Transcript Presná nivelácia

*
ZPN
VPN
PN
TN a plošná
* Ďalekohľad s konštantnou dĺžkou
* zväčšenie 30x až 40x
* dobrá svetelnosť
* Citlivosť libely 4,1" <  < 10,3 " na 2 mm
* Stredná chyba urovnania zámernej priamky do
horizontálnej roviny 0,2 "
* Stredná chyba čítania na late <0,1mm
*
* Libelové
* Zeiss NI 004, Wild N-3
* koincidenčné urovnanie libely
* Kompenzátorové
* kruhová libela má citlivosť väčšiu ako 10´na 2 mm
* Zeiss Ni 002 – má otočný okulár
* Zeiss Ni 007
* Digitálne
* Leica Na 2002
* Leica Na 3003
*
*
*
*Dve 3 m laty s invarovými pásmi
*Dve stupnice navzájom posunuté o konštantnú
hodnotu (napr. 60650)
*Koeficient teplotnej rozťažnosti invaru je 1m.°C1.m-1
* Ni-36%, oceľ-63,5%, ostatné-0,5%
*Na dolnom konci je invar pevne prichytený, na
hornom je na pružine
*
rovnaké napätie pri rôznych atmosferických podmienkach
*Vzpriamené aj prevrátené stupnice
*
*Obraz kruhovej libely
*
*Ploché (tanierové)
*Klinové
* 10-30 cm
* špeciálna objímka na
zatĺkanie do zeme aby sa
nepoškodil polguľový
vrchlík
*
* prvý digitálny nivelačný
prístroj na svete Leica Na
2000
* začiatok 90-tych rokov
* v súčasnosti 4 výrobcovia:
Leica
Trimble
Sokkia
Topcon
*
* Optický merací systém a kompenzátor
* Kódová lata s invarovým pásom
* CCD kamera
* Software, kontrolujúci všetky operácie a procedúry
*
* CCD kamera nasníma obraz laty
* princíp riadkového detektora, ktorý pretransformuje
vstupný signál na analógový videosignál
* Obraz sa porovnáva s jeho pôvodnou podobou
(referenčný signál) uloženou v pamäti
* Určuje sa mierka kódového obrazu, ako funkcia
vzdialenosti
*
*Hrubá optimalizácia
* určenie vzdialenosti na základe polohy zaostrovacej
šošovky
*Jemná optimalizácia
* meračský a referenčný signál sa korelujú
* v mieste, v ktorom dôjde ku korelácii sú hľadané hodnoty
vzdialenosti a prevýšenia
* korelácia sa uskutočňuje v celom rozsahu vzdialenosti
1,8 až 100 m a prevýšenia 0 až 4,05 m
* doba jemnej optimalizácie je 0,5 až 1 s
*
*pomocou
naprogramovanej
detekčnej funkcie
*
*vytvorený binárnym kódom
*obsahuje 2000 prvkov na rozsahu 4,05 m
*rozmer jedného základného elementu je
4050
 2,025 mm
2000
a umožňuje koreláciu v celom dĺžkovom rozsahu
*
* vylúčenie chýb čítania
* rýchle a jednoduché ovládanie
*
nie je potrebný optický mikrometer
* možnosť digitálneho rozmerania dĺžok zámer
* meranie na čiastočne zakrytú latu
* automatická registrácia dát
* automatický výpočet zápisníka
*
* problémy pri meraniach v tmavších alebo slabo
osvetlených miestach
*
potreba nasvietenia laty
* potrebná viditeľnosť 2/3 zorného poľa ďalekohľadu
* minimálna dĺžka zámery 2 m
*
*Presnosť
* lata GKNL4 * lata GPCL 2,3 -
1,2 mm
0,4 mm
*Zväčšenie ďalekohľadu 24x
*Rozsah
* GKNL 4: od 1,8 do 100 m
* GPCL 2,3: od 1,8 do 60 m
*Presnosť čítania
* 0,1 mm/0,01 mm
*Merací čas 4 s
*
*Oddiel sa rozdelí na párny počet zostáv
*Po vybalení prístroja je potrebné čakať 20-30 minút
*Dĺžka zámer sa určí pásmom a nesmie prekročiť
40 m
*V sklonitom teréne sa zámery skracujú, aby výška
zámery neklesla pod 0,80 m
