26.09.2006
Нивелирование является самым распространенным видом геодезических работ и проводится с целью измерения (определения) разности высот точек. Нивелир (от франц. niveler — выравнивать, niveau — уровень), геодезический инструмент для измерения превышения точек земной поверхности — нивелирования, а также для задания горизонтальных направлений при монтажных и т.п. работах. БСЭ, 1969-1978
Существуют различные способы нивелирования: геометрическое, тригонометрическое, барометрическое, гидростатическое. Наиболее распространен способ геометрического нивелирования, т.е. нивелирования горизонтальным лучом. Данный вид работ выполняется комплектом оборудования, состоящим из нивелира, установленного на штативе, и пары реек. Безусловно, основной частью комплекта является нивелир.
История классического оптического нивелира насчитывает не одно столетие. Конструкция прибора постоянно изменяется и совершенствуется. В настоящее время самыми распространенными являются автоматические оптические нивелиры – приборы, имеющие специальный конструктивный узел, который называется компенсатор. Компенсатор служит для автоматического поддержания оптической оси нивелира в горизонтальном (рабочем) положении. Такой подход значительно повышает надежность получаемых результатов, облегчает труд исполнителей и экономит рабочее время. Развитие современных технологий привело к созданию новых видов приборов: электронных (цифровых) и лазерных нивелиров.
Цифровые нивелиры используются со специальными штрихкодовыми рейками, используя которые можно измерять не только превышение, но и расстояние между точками, а также горизонтальные углы.. Наблюдателю достаточно навести прибор на рейку, сфокусировать изображение, нажать на кнопку, и прибор автоматически возьмет отсчет, высветив его на экране. Цифровые нивелиры не только повышают точность и скорость работы, но и исключают одну из основных ошибок нивелирования – ошибку наблюдателя. Прибор в отличие от человека не ошибается.
Оптические и цифровые нивелиры, как правило, предназначены для использования специально подготовленными исполнителями, представляющими суть процесса и имеющими определенные профессиональные навыки. Лазерные нивелиры, напротив, созданы для того, чтобы ими мог пользоваться любой человек для решения самых различных задач. Уровень автоматизации и наглядность работы лазерных нивелиров, таковы, что их использование в большинстве случаев не требует специальной подготовки. Наибольшее распространение лазерные нивелиры приобрели в строительстве при монтажных и отделочных работах, заменив привычные уровни, бечевки и т.п. Существует большое количество различных моделей лазерных нивелиров, отличающихся по конструкции, по назначению и точности работы.
Оптические нивелиры
Оптический нивелир - прибор, служащий для измерения (определения) превышений между точками горизонтальным лучом с использованием нивелирных реек.
Оптические нивелиры по ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия. подразделяются на три группы: высокоточные, точные и технические. По названию групп видно, что основная характеристика для разделения оптических нивелиров на группы - точность. Точность оптического нивелира определяется средней квадратической погрешностью измерения превышения на 1 км двойного хода. Значение погрешности приводится в миллиметрах.
Высокоточные и точные оптические нивелиры (согласно ГОСТа) могут изготавливаться в двух исполнениях: с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе и с компенсатором; технические оптические нивелиры с компенсатором. В настоящий момент практически все точные оптические нивелиры имеют компенсатор.
Точные и технические оптические нивелиры изготавливаются со зрительной трубой прямого изображения, высокоточные - и прямого, и обратного. Основные технические требования ГОСТа для оптических нивелиров всех групп приведены в Таблице 1.
Таблица 1. Основные технические параметры нивелиров.
| Наименование параметра (показателя) | Группа нивелиров | ||
|---|---|---|---|
| высокоточных | точных | технических | |
| Допустимая средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода, мм: | |||
| для нивелиров с компенсатором | 0,3 | 2,0 | 5,0 |
| для нивелиров с уровнем | 0,5 | 3,0 | - |
| Увеличение зрительной трубы, крат, не менее | 40 | 30 | 20 |
Следует помнить, что требования, приведенные выше, используются при разработке отечественных нивелиров и действуют только на территории России. Однако, используя данные Таблицы 1 и зная технические характеристики нивелира, произведенного за рубежом, можно определить к какой группе приборов он относится (в российской классификации). При выборе оптического нивелира для того или иного вида работ исполнитель руководствуется, как правило, требованиями "Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов", основные из которые приведены в Таблице 2.
Таблица 2. Общие требования к нивелирам, предназначенным для нивелирования I, II, III, IV классов.
| Наименование характеристики | Единицы измерений | Нормы по классам | |||
|---|---|---|---|---|---|
| I | II | III | IV | ||
| Увеличение зрительной трубы, не менее | крат | 40 | 24 | 20-22 | |
| Коэффициент нитяного дальномера | 100±1 | ||||
| Диапазон работы компенсатора, не менее | угл.мин | ±8 | ±15 | ||
| СКП установки линии визирования, не более | угл.сек | 0,2 | 0,5 | ||
| Инструментальная СКП измерения превышения на 1 км хода, не более | мм | 0,5 | 1,5 | 3,0 | 6,0 |
Электронные (цифровые) нивелиры
Электронные нивелиры - это современные многофункциональные геодезические приборы, совмещающие функции высокоточного оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и встроенного программного обеспечения для обработки полученных измерений.
Основная отличительная особенность электронных нивелиров - это встроенное электронное устройство для снятия отсчета по специальной рейке с высокой точностью. Применение электронных нивелиров позволяет исключить личные ошибки исполнителя и ускорить процесс измерений. Достаточно навести прибор на рейку, сфокусировать изображение и нажать на кнопку. Прибор выполнит измерение, отобразит на экране полученное значение и расстояние до рейки. Цифровые технологии позволяют значительно расширить возможности нивелиров и области их применения.
Лазерные нивелиры, построители плоскостей
Лазерные нивелиры предназначены для задания горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости при помощи лазерного луча.
Основное отличие лазерных построителей (нивелиров) от оптических нивелиров заключается в возможности увидеть построенную рабочую плоскость.
Эти приборы успешно используются при разбивочных и монтажных работах на строительных участках, для контроля и монтажа различного оборудования, для разметки и задания направлений, монтаже стен и подвесных потолков, выравнивании полов, укладке плитки, для автоматизации ландшафтных работ и множестве других случаев.