База знаний

Физическое нивелирование основано на закономерности изменения атмосферного давления с изменением абсолютной высоты места: с подъемом над уровнем моря давление падает, со спуском — повышается. Нивелирование, при котором определяется разность высот двух точек (превышения), по данным изменения атмосферного давления, измеренного в этих точках, называется барометрическим.

Барометрическое нивелирование дает возможность быстро определять абсолютные высоты точек местности, оно также используется для съемки рельефа высокогорной и сильно пересеченной территории.

По разности давления, как отмечалось выше, с учетом метеорологических условий можно вычислить и разность высот двух не очень удаленных друг от друга точек. Для этой цели применяют понятие барической ступени высот или расстояния по вертикали в метрах, на котором атмосферное давление меняется на 1 мм ртутного столба. По формуле Бабине:

где B₁ и B₂ — давление, определенное в точках 1 и 2, t₁ и t₂ — соответственно температура воздуха, составлены таблицы барических ступеней высот. Так, например, для средней полосы европейской части СССР барическая ступень составляет 10,5 м/мм. Если ее обозначить ΔH, а давление в точках — B₁ и B₂, то превышение h можно вычислить по формуле:

h = ΔH(B₁ – B₂).

Атмосферное давление меняется не только с высотой, оно зависит также от ряда метеорологических факторов, в частности от температуры воздуха.

Широкое применение при барометрическом нивелировании получили пружинные барометры-анероиды (безжидкостные). Барометр-анероид БАММ, например, обеспечивает определение давления с точностью 0,2—0,3 мм ртутного столба. Определение температуры воздуха осуществляется с помощью термометра-праща.

Таким образом, на станциях определяется давление и температура воздуха, а в журнале фиксируется время наблюдения. Так как показания барометра-анероида отличаются от показаний ртутного барометра, то для приведения измеренного анероидом атмосферного давления к показаниям ртутного барометра на каждой станции маршрута в показания анероида вводят три поправки: а) шкало-вую с (760—А) для учета нелинейности шкалы, вызываемой изменением угла между передаточными рычагами; б) температурную поправку bt_A (где b — температурный коэффициент, поправка на 1°С анероида, t_A — температура прибора); в) добавочную поправку а, которая возникает из-за неточного учета шкаловой и температурной поправок, а также наличия механических погрешностей прибора. Шкаловые и температурные поправки перед каждым полевым сезоном вносят в паспорт анероида после сравнения показаний анероида с эталоном в баро- и термокамерах. Правильность показаний анероида не обеспечивается без паспорта.

Показания ртутного барометра В₀ получают алгебраическим суммированием показаний анероида и поправок:

В₀ = A + b·t_A+c(760 – A) + a.

Давление воздуха меняется в течение дня, поэтому барометрическое нивелирование осуществляется способом замкнутого хода. Его проводят при устойчивом состоянии атмосферы (в дни без гроз, сильного ветра и т.п.).

Съемщик, измерив атмосферное давление и температуру воздуха на исходной точке, обходит все точки маршрута, где последовательно делает те же наблюдения, отмечая в журнале время измерений. Возвратись в исходную точку, вновь определяет давление и температуру, отмечает время. Полученная разность давлений на исходной точке в итоге двух измерений представляет невязку — результат суточного хода атмосферного давления и ощи-бок приборов. Ее распределяют пропорционально затраченному на наблюдения времени. Вычислив средние значения давления и температуры воздуха между соседними точками хода, находят из таблиц значения барических ступеней. По формуле определяют превышения между ними. Зная абсолютную высоту одной точки и превышения, находят высотные отметки всех точек. Точность определения высот барометрическим нивелированием — 2—2,5 м.

Предыдущая | Оглавление | Следующая