СПОСОБ ВЫСОКОТОЧНОГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области геодезии, в частности к геометрическому нивелированию I и II классов.

Известен способ геометрического нивелирования с использованием штриховых инварных реек, предполагающий при работе на станции отсчитывание по двум парам реек, на каждой из которых имеются две, смещенные относительно друг друга, шкалы и вычисление по разностям отсчетов превышений между пунктами с контролем смещения по шкалам реек и разностям их нулей (расстояний до пятки рейки) [Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов ГКИНП (ГНТА) - 03-010-02. - М.:ЦНИИГАиК, 2003. - 134 с.].

Недостатком известных способов геометрического нивелирования и используемых при этом нивелирных реек является невозможность учета систематического температурного влияния на погрешность измерений, так как при измерениях определяется только температура воздуха, не учитываются изменения размеров шкалы и корпуса рейки, снижающие точность измерений. Недостатком известных способов геометрического нивелирования с использованием цифровых нивелиров является недостаток полевых контролей, то есть геометрических условий, позволяющих контролировать появления грубых ошибок.

Наиболее близким по технической сущности являются способ высокоточного геометрического нивелирования и нивелирная рейка для его осуществления, содержащая две пятки реек [А.с. СССР №983459, МКл. G01С 15/06,1982 г. «Способ высокоточного геометрического нивелирования и нивелирная рейка для его осуществления» (прототип)].

Недостатком известных способов геометрического нивелирования и используемых при этом нивелирных реек является невозможность учета систематического температурного влияния на погрешность измерений, так как при измерениях определяется только температура воздуха, не учитываются изменения размеров шкалы и корпуса рейки, снижающие точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений при высокоточном геометрическом нивелировании.

Указанная цель достигается тем, что в измерительной системе «цифровой нивелир + две штрих-кодовые рейки», имеющей на каждой рейке по две пятки, расположенные на противоположных концах рейки, при калибровке нивелирных реек совместно с цифровым нивелиром, имеющим функцию "invers", определяют размеры между пятками реек (длины реек), при нивелировании каждую рейку устанавливают поочередно пятками на свой репер, при вычислениях определяют длины реек в полевых условиях и сравниваются с длинами, полученными при их калибровке. Полученные разности длин учитывают в виде поправок за отклонение температуры при вычислении превышений на станции, при этом равенство нулю полученных превышений при двух положениях реек служит контролем точности измерений на станции.

Способ реализуется следующим образом:

- поверяют стандартный цифровой нивелир, обладающий функцией «INVERS»;

- калибруют каждую штрихкодовую рейку, имеющую по две пятки, определяя калиброванное расстояние между пятками, при этом вторая пятка, укрепленная в верхней части рейки, также как стандартная пятка, связана с инварной шкалой, при этом длину рейки Lk(калиброванная), то есть расстояние от стандартной (нижней) пятки, с отнесенным нулевым отсчетом, и дополнительной пяткой, расположенной в верхней части штрихкодовой рейки, к которой отнесен максимальный отсчет, должно быть точно определено в процессе калибровки.

Нивелир по стандартной методике устанавливают в середине секции между двумя парами реперных точек, горизонтируют, а на реперные точки секции устанавливают штрихкодовые рейки и берут отсчеты:

- «а» по задней рейке;

- «б» по передней рейке,

вычисляют значение превышения по формуле h=a-б.

Переворачивают обе штрихкодовые рейки на 180° и устанавливают их на те же реперные точки.

Включают функцию «INVERS», позволяющую отсчитывать от стандартной пятки, но не снизу вверх от репера, а наоборот, сверху вниз от верхней точки рейки, и берут отсчеты по каждой паре штрихкодовых реек:

- «а*» по задним рейкам;

- «б*» по передним рейкам.

В результате получают отсчет по задним и передним рейкам:

Lзад.=а+а*;

L_пер.=б+б*.

Таким образом в полевых условиях определяют длины реек Lизм. (измеренная) при фактической интегральной температуре инвара.

При этом разность ΔLt=Lизм-Lk - есть не что иное, как изменение длины каждой рейки под действием температуры.

Поправки в отсчеты за температуру будут равны:

- Δ а=(Δ Lt зад./Lk)×а;

- Δ б=(Δ Lt зад./Lk)×б;

- Δ а*=(Δ Lt зад./Lk)×а*;

- Δ б*=(Δ Lt зад./Lk)×б*.

Величина превышения h*=a*-б* есть, не что иное, как значение превышения h=a-б, но с обратным знаком, при этом, следовательно, h*+h должно стремиться к 0, что и является дополнительным условием для контроля точности измерений.