Сторінка
5

Правила ведення польових журналів при нівелюванні І, ІІ, ІІІ, IV класів

Рис 5.10. Визначення стрілки прогину

Особисті помилки

До систематичних відносять також особисті помилки, які залежать від здатності ока спостерігача точно наводити бісектор ниток на штрих рейки або співставляти між собою дві частини поділки рейки, розділені ниткою, а також визначати момент контакту зображень кінців бульбашки циліндричного рівня.

Помилка за неточне наведення бісектора на штрих інварної рейки (округлення відліку по рейці з шашковими діленнями)

Середня квадратична помилка за неточне наведення бісектора на штрих рейки може бути обчислена за формулою, отриманою експериментальним шляхом ([7], ст. 735)

де

S — віддаль від нівеліра до рейки,

Г* — збільшення труби.

Для дерев’яних рейок цю помилку слід замінити середньою квадратичною помилкою mвідліку за неточну оцінку на око долі інтервалу t, що являє собою величину ділення рейки в мм. Вона обчислюється за формулою Л.Д.Башлавіна ([7], ст.735)

Помилка за нахил осі рівня

Середня квадратична помилка за нахил осі контактного циліндричного рівня (або встановлення візирної осі зорової труби в горизонтальне положення) обчислюється за відомою формулою

де t — ціна ділення рівня.

Помилки, обумовлені впливом зовнішнього середовища

Розглянемо основні п’ять систематичних помилок цієї групи

Помилка за вплив рефракції

В зв’язку з неоднорідною густиною повітря на шляху візирного променя, останній заломлюється. Це явище носить назву рефракції. Викривлення променя має траєкторію подвійної кривизни, яку можна розкласти на дві складові: у горизонтальній та вертикальній площинах. Викривлення у горизонтальній площині носить назву горизонтальної рефракції, у вертикальній — вертикальної рефракції. На результати нівелювання здійснює вплив вертикальна рефракція.

Характер зміни густини повітря може змінюватися в залежності від зміни таких метеорологічних факторів на шляху променя як температура і вологість повітря. Вони неоднакові над різними підстилаючими поверхнями, наприклад над рікою і над ріллею, а також в залежності від висоти візирного променя над підстилаючою поверхнею. В зв’язку з цим, траєкторія світлової кривої своєю випуклістю може бути спрямована до землі або від землі. В цих випадках вплив рефракції на відлік по рейці може бути від’ємний або додатний. Величина впливу пропорційна віддалі від нівеліра до рейки. Якщо нівелювання проходить в рівнинній місцевості з однаковою підстилаючою поверхнею, то при рівних плечах (віддалях від нівеліра до задньої і передньої рейок) вплив рефракції на відліки по задній та по попередній рейках буде практично одинаковий, тому перевищення на станції буде вільне від цього впливу.

При нівелюванні поверхні, яка має кут нахилу або поверхні з неоднаковими підстилаючими поверхнями, вплив рефракції на відліки по задній і передній рейках буде відрізнятися.

Практично його врахувати шляхом введення поправок за рефракцію в виробничих умовах складно. В зв’язку з цим, для зменшення впливу на результати нівелювання необхідно:

1) на станції витримувати строго симетричну програму спостережень;

2) максимально скорочувати час спостережень на станції;

3) прокладати прямий і зворотний ходи в різні інтервали дня (наприклад вранці і ввечері);

4) строго дотримуватись вимог інструкції [2] щодо допустимої висоти променя над підстилаючою поверхнею.

Помилка за вплив вертикальних переміщень костилів або башмаків

Дослідження, виконані ЦНДІІГАіК ім. Ф.М. Красовського показали, що при встановленні рейки на костиль або башмак відбувається їх осідання. Особливо інтенсивно воно проходить на протязі перших 20 секунд, потім сповільнюється і стабілізується через 4–5 хвилин. При цьому башмак осідає в 3–5 раз сильніше, ніж костиль.

Після того, як рейка знімається з костиля чи башмака, відбувається випирання костиля або башмака з ґрунту, але початкового положення він не досягає. При наступному встановленні рейки на костиль чи башмак знову відбувається їх осідання, але вже в 2–3 рази слабше. Таким чином, протягом усього періоду спостережень костиль або башмак змінює своє вертикальне положення, здійснюючи систематичний вплив на перевищення на кожній станції, яке накопичуючись з одним знаком, приводить до систематичної помилки в перевищенні секції.

Послабити вплив цього джерела помилок в нівелюванні І і ІІ класів можна прокладанням прямого і зворотного ходу. Середнє перевищення буде в певній мірі вільне від впливу осідання костилів чи башмаків. В результатах нівелювання IV класу, яке прокладається лише в одному напрямку, ця помилка буде присутньою.

Помилка за вплив вертикальних переміщень штатива

Після встановлення штатива з нівеліром на місцевості має місце процес випирання ніжок штатива поверхнею ґрунту. Впродовж перших 5 хвилин величина випирання пропорційна часу, потім процес сповільнюється і лише через 10–15 хвилин положення штатива врешті стабілізується. Особливо процес випирання помітний при нівелюванні на ріллі або на трав’янистому лузі. На грунтах середньої щільності (ґрунтова дорога, узбіччя шосе) випирання штативу досягає незначної величини (0.010–0.015 мм). В зв’язку з тим, що в процесі спостережень вертикальне положення візирної осі змінюється в часі, виникає помилка в перевищенні на станції. Вона носить систематичний характер, здійснюючи на кожній станції вплив з одним і тим же знаком.

Для послаблення впливу за вертикальне переміщення штативу застосовується методика симетричних в часі спостережень на станції: відлік по чорній стороні (основній шкалі, якщо рейки інварні) задньої рейки, те ж для передньої рейки, потім — по червоній стороні (додатковій шкалі, якщо рейки інварні) передньої; те ж для задньої рейки. В цьому випадку помилки, викликані вертикальним переміщенням штативу в часі в певній мірі компенсуються при обчисленні середнього перевищення з відліків по чорній і червоній сторонах (основній і додаткових шкалах).

Для того, щоб більш впевнено гарантувати при нівелюванні І–ІІІ класів максимального ослаблення впливу вертикальних переміщень костилів (башмаків) і нівеліра необхідно додатково дотримуватися ще таких вимог: