инструмент поочередно устанавливается на станциях I, II, III и т.д., а рейки в точках (пикетах) 0, 1, 2, 3 и т.д. Превышения h1, h2, h3 и т.д. определяют по линии хода между пикетами 0 и 1, 1 и 2, 2 и 3 и т.д., т.е. между связующими точками. Таким образом, превышение последней и первой точек будет равно алгебраической сумме превышений между отдельными пикетами:
h0—n = h1 + h2 + h3 + … + hn = ∑h.
В замкнутом ходе сумма превышений теоретически должна быть равна нулю (∑h = 0). Ход, выполненный в прямом и обратном направлении по одной и той же линии нивелирования, является разновидностью замкнутого хода. В этом случае сумма превышений прямого хода должна быть равна сумме превышений обратного хода, но с обратным знаком: ∑hпр = –∑hобр.
Нивелирование на каждой станции выполняется следующим образом: рейки устанавливают на пикетах, расстояния между которыми на равнине составляют 100—200 м. На станции, посередине между пикетами, устанавливают нивелир и приводят трубу в горизонтальное положение. Отсчеты по рейкам берут в такой последовательности: 1) по черной стороне задней рейки; 2) по черной стороне передней рейки; 3) по красной стороне передней рейки; 4) по красной стороне задней рейки. Результаты отсчетов по рейкам записывают в журнал геометрического нивелирования.
Следует учесть, что если начальные отсчеты по красным сторонам реек отличаются на 100 от начальных отсчетов по черным сторонам, то значение метров и дециметров берут по превышению, полученному по черным сторонам реек, усреднению подлежат только сантиметры и миллиметры. Убедившись, что полученные превышения по черной и красной стороне реек одинаковы или не отличаются друг от друга больше чем на 4 мм, нивелир переносят на следующую станцию. Ход завершается съемкой последней точки трассы, отметка которой, как и начальной, известна заранее.
Часто вследствие влияния ряда погрешностей выясняется высотная невязка. Предельная погрешность А за счет неточности взятия отсчетов по рейкам определяется по формуле Δ = ± 20 мм √L, где L — длина хода в километрах.
Отметки плюсовых точек на станции вычисляют при помощи горизонта инструмента (ГИ), значение которого для данной станции получают суммированием абсолютной отметки задней точки и отсчета по черной стороне стоящей на ней рейки. Из значения ГИ вычитают отсчеты, взятые на плюсовые точки. По вычисленным высотным отметкам («отметкам Земли») строят профиль.
Географическая ситуация по обеим сторонам трассы (30—40 м с каждой стороны) фиксируется в пикетажной книжке в условных топографических знаках.
На пересеченной местности и, в частности, на крутых и коротких склонах использование нивелира затруднено, так как горизонтальный визирный луч аппарата может пройти выше задней рейки и упрется в землю ниже передней. В такой ситуации приходится вводить дополнительные станции и пикеты. Применение способа ватерпасовки позволяет избежать этого.
