Основные источники ошибок при геометрическом нивелировании
Ошибки геометрического нивелирования делят на три группы: личные, приборные и влияния внешней среды, каждая из которых бывает случайной и систематической. Наиболее опасны и трудно устранимы систематические ошибки, которые, постепенно накапливаясь в нивелирных ходах длиной в сотни и тысячи километров, могут заметно исказить результаты нивелирования.
Личные ошибки возникают из-за несовершенства работы системы прибор – наблюдатель. Совокупность влияния этих ошибок – средняя квадратическая ошибка взгляда
,
где тсовм – с.к.о. совмещения изображений концов пузырька уровня, зависит от разрешающей способности глаза, особенностей оптической системы, передающей изображение уровня, цены деления уровня, качества шлифовки внутренней поверхности ампулы и т. п. У современных высокоточных нивелиров тсовм ≤ 0,3”, что при расстоянии d = 50 м от нивелира до рейки вызовет ошибку в отсчете по рейке, равную 0,07 мм.
Ошибка наведения биссектора сетки нитей трубы на штрих рейки тнав = Ргл / v = 10”/v, где Ргл – предельная разрешающая способность глаза, v – увеличение зрительной трубы нивелира. При v = 40х тнав = 0,25”, что при d = 50 м приводит к тнав = 0,06 мм. Ошибка тотс по шкале оптического микрометра не превышает 0,2 деления, что при ее цене 0,05 мм приводит к тотс = 0,01 мм. При этих значениях ошибок твзг = 0,09 мм.
Приборные ошибки возникают из-за погрешностей изготовления, сборки и юстировки отдельных узлов и нивелира в целом. К наиболее существенным относятся ошибки из-за непараллельности визирной оси трубы и оси контактного уровня. Величина угла i может изменяться вследствие изменения температуры воздуха и, следовательно, нивелира. Для ослабления этой ошибки необходимо применять нивелиры с теплозащитным металлическим кожухом, наблюдения на станции нужно выполнять по симметричной схеме, прямой и обратный ходы прокладывать утром и вечером, защищать нивелир зонтом, перед началом работ нивелир нужно в течение 45 минут держать на штативе в тени.
|
|
|
Ошибки из-за преждевременной остановки пузырька уровня при его приведении в нульпункт возникают из-за прилипания жидкости к стенкам ампулы. Они малы, но являются систематическими, для их ослабления необходимо совмещать концы пузырька уровня однообразно, только ввинчиванием элевационного винта.
Ошибки из-за мертвого хода оптического микрометра. Для их исключения необходимо биссектор наводить на штрих рейки всегда ввинчиванием головки микрометра.
Ошибка из-за отличия фактической цены деления оптического микрометра от номинальной. Для ослабления влияния этой ошибки нужно тщательно определять и учитывать ее.
|
|
|
Ошибка из-за смещения пузырька уровня в сторону Солнца.
Влияние ошибок инварных реек.
Ошибки делений нивелирных реек. Инструкция требует, чтобы ошибки наименьших (5 мм) делений были не более 0,05 мм, а ошибки длины метра рейки – не более 0,10 мм. На компараторе измеряют метровые интервалы и вычисляют среднее значение метра первой l1 и второй l2 реек комплекта и определяют среднее l’ и поправку ε = l – l’ (l = 1000.00 мм) на каждый метр превышения, измеренного между реперами. Поправки в превышение за отличие средней длины метра реек от номинальной
.
Ошибки из-за неравенства высот нулей реек и несовпадения нулей основных шкал с плоскостью пяток. Влияние этих ошибок полностью исключается, если число станций между реперами четное.
Ошибки из-за погрешностей изготовления пятки рейки.
Ошибки из-за неточной установки рейки в отвесное положение.
Ошибки из-за коробления реек.
Ошибки из-за температурных влияний.
Ошибки из-за отличия натяжения инварной полосы рейки от нормального. 20 кг.
Нивелирная рефракция
Под действием вертикальной рефракции визирный луч искривляется и вместо отсчета по рейке в точке а (b), когда отсутствует рефракция, получают отсчет в другой точке a’( b’). Превышение h, свободное от влияния нивелирной рефракции равно
|
|
|
h = a – b = (a’ – b’) + (aa’ – bb’) = h’ + δ h,
где h’ = ( a’ – b’) – измеренное превышение, δ h = aa’ – bb’ – поправка за рефракцию. В солнечную жаркую погоду летом при низком прохождении визирного луча над почвой и сравнительно больших расстояниях от нивелира до реек нивелирная рефракция может существенно искажать результаты нивелирования, особенно на наклонных трассах большой протяженности.
Теоретически строгая формула для вычисления поправок за рефракцию в отсчеты по рейкам при нивелировании имеет вид
.
Значение р / Т2 = 0,009 практически постоянно на всем пути визирного луча в каждый фиксированный момент времени. Поэтому давление и температуру достаточно измерить на высоте визирного луча вблизи трубы нивелира в период наблюдений на станции. Гораздо сложнее определить градиенты температуры воздуха на всем пути визирного луча в момент производства отсчетов по рейке. Не зная реальных значений градиентов на пути визирного луча в момент отсчета по рейке, нельзя вычислить поправку за рефракцию. В нижнем трехметровом слое воздуха градиенты температуры непрерывно изменяются в пространстве и во времени даже при незначительном изменении высоты элементарного слоя воздуха над почвой. Наибольшей величины градиенты достигают в полуденное время, а также после полуночи, причем днем они существенно больше по модулю, чем ночью. В суточном ходе градиенты температуры утром и вечером переходят через нуль, изменяя при этом всякий раз знаки на противоположные.
|
|
|
Для получения количественных оценок влияний рефракции на отсчеты по рейкам и на превышения на станциях преобразуем формулу (1) к более простому виду, полагая при этом, что в момент отсчетов по рейкам известны средние значения Е вертикальных градиентов температуры воздуха (град/м) на пути визирного луча между нивелиром и рейкой:
,
а также средние значения температуры и давления. Формула (1) после интегрирования, с учетом средних на пути луча значений Е, р и Т, примет вид
.
Обозначим среднее значение градиентов температуры на пути визирного луча до задней рейки ЕЗ , а до передней рейки ЕП . Тогда поправка в превышение на станции будет равна
.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!