Tasko aukščio nustatymas virš horizontalaus paviršiaus

Įvadas

Niveliavimas - tai procesas, kurio metu nustatomas aukščių skirtumas tarp skirtingų Žemės paviršiaus taškų. Šis procesas yra itin svarbus geodezijoje, inžinerijoje, statyboje ir kitose srityse, kuriose reikalingas tikslus aukščio nustatymas. Straipsnyje aptariami įvairūs niveliavimo metodai, jų privalumai ir trūkumai, taip pat istorinė apžvalga.

Niveliavimo metodai

Yra keletas pagrindinių niveliavimo metodų, kurių kiekvienas turi savo ypatumus ir taikymo sritis:

  1. Geometrinis niveliavimas: Šis metodas pagrįstas horizontalaus spindulio projektavimu į niveliavimo taškus. Naudojamas nivelyras su matuoklėmis. Nivelyras gali būti statomas arba virš taško A, kurio aukštis žinomas, o matuoklė - ant taško B, kurio aukščio ieškoma (niveliuojant pirmyn), arba nivelyras - tarp taškų A ir B, o matuoklės - ant taškų (niveliuojant iš vidurio). Pirmuoju atveju (niveliuojant pirmyn) aukščių skirtumas randamas iš nivelyro aukščio i atėmus matuoklės atskaitą b (h1 = i - b), antruoju atveju (niveliuojant iš vidurio) - iš žinomo aukščio taško A matuoklės atskaitos a atėmus nežinomo aukščio taško B matuoklės atskaitą b (h2 = a - b). Aukščių skirtumas gali būti teigiamas arba neigiamas. Jei atstumas tarp taškų didelis, niveliuojama perstatant nivelyrą (sudėtinis niveliavimas). Geometrinis niveliavimas dažniausiai naudojamas geodeziniams ir inžineriniams matavimams ir yra gana tikslus.
  2. Trigonometrinis niveliavimas: Šiuo metodu tacheometru matuojamas projektavimo spindulio posvyrio kampas ir linijos tarp matuojamųjų taškų horizontaliosios projekcijos ilgis. Aukščių skirtumas apskaičiuojamas pagal trigonometrinę formulę.
  3. Barometrinis niveliavimas: Taškuose, tarp kurių nustatomas aukščių skirtumas, barometriniu nivelyru matuojamas atmosferos slėgis, nes tarp taško aukščio ir atmosferos slėgio yra atvirkštinė priklausomybė. Barometrinio niveliavimo tikslumas labai priklauso nuo meteorologinių sąlygų, paklaidos gana didelės.
  4. Hidrostatinis niveliavimas: Šis metodas grindžiamas skysčio paviršių savybe susisiekiančiuose induose išlikti viename lygmenyje. Niveliuojant nustatomas skysčio lygmens aukščių skirtumas susisiekiančiuose induose (hidrostatiniuose nivelyruose), pastatytuose matuojamuose taškuose.
  5. Automatinis niveliavimas: Daromas iš judančios transporto priemonės, prie kurios pritaisytas švytuoklinis prietaisas su rašikliu: transporto priemonei važiuojant žemės paviršiumi rašiklis brėžia jo profilį. Niveliuojama labai sparčiai, bet niveliavimo paklaida siekia kelis decimetrus.

Geoidas ir elipsoidas

Svarbu paminėti, kad Žemė nėra ideali sfera. Jos forma artimesnė geoidui - geodezinei žemės figūrai, kuri apibrėžiama ramiu vandenynų vandeniu, padengus žemynus. Geoido paviršius yra sudėtingas ir matematiškai neišreiškiamas. Tuo tarpu elipsoidas - tai matematinis modelis, artimas Žemės formai, naudojamas geodeziniams skaičiavimams. Astronominės koordinatės (astronominė platuma, ilguma ir ortrometrinis aukštis) nustato taško aukštį virš geoido.

Meridianai ir orientavimas

Meridianas - tai didysis Žemės apskritimas, kurio plokštuma eina per Žemės ar elipsoido sukimosi ašį bei duotąjį tašką. Kiekvienas taškas turi savo meridianą. Meridianai kertasi Žemės poliuose. Orientuoti liniją reiškia nustatyti jos kryptį meridiano atžvilgiu, tam naudojami orientavimo kampai: azimutai, direkciniai kampai, rumbai. Azimutas - tai horizontalus kampas tarp stovėjimo taške einančio meridiano šiaurinio galo ir krypties, jis skaičiuojamas laikrodžio rodyklės kryptimi (gali būti nuo 0-360°). Magnetinė deklinacija - tai kampas tarp tikrojo ir magnetinio meridiano. Direkcinis kampas - tai horizontalus kampas tarp ašinio meridiano ar jam lygiagrečios ašies (x) šiaurinio galo ir krypties, matuojamas pagal laikrodžio rodyklę. Rumbas r - tai kampas skaičiuojamas nuo artimesnio meridiano (x ašies galo) iki krypties.