*Symetrické meranie
*Rozdiel čítaní na obidvoch stupniciach sa môže líšiť
od danej konštanty o 0,1 mm
*
*pred priamym slnkom sa prístroj chráni slnečníkom
*pred čítaním je treba kontrolovať urovnanie libely
*vplyvom adhézie sa môže bublina oneskorovať,
treba poklopkať na puzdro libely
*podľa možnosti treba merať pri zatiahnutej oblohe
*ráno sa zvyčajne čítania postupne zmenšujú, večer
čítania stúpajú
*stanovištia volíme na tvrdom povrchu
*na asfalte podkladáme pod hroty statívu kovové
podložky s hrubou gumou
*obchádzame statív na vzdialenosť 0,5 m
*druhú niveláciu robíme po tej istej trase a po
rovnakých stanovištiach prístroja a lát
*chybu z krútenia statívu odstránime striedavým
postavením zvolenej nohy statívu vzhľadom na
smer ťahu
Vplyvom sálavého slnečného tepla sa môže chyba v
urovnaní nivelačnej libely (nehorizontálnej
zámernej roviny) prejaviť ako systematická
Nepárne stanovište
Párne stanovište
Úkon
Zámera
Stupnica
Zámera
Stupnica
1
nazad
základná
napred
základná
2
napred
základná
nazad
základná
3
napred
posunutá
nazad
posunutá
4
nazad
posunutá
napred
posunutá
*
*
Druh
nivelácie
Krajný rozdiel medzi 2x meraným
prevýšením (tam a späť)
oddiel
ťah do 50 km ťah nad 50 km
max
ZPN
1,50 R
1,50 3
VPN
2,25 R
2,253 L2
4,5 L
PN
3,00 R
3,003 L2
6,0 L
TN a plošná
5,00 R
5,003 L2
10,0 L
*
L2
3,0 L
*skrátenie maximálnej dĺžky zámery na 35 m
*zvýšenie zámery nad terénom
*
*
na 0,8 m (zámery > 20m)
na 0,5 m (zámery < 20m)
*na dlhých ťahoch sa použije postup prerušovanej
nivelácie
*opakované nivelácie sa vykonávajú za rovnakých
podmienok
*zavedú sa opravy z nivelačnej refrakcie a
kolísania zvislice
*
*rozmeranie zostáv oceľovým pásmom
* stanovisko krížik x alebo T
* prestavovacie body kolmá čiara /
*stanovisko prístroja na spojnici oboch lát
*pri nerovnakých zámerách sa uváži vplyv
zakrivenia zemského povrchu na výšku zámery
*meranie nivelačného ťahu späť sa vykoná v iný
deň a v iný denný čas
*na styku dvoch nivelačných ťahoch je prekryt
dvoch oddielov (1km)
*
*dopoludňajšie a popoludňajšie meranie oddeliť
2 hod. prestávkou
*meranie začať najmenej 1/2 hod. po východe a
skončiť 1/2 hod. pred západom
*spojnica hrotov dvoch nôh statívu je
rovnobežná so smerom merania, striedavo
vľavo a vpravo
*optimálny čas na meranie v jednej zostave je 3
až 4 minúty
*priebežne sa kontroluje aj postupný súčet
prevýšení , jeho narastanie svedčí o poklese
laty pri prenášaní
*krajná odchýlka v rozdiele čítaní na oboch
stupniciach od konštanty laty môže byť 0,2 mm
*najväčšia dĺžka zámery je 50 m
*výška zámery môže byť nad povrchom 0,5 m
*nivelačné laty sa môžu stavať na ploché
podložky
*nivelácia tam a späť môže byť aj v ten istý
deň, ale v iný denný čas
*
1. Chyba v cielení (pointácii)
2. Chyba z nepresného urovnania libely
3. Chyba z rozdielu vplyvu refrakcie a z rozdielu
zakrivenia Zeme na obe zámery
4. Nezvislosť laty
5. Zmeny výšky prístroja a podložiek
6. Vlnenie zemskej kôry
7. Vplyv Mesiaca a Slnka
8. Nivelačná refrakcia
*
* presnosť cielenia sa zvýšila klinovou úpravou
zámerného kríža
* závisí od
* optických vlastností ďalekohľadu
* šírky latového dielika
* atmosferických podmienok (viditeľnosť)
* dĺžky zámery
* skúsenosti merača
* rastie s odmocninou vzdialenosti
* pre s=40 m je mp=0,02 mm
*
*presnosť urovnania libely sa udáva strednou chybou
*kde  je citlivosť libely pre dielik 2 mm
m  0,1 
*Ni 007 má strednú chybu m=0,15", čo pri
nameranom prevýšení H=10m predstavuje chybu
merania 0,01mm
*prejavuje sa, ak prístroj nie je v strede zámery
*
2
s
q
2R
s
dq  ds
R
*q diferenčná refrakcia
*dq je príslušná oprava
*Vzniká pri excentricite stanoviska
*Pri R=20 m zostave s=10 m a excentricite prístroja e=1
m bude dq=0,03 mm
*Rozdiel v dĺžkach zámer okolo 40m môže byť
*
0,5 m
*čítanie je vždy väčšie
*bočný výkyv laty
*výkyv laty v smere zámery
*
* spôsobená premenlivým počasím, jednostranným
otepľovaním prístroja, pomalým klesaním alebo dvíhaním
prístroja, dlhým meraním
* znižuje sa symetrickým meraním
* nebezpečný je jej systematický vplyv na zámeru nazad,
ak prístroj prenášame na ďalšie stanovište
* v stúpajúcom teréne zväčšuje namerané prevýšenie, pri
klesajúcom zmenšuje
* pri obojsmernej nivelácii sa chyba eliminuje v
aritmetickom priemere H =0,5 (HT-HS)
* v rozdiele prevýšení =HT+HS sa zdvojnásobuje
*
* vlny dlhé niekoľko km s amplitúdou rádovo
5mm a periódou niekoľko týždňov, príp.
mesiacov
* exogénne pohyby zemskej kôry
* pravdepodobná príčina – zmeny teploty
povrchovej vrstvy
* systematický charakter, spôsobujú hromadenie
chýb v dlhých ťahoch
* eliminácia – prerušovaná nivelácia: dlhé ťahy
sa rozdelia na 20km úseky a ako prvé sa merajú
nepárne úseky, potom párne
*
* vplyv nebeských telies na libelu aj kompenzátor
spôsobí osciláciu zvislice, ktorej veľkosť a smer závisia
od vzájomnej polohy Mesiaca a Slnka
* slapové účinky zmiernia vplyv oscilácie zvislice asi o
20%
* astronomická korekcia meraného prevýšenia
Omm  k.skm sin 2z cos A
* k=0,068 pre Mesiac a k=0,032 pre Slnko
* skm je dĺžka ťahu v km
* A je stredná hodnota rozdielu A1-A0, kde A1 je azimut
nivelačného ťahu a A0 je azimut nebeského telesa
* z je zenitová vzdialenosť nebeského telesa
*
*nepravidelný ohyb nivelačnej zámery spôsobuje
vertikálny teplotný gradient
*kladný teplotný gradient
* 1 až 2 hod. pred západom Slnka do 1 až 2 hod. po
východe Slnka
* zámera je vydutá
*záporný gradient
* cez deň s premenlivou hodnotou podľa denného obdobia,
oblačnosti, pokrytia terénu a pod.
* zámera je vypuklá
*veľké záporné hodnoty sú nad asfaltom
*
*teplotný gradient je pri nivelácii v rozsahu
+0,3°.m-1  G  -0,6°.m-1
*Korekcia zo zmeny teplotného gradientu pri zámere
nazad a napred (korekcia z pôsobenia diferenčnej
refrakcie)
  0,46.103 sG
*G je rozdiel stredných gradientov pri zámere nazad
a napred
*pri G= -0,1° m-1 a dĺžke zámery s= 40 m je korekcia
z diferenčnej refrakcie =0,07 mm
*
*výpočet prevýšenia medzi dvomi bodmi v systéme
normálnych výšok
H
A, B
N
 H
A, B
mer
C
A, B
N
*redukcia z tiaže
CN  0,0000254H S   0,0010193g   S H mer
*alebo
CN  0,0000254H S   0,0010193g  0,112H S H AB
*