Geodeziniai uždaviniai

Yra du pagrindiniai geodeziniai uždaviniai, susiję su koordinačių nustatymu:

Taip pat skaitykite: Mėsos kepimo gudrybės

  1. Tiesioginis geodezinis uždavinys: Tai taško koordinačių radimas žinant kito taško koordinates, linijos ilgį tarp šių taškų ir šios linijos orientavimo kampą (direkcinį kampą ar rumbą).
  2. Atvirkštinis geodezinis uždavinys: Žinant dviejų taškų koordinates, reikia rasti linijos ilgį ir direkcinį kampą.

Planai ir žemėlapiai

Planas - tai sumažintas ir panašus vietovės horizontaliosios projekcijos vaizdas plokštumoje. Žemės kreivumas čia neatsižvelgiamas. Planai būna kontūriniai (vaizduojama tik vietovės objektų planinė padėtis) ir topografiniai (vaizduojama vietovės objektų planinė padėtis ir reljefas). Žemėlapis - tai sumažintas ir apibendrintas žemės paviršiaus ir ant jos esančių objektų vaizdas plokštumoje, gautas atsižvelgiant į žemės sferoidiškumą ir naudojant sutartinius ženklus.

Horizontalūs ir vertikalūs kampai

Horizontalūs kampai matuojami vietovės taškų planiai padėčiai nustatyti. Horizontalus kampas - tai kampo vietovėje horizontalinė projekcija. Vertikalus kampas matuojamas vertikalinėje plokštumoje, jis gali būti teigiamas ir neigiamas. Tai kampas tarp kampo kraštinės ir jos projeksijos horizontalioje plokštumoje.

Teodolitas

Teodolitas - tai kampų matavimo instrumentas. Juo vietovėje matuojami ar atidedami horizontalūs ir vertikalūs kampai, ir pagal matuoklę nustatomi atstumai. Pradedant darbą, teodolitas centruojamas virš taško, gulsčiuojamas, nustatomas siūlelių tinklelio ryškumas. Matuojant horizontalūs kampus keliami šie reikalavimai: instrumento vertikali ašis turi būti vertikali; limbo plokštuma turi būti horizontali; vizavimo plokštuma turi būti verikali.

Vertikalių kampų matavimas

Posvyrio arba vertikaliu kampu vadinamas kampas, kurį sudaro horizonto plokštuma ir vizavimo linijų kryptys. Posvyrio kampas matuojamas teodalito vertikaliuoju skrituliu.

Atstumų matavimas

Atstumai reikalingi geodezinio pagrindo sudarymui, sužymėjimo darbams, kontrolinėse nuotraukose. Atstumus galima nustatyti betarpiškai atidedant matavimo prietaisą linijoje arba matuojant iš parametrų: kampą, bazę, ir kt. Naudojamos plieninės juostos ir ruletės. Skaičiuojant ilgį yra įvedamos paklaidos išmatuotam dydžiui: pataisa už juostos ar ruletės komparavimą, temperatūrinė pataisa, linijos horizontaliai projekcijai apskaičiuoti.

Taip pat skaitykite: Nepalo kultūra ir aukštis

Optiniai matavimai

Optinių matavimų principas yra sprendžiamas skaičiuojant statų trikampį pagal kampą ir prieš jį gulinčią kraštinę.

Nivelyrai

Nivelyras - tai geodezinis prietaisas, kuriuo gaunama horizontalinė vizavimo linija. Cilindriniu gulsčiuku žiūrono vizavimo ašis pastatoma į horizontalią padėtį.

Techninis niveliavimas

Techninis niveliavimas atliekamas sutankinant sudarytą statybos aikštelės aukščių pagrindą ir statinių nužymėjimą, darbuose. Niveliavimo ėjimai pradedami nuo taško, kurio aukštis žinomas. Tokie taškai vadinami reperiais.

Istorija

Niveliavimo pagrindų jau būta 2000 m. pr. Kr. Kinijoje - įrengiant drėkinimo sistemas mokėta nustatyti aukščių skirtumus. Trigonometrinio niveliavimo principais (naudodami vertikaliąją astroliabiją ir kvadrantą) aukščių skirtumus matuodavo šumerai ir babiloniečiai. Lietuvoje trigonometrinis niveliavimas (matuojant astroliabija ir kvadrantu) naudotas XI-XV a. statant pilis. XIX a. pradžioje barometrinį niveliavimą pirmasis naudojo A. Šahinas. Geometrinis niveliavimas imtas taikyti XIX a. antroje pusėje per Lietuvą tiesiant geležinkelius. Trigonometrinis niveliavimas naudotas 1882-1907 m. darant Lietuvos teritorijos 1:21 000 mastelio topografinę nuotrauką trianguliacijos punktų altitudėms nustatyti.

Taip pat skaitykite: Kodėl svarbus aukštis virš jūros lygio?

tags: #tasko #aukščio #nustatymas #virš #horizontalaus #paviršiaus

Populiarūs įrašai: