Разработка и совершенствование методики высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров

Соболева, Екатерина Леонидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка и совершенствование методики высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров
ВАК РФ 25.00.32, Геодезия

Автореферат диссертации по теме "Разработка и совершенствование методики высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров"

УДК 528.37/38

На правах рукописи

Соболева Екатерина Леонидовна

0034565Э2

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ВЫСОКОТОЧНОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВЫХ НИВЕЛИРОВ

25.00.32 - «Геодезия»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0 5 ДЕК 2008

Новосибирск - 2008

003456592

Работа выполнена в Сибирской государственной геодезической академии.

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор технических наук, профессор Уставич Георгий Афанасьевич доктор технических наук, профессор Колмогоров Вячеслав Георгиевич; кандидат технических наук, доцент Обидин Юрий Степанович ПО «Инжгеодезия», г. Новосибирск

Защита состоится 18 декабря 2008 г. в 13 час. на заседании диссертационного совета ДМ 212.251.02 в Сибирской государственной геодезической академии (СГГА) по адресу: 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, д. 10, CITA, ауд. 403.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГГА.

Автореферат разослан 14 ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Середович В.А.

Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997. Подписано в печать 10.11.2008. Формат 60 * 84 1/16 Усл. печ. л. 1,56. Уч.-изд. л. 0,99. Тираж 100 экз. Заказ ЮЗ ■

Редакционно-издательский отдел СГГА 630108, Новосибирск, 108, Плахотного, 10.

Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА 630108, Новосибирск, 1.08, Плахотного, 8.

Обшая характеристика работы

Актуальность темы исследований. Государственная нивелирная сеть I и II классов является главной высотной основой страны, которая предназначена для распространения единой системы высот на территории всей страны и также является высотной основой всех топографических съемок и инженерно-геодезических работ, выполняемых для удовлетворения потребностей экономики, науки и обороны страны. Технология высокоточного нивелирования получила свое развитие в XVIII в. В то время были разработаны следующие способы взятия отсчета по рейке: способ нивелирования при перемещении пузырька уровня; способ «трех нитей»; способ наведения на штрих деления рейки.

В середине XX в. был разработан способ «совмещения», который применяется до настоящего времени. С использованием данного способа нивелирования практически полностью во всех странах мира была развита высотная сеть.

Большой вклад в развитие высокоточного нивелирования внесли отечественные и зарубежные ученые, такие как Иордан В., Куккомяки, Павлов H.A., Энтин И.И., Синягина В.И., Патова З.Ф., Пискунов М.Е., Карлсон A.A., Коно-пальцев И.М., Мещерский И.Н., Певнев А.К., Павлив П.В., Колмогоров В.Г., Жуков Б.Н., Иванов В.Г. и др.

Государственные нивелирные сети I и II классов создаются по специально разработанной технологии, которая включает в себя соответствующие схемы и программы работы на станции, способы нивелирования, предусматривает применение определенных приборов и устанавливает определенную точность выполнения работ. Все работы по созданию государственной нивелирной сети ведутся согласно действующей инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов, в которой изложены требования к выполнению данного вида работ.

Инструкция по нивелированию переиздавалась 3 раза: в 1974, 1991 и 2004 гг. На основании данной инструкции контроль качества нивелирования выполняется по шести известным разностям d, а контроль взятия отсчетов на станции производится путем сравнения превышений, вычисленных по основной и дополнительной шкалам.

Развитие геодезического приборостроения привело к появлению новых приборов, предназначенных для выполнения нивелирования (в том числе и высокоточного), - цифровых нивелиров. Это привело к кардинальному изменению технологии нивелирования, так как данный вид приборов обладает рядом уникальных технических характеристик. В связи с этим применение цифровых нивелиров для нивелирования I и II классов требует проведения целого ряда исследований, включающих в себя разработку программ наблюдений на станции и исследования основных источников ошибок, присущих цифровому ниве-nijpQDouinn Это CEiiTT<aT'aritr"rB,'ST сб актуальности "ис^сртзционной р°5оты

Цель диссертационной работы. Целью диссертационной работы является разработка и усовершенствование методики выполнения высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1) выполнен анализ существующих программ наблюдения при выполнении высокоточного нивелирования I и II классов;

2) разработаны и исследованы программы наблюдений на станции при нивелировании I, II классов с применением цифровых нивелиров;

3) проведена апробация предложенных методик для высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров;

4) разработана автоматизированная система «цифровой нивелир - гидросистема» для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования.

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

- разработана методика нивелирования I, II классов с применением цифровых нивелиров;

- разработана автоматизированная система определения осадок и деформаций с применением цифровых нивелиров.

Теоретическая значимость. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при дальнейшем усовершенствовании технологии и разработке новых методик высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров, а также при разработке новой инструкции по нивелированию.

Практическая значимость. Результаты экспериментальных работ, выполненных с помощью предлагаемых методик нивелирования, показывают возможность использования разработанной методики для выполнения высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров, с условием значительного ослабления влияния оседания штатива и получения контрольных разностей d.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является высокоточное нивелирование, предметом - методика высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- методика выполнения высокоточного нивелирования с применением новых средств - цифровых нивелиров;

- программы наблюдений на станции при нивелировании I и II классов;

- автоматизированная система определения осадок и деформаций с применением цифровых нивелиров.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались:

- на LIII международной научно-технической конференции «Современные проблемы геодезии и оптики», посвященной 70-летию СГГА (г. Новосибирск, 11-21 марта 2003 г.);

- на LIV научно-технической конференции преподавателей СГГА «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск, 19-23 апреля 2004 г.);

- на II Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2006» (г. Новосибирск, 24-28 апреля 2006 г.);

- на III Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2007» (г. Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 13 работ (из них 9 - в соавторстве, 4 - в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ).

Реализация результатов работы. Разработанные программы наблюдений с участием автора применялись при определении осадок и деформаций гидротехнических сооружений Новосибирской ГЭС. Автором были даны методические рекомендации по выполнению высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров специалистам СГГА, проводившим работы на За-падно-Суторминском и Спорышевском геодинамических полигонах. Также, высокоточный цифровой нивелир применялся при определении величины деформаций опытных образцов металлических конструкций в Новосибирском центре стандартизации метрологии и сертификации. Методика нивелирования с применением цифровых нивелиров внедрена в учебный процесс СГГА для студентов 2-4 курсов.

Объем н структура работы. Основной текст диссертации изложен на 187 страницах машинописного текста, содержит 69 рисунков и 24 таблицы, состоит из введения, четырех разделов, заключения и 1 приложения; список использованных источников содержит 112 наименований, в том числе 15 - на иностранных языках.

Основное содержание работы

В первом разделе «Современное состояние вопроса выполнения высокоточного нивелирования» рассмотрена принципиальная схема создания высотной нивелирной сети в России (СССР), выполнены: анализ способов производства высокоточного геометрического нивелирования с визуальным отсчитыва-нием; анализ способов высокоточного нивелирования при определении осадок и деформаций; анализ основных источников ошибок высокоточного геометрического нивелирования.

Существующая нивелирная сеть была создана в СССР и принципы ее создания до настоящего времени не изменились. Нивелирная сеть РФ (СССР) подразделяется на государственную нивелирную сеть, нивелирные сети на геодинамических полигонах, сети местного назначения и локальную высотную нивелирную сеть специального назначения.

Государственную нивелирную сеть создают поэтапно, соблюдая принцип перехода от общего к частному. Каркасом нивелирной сети является нивелирная сеть I класса в виде ходов, образующих замкнутые полигоны с определенным периметром. На основе нивелирной сети I класса подобным образом развивается нивелирная сеть II класса. Далее, сеть II класса является исходной и на ее основе создают нивелирную сеть последующих классов.

Достоинством нивелирной сети I класса РФ является производство нивелирования по двум линиям, что позволяет обеспечить высокую точность и надежность выполнения работ с учетом большой площади страны.

Высокоточное нивелирование начало выполняться в конце XVII - начале XVIII в. Начиная с этого времени, стали разрабатываться методики выполнения нивелирования, например по трем нитям и способом наведения.

Способ нивелирования при перемещении пузырька уровня предполагает приближенную установку пузырька уровня на середину. Из отсчетов положения пузырька уровня определяется наклон линии визирования и вносится соответствующая поправка в отсчеты по рейкам.

При выполнении нивелирования способом «трех нитей» отсчеты производятся по трем горизонтальным нитям, когда пузырек уровня находится на его середине. Среднее из отсчетов по крайним нитям позволяет получить отсчет по средней нити.

В 1898 г. начали применять принцип установки нити на отсчет по рейке вместо принципа отсчета по нити. Таким образом, появился способ наведения на штрих деления рейки.

Сущность способа «совмещения» состоит в том, что измерения на станции производятся путем наведения биссектора сетки нитей оптическим микрометром на штрихи рейки и взятия отсчета по рейке и по отсчетному барабану.

В настоящее время нивелирование I, II класса также производится в основном способом «совмещения» с применением высокоточных нивелиров с оптическим микрометром. Сравнив все вышеперечисленные способы наблюдений, был сделан вывод о том, что способ «совмещения» не только самый надежный по точности, но и самый простой и удобный и требует наименьшего количества времени для определения превышений на станции.

На основании выполнения нивелирования I и II классов способом «совмещения» был создан метод высокоточного геометрического нивелирования коротким визирным лучом. Данная методика предусматривает выполнение нивелирования способом «из середины», используя для измерения уровенные нивелиры, а также нивелиры с компенсатором, которые обеспечивают наибольшую точность измерений. В инженерно-геодезическом производстве данный метод является основным методом измерений, применяющимся для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и уникальных объектов. Метод геометрического нивелирования короткими лучами обеспечивает требуемую точность результатов наблюдений и быстроту измерений.

При высокоточном нивелировании основной задачей является обеспечение минимальной погрешности его выполнения. Поэтому в диссертационной работе рассмотрены основные источники ошибок высокоточного геометрического нивелирования: влияние рефракции; оседание башмаков, костылей и штатива; изменение угла ¡; тепловое воздействие на нивелир; ошибки, вызванные гидротермическими движениями земной коры; ошибки, вызванные влиянием вибраций; влияние физических полей на точность геодезических измерений; влияние электрооптической рефракции на результаты высокоточного нивелирования; различные инструментальные ошибки.

В результате анализа были сделаны выводы о том, что основными систематическими ошибками высокоточного нивелирования являются ошибки, вызванные перемещением штатива и костылей, ошибки, вызванные изменением угла \ в процессе выполнения нивелирования, а также ошибки, вызванные влиянием рефракции.

Во втором разделе «Технологические особенности выполнения высокоточного нивелирования с визуальным отсчитыванием» выполнен анализ существующих программ наблюдений на станции при выполнении нивелирования I и II классов, выполнены исследования влияния рефракции и оседания костылей на точность измерения превышения на станции.

В таблице I представлены существующие программы работы на станции.

Таблица 1 - Существующие программы работы на станции

Номер программы Станции Порядок работы на станции

I Нечетная Зо По Пд Зд Зд Оо Пд Зд

Четная По"3„л Зд"Пд" п0л30п3д"пдл

II Нечетная 30"П„" ПЛ"3Д" Зд Пд По Зо

Четная Пд^'З^По" п„л30л3длпдл

III Нечетная 30"П0ППДП3," Здл П.," п„л 30л

Четная пдл3дл30лп0л п0п30л3дппдп

IV Нечетная Зо Зд По Од ЗоЛЗдЛПоЛПдЛ

Четная П0"пдп30п3д" Оо Од Зо Зд

V Нечетная 3„п3д"п„ппдп полпдл3ол3дл

Четная З/З/П^Пд" п„лпдл3„л3дл

VI Нечетная Зо", 30", ПД П0"-первый полуприем

Пд", Пдл, 3/, Здп- второй полуприем

Четная Зо", 30", П0", П0п - первый полуприем

П/, Пдл, Здл, Зд" - второй полуприем

В таблице 1 30, П0 - отсчеты по основной шкале соответственно задней и передней реек, Зд, Пд - отсчеты по дополнительной шкале задней и передней реек; п - правая линия нивелирования; л - левая линия нивелирования.

Программа наблюдения I была разработана специально для нашей страны и утверждена инструкцией по нивелированию I, II, III и IV классов. Данная программа является симметричной в отношении задней и передней реек, но не симметричной в отношении правой и левой нивелировок, а также в отношении основной и дополнительной шкал реек. Программа наблюдения II симметрична в отношении реек и шкал, но не симметрична в отношении правой и левой нивелировок. Программа наблюдений III полностью симметрична. Программа наблюдений IV совсем не симметрична, но эффективнее по скорости наблюдений в отличие от первых трех. Программа V рекомендовалась «Временным наставлением» ¡945 г. Данная профамма наблюдений характеризуется нсссктстричкой во времени последовательностью наблюдений правой и левой линий нивелирования, но симметричной во всей совокупности наблюдений на станции. Программа наблюдений VI для нивелирования I класса предложена И.М. Конопальцевым.

В диссертационной работе проведен анализ программ наблюдений, представленных в таблице 1, с целью выявления наиболее удачной программы наблюдений, которая наилучшим образом будет компенсировать основные ошибки нивелирования, вызванные перемещением штатива и изменением угла i при работе на станции.

На основании анализа программ наблюдений сделаны выводы, что наиболее удачными являются программы наблюдений I, II, III и VI. При использовании данных программ наблюдений ошибки, связанные с перемещением штатива и изменением угла i, практически не влияют на результаты нивелирования.

Другим основным источником ошибок при выполнении нивелирования является рефракция.

Ошибка за рефракцию определяется температурными данными, так как слои воздуха с различной плотностью, через которые проходит визирный луч, располагаются в зависимости от распределения температур. Существуют два типа распределения температуры по высоте: инсоляционный и радиационный. Данным типам соответствуют два основных типа рефракции: инсоляционный, который характеризуется приподнятым положением визирного луча относительно нормального, и радиационный, при котором наблюдается приспущенное положение визирного луча. В первом случае отсчеты по рейке являются преувеличенными, во втором - преуменьшенными. Ошибки, вызванные влиянием рефракции, носят как систематический характер, так и случайный, в зависимости от условий работ.

В третьем разделе «Разработка программ наблюдений на станции при выполнении высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами» рассмотрены особенности конструкции и выполнения нивелирования цифровыми нивелирами; изложены требования к выполнению высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами; разработаны программы наблюдений на станции при выполнении нивелирования I, II классов с применением цифровых нивелиров; предложена методика определения перемещения штатива и системы «костыль -рейка»; проведены определения влияния оседания штатива и изменения угла i на результаты нивелирования I, II классов цифровыми нивелирами по предлагаемым нами программам 1 и 2 (в тексте диссертации данные программы обозначаются соответственно С и D). Проведены исследования влияния рефракции на нивелирование цифровыми нивелирами.

В таблице 2 кратко представлены принципиальные особенности нивелиров с оптическим микрометром и цифровых нивелиров.

Другое принципиальное отличие цифрового нивелира от нивелира с оптическим микрометром заключается в возможности многократного взятия отсчета по рейке, в результате чего полностью отсутствует субъективная ошибка наблюдателя или умышленное изменение отсчета по рейке.

Это обстоятельство позволяет разрабатывать программы наблюдений на станции, которые, во-первых, будут обеспечивать необходимую точность измерений и, во-вторых, применяться в зависимости от условий измерений.

Таблица 2 - Конструктивные особенности нивелиров с оптическим микрометром и цифровых нивелиров

Нивелир с визуальным отсчнтыванием Цифровой нивелир

1. Зрительная труба 1. Зрительная труба

2. Уровень, компенсатор 2. Компенсатор

3. Оптический микрометр 3. Сенсорное устройство

4. Визуальное отсчитывание 4. Сенсорное отсчитывание

5. Оптический способ измерения расстояний 5. Электронный способ измерения рхстояний

6. Наличие субъективных ошибок наблюдателя 6. Отсутствие субъективных ошибок

7. Взятие отсчетов по основной и дополнительной шкалам 7. Взятие отсчета по одной стороне штрих-кодовой рейки

8. Один отсчет по шкале 8. Среднее из отсчетов по рейке

В нашей стране геодезические предприятия сравнительно недавно начали приобретать цифровые нивелиры с целью применения их для нивелирования I и II классов. В результате оказалось, что в комплект цифрового нивелира входят две односторонние штрих-кодовые рейки и поэтому по левой и по правой линиям можно измерить только по одному превышению. Тем самым на станции отсутствует независимый контроль измеряемых превышений. Другой особенностью использования цифровых нивелиров является то, что программное обеспечение цифрового нивелира предусмотрено только для наблюдений по программе ЗЗПП или ЗППЗ и без учета нивелирования способом «восьмерка». Все предприятия, выполняющие нивелирование I класса, должны пользоваться единым нормативным документом, утвержденным Роскартографией, где сказано, что при нивелировании по правой и по левой линиям нивелирования необходимо получать на станции по два превышения. Однако в новой редакции инструкции отсутствует методика нивелирования I и II классов с применением цифровых нивелиров, а имеется только упоминание о возможности их применения. Следовательно, применение старой программы нивелирования с помощью цифровых нивелиров невозможно, а новой разработки еще нет.

В связи с этим перед нами была поставлена задача разработать и усовершенствовать методику нивелирования с применением цифровых нивелиров.

Рассмотрим предлагаемую нами технологическую схему нивелирования I и II классов с применением цифровых нивелиров:

1) с целью создания более плотной и точной нивелирной сети страны для более детального изучения движений земной коры в разработанной нами технологической схеме предлагается уменьшить периметры полигонов нивелирования I класса до 200-800 км;

Л 11РП1 [Л ГТГ* ПЛ'ПОН II<Т ГТОХ/V ПМОПГ ТШвТШ!} «ТО ЛФОТИШи 1ШООГГ11ПЛПОИ11А Л ПП»1.

~ ХЛ—......... ..р---------------------„.—ч.." ....-------------

менением цифровых нивелиров также предлагается выполнять по двум линиям нивелирования при двух горизонтах инструмента;

3) высокоточное нивелирование I и II класса также должно производиться в прямом и обратном направлениях способом «восьмерка»;

4) высокоточное нивелирование предлагается выполнять как способом «совмещения», при использовании нивелиров с оптическим микрометром, так и цифровым способом, с применением цифровых нивелиров;

5) существующая технология нивелирования с применением нивелиров с оптическим микрометром предполагает однократное взятие отсчетов по рейке. Предлагаемая нами методика нивелирования с применением цифровых нивелиров предусматривает возможность взятия отсчета по рейке несколько раз. При этом отсчеты по рейке свободны от субъективной ошибки наблюдателя;

6) длину визирного луча предлагается уменьшить до 40 м, так как при работе с цифровым нивелиром могут возникать некоторые помехи, но при их отсутствии и хорошей видимости длину визирного луча можно увеличить до 50 м.

Контроль результатов измерений в предлагаемой нами методике нивелирования I класса также должен осуществляться по принятым разностям с!.

Как уже говорилось, цифровой нивелир укомплектован односторонней штрих-кодовой рейкой, поэтому возникает необходимость в разработке таких программ наблюдений, которые позволяют получить разности с! в обычном их виде и будут компенсировать основные ошибки нивелирования на станции, главным образом ошибки, вызванные перемещением штатива и костылей и влиянием угла и

С учетом этого ниже нами предлагаются программы наблюдений для высокоточного нивелирования I, П классов с применением цифровых нивелиров.

Последовательность взятия отсчетов по программе 1 представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Последовательность взятия отсчетов по программе 1

Программа наблюдений Станция Последовательность наблюдения реек на станции

Прямой ход Обратный ход

Правая линия Левая линия Правая линия Левая линия

1 Нечетная 3, П, П', 3' 3, П, П', 3' П, 3,3', П' П, 3, 3', П'

Четная П, 3, 3', П' П, 3,3', П' 3, П, П', 3' 3, П, П', 3'

При использовании данной программы наблюдения на станции измерения выполняются отдельно для правой и левой линий нивелирования при двух горизонтах прибора. Причем изменение горизонта целесообразно производить подъемными винтами нивелира; изменение горизонта с помощью штатива требует большего времени.

Порядок работы на нечетной станции с использованием программы 1 следующий:

- правая линия: 3ПП„, изменение горизонта, ПпЗп';

- левая линия: 3„ПЛ, изменение горизонта, ПЛ3Л (рисунок 1, а).

На четной станции порядок работы следующий:

- правая линия: П„Зп, изменение горизонта, 3ПП„;

- левая линия: Пл3„, изменение горизонта, 3ЛПЛ (рисунок 1,6).

а) нечетная станция б) четная станция

_ Пл ^ Левая Зл _ Пп > Левая

линия X * линия

ч /

^_N. Правая

Пп линия

Рисунок 1 - Последовательность наблюдений по программе 1

Ниже рассмотрим другую программу наблюдений, предлагаемую нами, для высокоточного нивелирования I класса с применением цифровых нивелиров. Последовательность взятия отсчетов по программе 2 представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Последовательность взятия отсчетов по программе 2

Программа наблюдений Станция Последовательность наблюдения реек на станции

Прямой ход Обратный ход

Правая линия Левая линия Правая линия Левая линия

2 Нечетная (3, П) , (П, 3) 2 (П, 3), (3, П) 2

(П, 3) 4 (3, П) з (3,П)4 (П,3)3

Четная (П, 3), (3,П)2 (3, П), (П, 3)2

(3, П)4 (П,3)3 (П, 3) 4 (3, П) з

При использовании программы 2 наблюдения отсчеты по рейкам в прямом ходе на нечетной станции производятся против хода часовой стрелки, начиная с задней рейки правой линии нивелирования (рисунок 2, а): Зп, П„, Пл, Зл, а затем изменяется высота инструмента и отсчеты производятся по ходу часовой стрелки (рисунок 2, б): Зл, П„, Пп, 3„.

а) против хода часовой стрелки б) по ходу часовой стрелки

Зл Пл Левая Зл Пл Левая

Рисунок 2 - Порядок отсчитывания по рейкам на нечетной станции с применением цифровых нивелиров и программы наблюдений 2

На четной станции отсчеты производятся по ходу часовой стрелки, начиная с передней рейки правой линии нивелирования: П„, 3,„ Зл, Пл, а затем против хода часовой стрелки: Пл, Зл, Зп, Пп.

В отличие от применяемого в настоящее время принципа разделения наблюдений по правой и левой линиям нивелирования, данная программа наблюдений включает в себя наблюдения в совокупности по обеим линиям.

Как уже отмечалось, при выполнении высокоточного нивелирования существенное влияние оказывают вертикальные перемещения штатива, а также костылей с установленными на них рейками. Нами предлагается способ определения перемещения штатива и системы «костыль - рейка» с помощью цифрового нивелира и штрих-кодовой рейки.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что для определения перемещения костыля штатив с нивелиром необходимо установить на жесткое основание, а костыль установить в грунт. После этого цифровым нивелиром (либо в автоматическом режиме, либо с помощью наблюдателя) производятся отсчеты по рейке через необходимый интервал времени, и на основании этих данных можно делать выводы о поведении костыля на данном типе грунта.

Для того чтобы определить характер перемещения штатива, необходимо наоборот рейку закрепить на жестком основании, а штатив поместить на грунт. Исследования проводятся аналогичным образом.

Перемещение штатива дополнительно вызывается еще и весом наблюдателя при перемещении его вокруг нивелира в процессе взятия отсчетов по рейкам. Появление цифровых нивелиров с точностью отсчитывания по рейке 0,010,02 мм с интервалом 2-3 с позволяет непосредственно определить величину влияния перемещения наблюдателя вокруг нивелира на отсчет по рейке. С применением нивелира ЫАЗООЗ были выполнены определения такого влияния для влажных грунтов средней плотности. Методика исследований заключалась в следующем. На расстоянии 6-7 м по направлению двух ножек штатива забивался костыль, на котором с помощью подпорок удерживалась рейка. После «нормального» вдавливания ножек штатива через 4-5 мин (этим значительно ослаблялось влияние остаточного перемещения штатива из-за упругости фунта), не подходя к нивелиру на 1,0-1,2 м, производилась серия из 10 отсчетов по рейке с последующим их осреднением. Затем наблюдатель подходил к первой ножке штатива (как при выполнении нивелирования) и через одну минуту снова производилась серия из 10 отсчетов. Разность средних отсчетов дает величину перемещения штатива под влиянием веса наблюдателя. После отхода наблюдателя от ножки штатива снова производилось 10 отсчетов. Затем наблюдатель переходил ко второй, а затем и к третьей ножке штатива и при каждом подходе-отходе производилась указанная серия отсчетов. Измерения выполнялись при хорошей погоде. Опытами установлено, что величина перемещения штатива при первом подходе наблюдателя достигала -0,20 мм, при среднем значении -0,08 мм. После отхода наблюдателя от штатива происходило его поднятие в среднем на +0,04 мм. При подходе наблюдателя к противоположной ножке штатива наблюдалась аналогичная картина. Подход наблюдателя к

третьей ножке, расположенной перпендикулярно к первым двум, приводил к незначительному изменению отсчета по рейке.

Таким образом, вес наблюдателя приводит к заметному изменению положения штатива при выполнении высокоточного нивелирования с применением не только цифровых нивелиров, но и нивелиров с оптическим микрометром. Поэтому этим обстоятельством в некоторой степени и можно объяснить те недопустимые величины невязок, которые имели и имеют место при выполнении нивелирования I класса различными наблюдателями.

Рассмотрим влияние ошибок нивелирования, связанных с перемещением штатива, применительно к программе наблюдений 1. Предположим, что при выполнении работ на станции штатив оседает или выпирается из грунта равномерно, а костыли остаются неподвижными. Для упрощения пояснений предположим здесь и далее, что превышения между костылями по правой и левой линиям нивелирования равны нулю.

Здесь и далее под цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 будем понимать последовательность взятия отсчетов по рейкам. Также будем обозначать ошибку перемещения штатива по правой линии Д„, а по левой линии Д'п; 5 - ошибка в отсчете по рейке, вызванная оседанием штатива во время смены горизонта прибора.

Тогда на нечетной станции отсчет по задней рейке правой линии будет равен 3„ (рисунок 3, а), а по передней с учетом оседания штатива Пп - Д|. С учетом этого превышение для правой линии нивелирования будет равно:

Ьпр = Зп-(Пп-Д,) = Ьист + Д,, (1)

где Ьист - величина истинного превышения между точками (костылями).

а) нечетная станция правая линия з п

З'п

-Ф-

й!

-ф-

Пп П'п

б) нечетная станция левая линия з п

Зл

З'л

Л'1

Д'2

-су-

ТТГ^ТГч^ГТ^ ч \ \ \ ч Ч Ч Ч ч V \ \ ч ^ ч V

Рисунок 3 - Схемы влияния перемещения штатива на отсчеты по рейкам на нечетной станции

Пл П'л

После этого производится смена горизонта инструмента и производится отсчет по передней рейке правой линии нивелирования, который будет равен П'п, а по задней с учетом оседания штатива 3'„ - Л2. В этом случае превышение по правой линии нивелирования будет равно:

Ь'пр = (З'п - Дг) - П'п = Ь„ст - Д2. (2)

Так как Д1 = Д2 (штатив оседает равномерно), то среднее превышение по правой линии нивелирования будет равно:

Чр + Ь'пр _.

(3)

Следовательно, по правой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с перемещением штатива, практически компенсируются.

Аналогичным образом отсчеты производятся по левой линии нивелирования (см. рисунок 3,6).

Ь„„ = Зя-(Пл-Д,|) = Ьист + Д'ь (4)

Ь'лев - (3'„ - Д'г) - П'л - Ьи,

Ь -4- Ь'

И= лев "*" "лев _ ц ср _ Пи,

-Д'2

(5)

(6)

Следовательно, по левой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с перемещением штатива, также практически компенсируются. Следует полагать, что суммарное превышение, полученное по правой и левой линиям, также будет практически свободно от влияния перемещения штатива.

На четной станции отсчет по передней рейке правой линии будет равен Пп (рисунок 4, а ), а по задней, с учетом оседания штатива, Зп - Л]. В связи с этим превышение для правой линии нивелирования будет равно:

Ьпр-(Зп-Д,)-Пп-И„,

(7)

а) четная станция правая линия з п

Зп З'п

ЧУ-

б) четная станция левая линия з п

-Ф-

чЯ)-

Пп

ГТп

Зп З'л

-Ф-

Д'1 Д'2

-{8У-

Пл

П'л

ч \ Ч Ч \ \ Ч V Ч V ч ч

Рисунок 4 — Схемы влияния перемещения штатива на отсчеты по рейкам на четной станции

После этого производится смена горизонта инструмента и снимается отсчет по задней рейке правой линии нивелирования, который будет равен З'п,

а но передней с учетом оседания штатива П'п - Д2. В этом случае превышение по правой линии нивелирования будет равно:

Ь'пр = 3'п-(П'п-Д2) = Ьист + Д2.

(8)

Так как Д! = Д2, среднее превышение по правой линии нивелирования будет равно:

Следовательно, на четной станции по правой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с перемещением штатива, также практически полностью компенсируются.

Аналогичным образом отсчеты производятся по левой линии нивелирования (см. рисунок 4, б).

Следовательно, на четной станции по левой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с перемещением штатива, также практически полностью компенсируются. Среднее превышение, полученное по правой и левой линиям, также свободно от влияния перемещения штатива.

Таким образом, при использовании данной программы наблюдения, как на нечетной станции, так и на четной в отдельности перемещение штатива не влияет на величину превышения, так как происходит значительная компенсация по каждой линии нивелирования (формулы (1) и (2); (4) и (5); (7) и (8); (10) и (11)). Кроме того, ошибки, вызванные перемещением штатива, значительно компенсируются и на паре станций (формулы (1) и (7); (2) и (8); (4) и (10); (5) и (11)).

Другим основным источником ошибок высокоточного нивелирования, как уже упоминалось, является изменение угла I во время работы на станции. С изменением температуры воздуха угол \ нивелира может увеличиваться или уменьшаться, что приводит к ошибкам в отсчетах по рейкам.

Ниже рассмотрим влияние ошибок нивелирования, связанных с изменением угла 1, применительно к рассматриваемой программе 1.

Предположим, что при выполнении работ на станции величина угла 1 изменяется (возрастает или уменьшается) медленно и равномерно. Тогда на нечетной станции отсчет по задней рейке правой линии будет равен Зп (рисунок 5, а), а по передней, с учетом мелленного увеличения угла 1, П„ + Дк С учетом этого превышение для правой линии нивелирования будет равно:

(9)

(10)

(12)

Ь„р = Зп-(Пп + Д,) = ьист - д,.

(13)

а) нечетная станция правая линия б) нечетная станция левая линия з п з п

\ .. \ \ \ \ \ \ 'ч \ и \ I к \ \ V \ \ * \ \ - \ И \ \ \ \ \ \ I '< \ \ \ ^

Рисунок 5 - Влияние изменения угла I на отсчеты по рейкам на нечетной станции: Д - ошибка в отсчете по рейке, вызванная изменением угла I

После этого выполняется смена горизонта инструмента и производится отсчет по передней рейке правой линии нивелирования, который будет равен П'п + Д, + Д2, а по задней, с учетом изменения угла ¡, 3'„ + Д1 + Д2 + Дэ- В этом случае превышение по правой линии нивелирования будет равно:

Ь'пр = (3'„ + Д, + Д2 + Д3) - (П'п + Д, + Д2) = Иист + Д3. (14)

Так как Л, = Д3 (угол 1 изменяется равномерно), то среднее превышение по

правой линии нивелирования будет равно:

= (15)

Следовательно, по правой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с изменением угла ¡, практически полностью компенсируются.

После этого отсчеты производятся по левой линии нивелирования (см. рисунок 5, б).

Ь„еВ = Зл-(Пл + Д'1) = Ьист-Д,1, (16)

Ь'лев = (З'л + Д', + Д'2 + Д'з) - (ГГЛ + Д', + Д'2) = Ьист + Д'з, (17)

Следовательно, по левой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с изменением угла ¡, также практически полностью компенсируются. Таким образом, суммарное превышение на станции также будет практически свободно от влияния угла ¡.

На четной станции отсчет по передней рейке правой линии будет равен Пп (рисунок 6, а), а по задней, с учетом медленного увеличения угла ¡, 3„ + Д|. С учетом этого превышение для правой линии нивелирования будет равно:

а) четная станция правая линия з п

Ьпр = (Зп+Д1)-П„ = Ь„ст+Д1.

(19)

б) четная станция левая линия з п

\ \ \ \ \ \ \ \ Ч \ \ \ \ V I \ \ \ \ \ \ * \ \ \ \ \ \ > * \ \ \

Рисунок 6 - Влияние изменения угла I на отсчеты по рейкам на четной станции

После этого производится смена горизонта инструмента и производится отсчет по задней рейке правой линии нивелирования, который будет равен 3'„ + Д| + Д2, а по передней, с учетом изменения угла ¡, П'л + Д1 + Д2 + Д> В этом случае превышение по правой линии нивелирования будет равно:

11'пр = (3'„ + Д, + Д2) - (П'„ + А, + Д2 + д3) = Ьист- Д3.

(20)

Так как Д) = Д3, среднее превышение по правой линии нивелирования будет равно:

Ь!тр +Ьпр

(21)

Следовательно, на четной станции по правой линии нивелирования при двух горизонтах инструмента ошибки, связанные с изменением угла ¡, также практически полностью компенсируются.

После этого отсчеты производятся по левой линии нивелирования. По аналогии для левой линии нивелирования на четной станции будем иметь (см. рисунок 6, б):

Ьл=в = (Зл + А',) - Пл = Ьист + Д'ь

= П< -4- Л• А Л'.ит1 + Л'. -1- Л'. 4- Л'Л = Ь _Л'.

! V Л ' <-» I // \"Л ~ 1 ' ~ ^ —->/ "ич —

и _ ^лев ^лев __ ■ Пер------"и

(22)

\--/

Таким образом, при использовании данной программы наблюдений, как на нечетной станции, так и на четной в отдельности изменение угла 1 не влияет на величину превышения, так как происходит компенсация по каждой линии нивелирования (формулы (13) и (14); (16) и (17); (19) и (20); (22) и (23)). Кроме того, ошибки, вызванные изменением угла ¡, значительно компенсируются и на паре станций (формулы (13) и (19); (14) и (20); (16) и (22); (17) и (23)).

Рассматриваемая программа наблюдений является симметричной, что позволяет, в основном, компенсировать влияние перемещения штатива и изменение угла 1 на результаты нивелирования, полученные с использованием программы 1.

Аналогичным образом нами выполнены исследования программы наблюдений 2, а также программ, предлагаемых для нивелирования II класса.

Предлагаемые программы также исследованы на продолжительность наблюдений на станции, с целью определения программ наблюдения, требующих наименьших временных затрат на производство отсчетов, что соответственно повышает производительность труда.

Программы 1 и 2 наблюдений применялись сотрудниками НИС СГГА при выполнении высокоточного нивелирования на Западно-Суторминском и Спорышевском геодинамических полигонах.

Предлагаемая программа для нивелирования И класса с участием автора использовалась при определении осадок и деформаций гидротехнических сооружений Новосибирской ГЭС.

Кроме этого в полевых условиях выполнены исследования влияния вертикальной рефракции на результаты цифрового нивелирования.

Необходимость в выполнении данных исследований обусловлена следующими причинами. При выполнении нивелирования оптическими нивелирами отсчитывание по рейке Р (рисунок 7, а) производится горизонтальной визирной осью ОЬ.

а) оптический нивелир б) цифровой нивелир

В этом случае действие вертикальной рефракции на отсчет «Ь» по рейке будет обуславливаться слоем воздуха, расположенного по направлению визир-

Рисунок 7 - Принцип взятия отсчета по рейке

ной оси и ниже нее. Если нивелирование выполняется цифровыми нивелирами, то отсчитывание (считывание штрих-кода) производится угловым полем зрения а (рисунок 7, б). Предположим, что высота ВЬ визирного луча оптического нивелира и ВЬ, цифрового одинаковы, тогда во втором случае лучи Ob' и ОЬ'ь образующие угол а, будут находиться на разных высотах относительно подстилающей поверхности. Следовательно, влияние вертикальной рефракции на отсчет цифровым нивелиром должно отличаться от влияния рефракции на нивелиры с оптическим микрометром. При прочих равных условиях следует ожидать, что влияние рефракции на луч ОЬ будет больше, чем на луч ОЬ,.

Экспериментальные исследования влияния рефракции на результаты нивелирования показали, что при выполнении высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров наблюдается гораздо меньшее влияние рефракции на отсчеты по рейкам, чем при выполнении нивелирования приборами с оптическим микрометром. В связи с этим имеются все основания для внесения в Инструкцию по нивелированию I, II, III, IV классов положения, разрешающего уменьшение наименьшей высоты визирования до 0,4 м. Это приведет к увеличению производительности труда.

В четвертом разделе «Разработка методики применения цифровых нивелиров для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования» разработаны программы наблюдений на станции при определении осадок и деформаций; выполнены исследования влияния электромагнитных полей на геодезические приборы; разработана автоматизированная система «цифровой нивелир - гидросистема» для определения осадок и деформаций; проведены исследования программ на продолжительность наблюдений на станции; приведены рекомендации к инструкции по нивелированию.

Технология выполнения высокоточного инженерно-геодезического нивелирования в значительной степени отличается от государственного высокоточного нивелирования I, II классов.

На сегодняшний день отсутствует единый общегосударственный нормативный документ, который бы регламентировал единые требования на выполнение инженерно-геодезического нивелирования с учетом особенностей его производства и требуемой точности измерений при различной степени влияния возмущающих воздействий.

Анализируя существующие нормативные документы и научные публикации, можно сделать следующие выводы:

- существующие классификации инженерно-геодезического нивелирования относятся только к высокоточному и точному нивелированию, в то время как на промышленных объектах имеет место нивелирование технической точности, которое применяется при возведении фундаментов для зданий, сооруже-<>лй оборудования, монтаже и эксплуатации подк'рянпяых путей, колонн, проведении разбивочных работ и исполнительных съемок на промплощадке и т. д.;

- существующая технология выполнения инженерно-геодезического нивелирования не учитывает значительного влияния возмущающих воздействий на результаты измерений;

- отсутствие единого нормативного документа, регламентирующего технологию выполнения инженерно-геодезического нивелирования, по аналогии с «Инструкцией по нивелированию», часто приводит к значительным искажениям результатов измерений; это особенно стало заметно в последние 5-7 лет.

Ниже нами предлагается классификация разрядов инженерно-геодезического нивелирования (таблица 5) с учетом рассмотренных выше особенностей его выполнения (в условиях промплощадки). В основу предлагаемой классификации положены некоторые, предложения ведомственных нормативно-технических документов, а также существующие научные публикации различных авторов.

Таблица 5 - Классификация разрядов инженерно-геодезического нивелирования

Разряд Предельная длина визирного луча, м § 5 Число измеряемых превышений на станции Допустимая высота луча над препятствием и над пяткой рейки, м Неравенство расстояний, м | Увеличение зрительной трубы, не менее, | крат Цена деления цилинд-| рического уровня Ср. кв. ошибка самоустановки компенсатора или установки уровня, т"к (т"у)

на станции в секции

1 10 0,05 8 0,1-0,5 0,1 - 30 10 0,1 (0,2)

2 20 0,15 4 8 0,1-1,5 0,5-1,5 0,3 - 30 10 0,1 (0,2)

3 30 0,25 4 0,3-2,5 1,0 2,0 30 10 0,5 (0,5)

4 50 0,50 4 0,1-3,0 2,0 5,0 25 10 0,5 (0,5)

5 100 3,0 2 - - - 20 15 1,0(1,0) 3,0 (3,0)

На основании таблицы 5, нами предлагаются программы наблюдений, предназначенные для инженерно-геодезического нивелирования (таблица 6).

Как известно, инженерно-геодезические измерения, в том числе и высокоточные, выполняются при благоприятных внешних условиях и в условиях возмущающих воздействий.

Под возмущающими воздействиями (помехами) понимаются такие воздействия внешних факторов, как вибрация от работающего оборудования и движения транспорта, его турбулентность и высокая влажность, резкий перепад температур, наличие сильных электромагнитных полей и т. д.

На практике влияние сильных электромагнитных полей всегда имеет место при работе вблизи ЛЭП, открытых распределительных устройств (ОРУ), трансформаторов и электропечей на алюминиевых заводах. Из опыта работ на территории алюминиевых заводов нами установлено, что при выполнении высокоточного нивелирования нивелирами с компенсатором невязки, как правило, всегда превышают допустимые значения в несколько раз.

Таблица 6 - Предлагаемые программы наблюдений

Программа наблюдения на етанции Горизонты инструмента Последовательность наблюдения на станции Число измеренных превышений

прямой ход обратный ход

А Первый ЗоЗдПоПд ПоПдЗоЗд 8 4

Второй ПоПдЗоЗд ЗоЗдПоПд

Б Первый ЗоПоПдЗд ПоЗоЗдПд 8 4

Второй ПоЗоЗдПд ЗоПоПдЗд

В Первый ЗоЗоЗдЗдПо-ПоПдПд 4

Второй ПдПдПоПоЗо-ЗоЗдЗд

Г Первый ЗкЗкПкПк ПкПкЗкЗк 4

Второй ПкПкЗкЗк ЗкЗкПкПк

д Из середины ЗЗПП 2

Веерообразное 3j3,ПП, ЗЗПиПи, 3,3, 2

Тригонометрическое ЗППЗ 2

В связи с обнаруженным фактом повреждения электронных бытовых приборов были проведены исследования по определению влияния сильных электромагнитных полей только на оптические приборы с уровнем или компенсатором. Так как оптико-электронные приборы (тахеометры) стоят дорого, то из-за риска их повреждения исследования с ними в непосредственной близости от токоподводящих шин не проводились.

Программа исследований включала в себя определение влияния электромагнитных полей на положение цилиндрического уровня и компенсатора при выполнении нивелирования и измерении горизонтальных и вертикальных углов. В исследованиях применялись теодолиты серии Т2 с уровнем и компенсатором при вертикальном круге и высокоточные нивелиры Н05 и Ni005A.

В результате исследований получены следующие выводы: в условиях влияния сильных электромагнитных полей необходимо применять оптические геодезические приборы, снабженные цилиндрическим уровнем. При применении приборов, снабженных компенсаторами, их необходимо устанавливать на значительном расстоянии от источника этих полей.

Как известно, для обеспечения нормальной работы инженерных сооружений и оборудования производятся соответствующие высокоточные инженерно-геопезические измерения, к которым относится нивелирование короткими лучами, гидростатическое и гидродинамическое нивелирование.

Высокоточное нивелирование короткими лучами на 90-96 % решает вопрос определения осадок и деформаций этих сооружений. Однако эксплуатация уникальных сооружений и оборудования, таких как АЭС, ускорители, гидро-

электростанции, требует непрерывного геодезического контроля с целью определения их геометрических параметров. В связи с этим разработаны гидростатические и гидродинамические системы. Однако их применение связано с определенными организационными и технологическими трудностями и поэтому случаи такого применения единичны. Для расширения диапазона использования этих систем нами предлагаются схемы наблюдения за осадками и деформациями, основанные на использовании цифровых нивелиров и гидросистем.

Цифровой нивелир установлен на жестком основании. Пусть нам требуется определить осадку и деформацию оборудования в сравнительно небольшом интервале времени, например, в течение 1-3 суток. При этом требуется непрерывное получение информации о значениях осадки (деформации). Такая задача всегда возникает при первом после монтажа пуска реактора и турбоагрегата. Поставленная задача может быть решена следующим образом. В точке А (рисунок 8) на жестком основании устанавливается цифровой нивелир на определенном расстоянии (5-20 м) от исследуемого оборудования.

рейка

цифровой нивелир 1

жесткое основание

оборудование

Рисунок 8 - Принцип определения осадок оборудования с помощью цифрового нивелира

На исследуемом оборудовании В в необходимом месте закрепляется кодовая рейка С. Перед началом пуска оборудования проверяется работоспособность нивелира, для чего устанавливается необходимая освещенность рейки, устраняется влияние вибрации основания, производятся тестовые отсчеты по рейке. После этого непосредственно перед началом пуска оборудования включается нивелир и производится взятие исходного (начального) отсчета по рейке и в программном обеспечении нивелира устанавливается необходимый интервал взятия отсчета по рейке. После пуска оборудования нивелир автоматически с определенным интервалом производит отсчеты по рейке с записью в памяти. По истечении необходимого времени нивелир убирается и результаты измерений обрабатываются.

В связи с тем, что, по условиям применения, высотное положение штатива в процессе измерений остается неизменным, а наклон визирной оси ослабляется

компенсатором, то основной ошибкой будет ошибка за остаточное влияние внешних условий (в основном вибрации).

Цифровой нивелир установлен на подвижном основании. Пусть нам также требуется определить осадку и деформацию оборудования в сравнительно небольшом интервале времени. При этом цифровой нивелир установлен на подвижном основании, например, находится в зоне оседания основания. Поставленная задача может быть решена следующим образом. В точке А (рисунок 9) на основании устанавливается цифровой нивелир на определенном расстоянии (5-20 м) от исследуемого оборудования.

оборудование

и л

репер

Рисунок 9 - Схема определения осадок оборудования на подвижном основании

На исследуемом оборудовании В в необходимом месте закрепляется кодовая рейка С. На этом же основании на расстоянии 0,5-1 м от цифрового нивелира в точке О устанавливается другой цифровой нивелир, при этом вторая рейка Р устанавливается на репере. Перед началом пуска оборудования проверяется работоспособность двух нивелиров, для чего также устанавливается необходимая освещенность реек, устраняется влияние вибрации основания, производятся тестовые отсчеты по рейкам Си Р. После этого непосредственно перед началом пуска оборудования включаются оба нивелира и производится взятие исходных отсчетов по рейкам и в программном обеспечении цифровых нивелиров устанавливается необходимый интервал взятия отсчета по рейкам. После пуска оборудования оба нивелира автоматически с определенным интервалом будут производить отсчеты по рейкам с записью в памяти.

Таким образом, нивелир, установленный в точке А, позволяет определить осадку оборудования В, а нивелир, установленный в точке Д дает возможность определить величину перемещения основания в вертикальной плоскости относительно репера.

Рассмотрим схему применения цифрового нивелира совместно с гидростатическими и гидродинамическими системами. Такое техническое решение обусловлено тем, что определение осадок гидросистемами не производится. Применительно к эксплуатации некоторых видов оборудования, например, реакторов и турбоагрегатов, необходимо измерить осадки и деформации. Поэтому в предлагаемой схеме деформация определяется гидросистемами, а осадка - цифровым нивелиром.

Пусть требуется определить осадку и деформацию объекта А (рисунок 10). Гч

ГП //// П7ТТ7^1^ГГГТ7ТГТ

Рисунок 10 - Схема определения осадок и деформаций

Для этого на данном объекте устанавливается гидросистема Г с К числом контролируемых головок. Затем на оборудовании закрепляется штрих-кодовая рейка Р. На расстоянии 10-40 м (в зависимости от условий) от рейки в точке В устанавливается цифровой нивелир. Перед началом пуска оборудования в работу производится выполнение исходного цикла наблюдений гидросистемой и цифровым нивелиром. После этого выполняются очередные циклы, например, через 1 час наблюдений гидросистемой и нивелиром. Затем гидросистемой определяется деформация объекта А, а цифровым нивелиром - осадка его в районе первой головки. Осадка остальных контролируемых головок находится с учетом осадки первой марки и величины деформаций остальных марок.

В связи с тем, что цифровой нивелир обеспечивает ошибку измерения превышения, равную 0,07-0,12 мм, естественным является вопрос соответствия этой точности гидродинамической системы. Для этого нами совместно с A.M. Олейником были выполнены исследования приборной точности гидродинамической системы. Выполненные исследования показали, что точность определения осадок двойной гидродинамической системой составляет не более 0,03 мм на всем диапазоне работы измерительного устройства.

Методика высокоточного инженерно-геодезического нивелирования с участием автора внедрена в НЦСМ при испытании образцов металлических конструкций на разрыв и излом. При этом использовалась программа Г (таблица 6), предназначенная для выполнения инженерно-геодезического нивелирования. 24

Заключение

В диссертационной работе на основании теоретических и практических исследований решена прикладная задача по использованию современных цифровых нивелиров при выполнении высокоточного нивелирования I и II классов.

Получены следующие основные результаты:

1) выполнен анализ основных источников ошибок при выполнении высокоточного геометрического нивелирования I и II классов;

2) выполнен анализ существующих программ наблюдения при выполнении высокоточного нивелирования I и II классов с целью установления степени ослабления ошибок нивелирования на станции, вызванных перемещением штатива; степени ослабления ошибок нивелирования на паре станций, вызванных перемещением штатива; характера влияния изменения угла 1 на среднее превышение, полученное на станции;

3) разработаны и исследованы программы наблюдений на станции при нивелировании I класса с применением цифровых нивелиров, которые позволяют обеспечить получение на станции четырех превышений; ослабить систематические ошибки при выполнении высокоточного нивелирования. Программы наблюдения на станции разработаны с целью выбора одной из них для данных условий измерений. Предлагаемые программы также исследованы на продолжительность наблюдений на станции, с целью выбора программ наблюдения, содержащих наименьшее количество времени на производство отсчетов для повышения производительности труда;

4) разработаны программы наблюдений II класса на станции с применением цифровых нивелиров с целью получения на станции двух превышений, позволяющие ослабить влияние перемещения штатива и угла I на среднее превышение на станции;

5) на основании значительных улучшений технических характеристик современных нивелиров разработаны новые допуски на выполнение нивелирования I и II классов;

6) разработаны программы наблюдений на станции при определении осадок и деформаций, в том числе с применением цифровых нивелиров;

7) выполнены исследования влияния рефракции на результаты нивелирования. Установлено, что при выполнении высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров наблюдается гораздо меньшее влияние рефракции на отсчеты по рейкам, чем при выполнении нивелирования приборами с оптическим микрометром;

8) выполнены исследования влияния сильных электромагнитных полей в условиях промплощадки на оптические геодезические приборы. Установлено,

»■» т'/^плпигтчг птипоил ЛТ1 г»» III IV ^ по</-тч%ЛК<1Г1 ТТ»Т» Г Г IV ПППвЙ ПОПРЛЛЛЛпПир Д П1Л П_

ни и Ч X и<И1Л1111'1 ^иьщ^/иидм! >1<11>>и1<1 »у»!»» и^к

менять оптические геодезические приборы, снабженные цилиндрическим уровнем. При применении приборов, снабженных компенсаторами, их необходимо устанавливать на значительном расстоянии от источника этих полей;

9) разработана автоматизированная система «цифровой нивелир - гидросистема» для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования. Данная система позволяет определять осадку и деформацию оборудования при переменных режимах работы этого оборудования, а также увеличить диапазон измеряемых осадок и деформаций;

10) исходя из исследований, нами рекомендуется внести изменения и дополнения в существующую инструкцию по выполнению высокоточного нивелирования; изменения приведены в тексте диссертации по аналогии с текстом инструкции;

11) проведена апробация предложенных методик для высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров. Разработанные программы наблюдений с участием автора применялись при определении осадок и деформаций гидротехнических сооружений Новосибирской ГЭС. Автором были даны методические рекомендации по выполнению высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров специалистам СГГА, проводившим работы на Западно-Суторминском и Спорышевском геодинамических полигонах. Также высокоточный цифровой нивелир применялся при определении величины деформаций опытных образцов металлических конструкций в Новосибирском центре стандартизации, метрологии и сертификации. Методика нивелирования с применением цифровых нивелиров внедрена в учебный процесс СГГА для студентов 2-4 курсов.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что цель, поставленная в диссертационной работе, достигнута.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Олейник, A.M. Разработка и исследование многоуровенных гидросистем / A.M. Олейник, А.Л. Малиновский, Е.Л. Шалыгина, A.A. Горобцов // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. материалов LIII междунар. научно-техн. конф., посвященной 70-летию СГГА. 11-21 марта 2003 г. Ч. III / СГГА. - Новосибирск, 2003. - С. 283-286.

2. Уставич, Г.А. Разработка многоуровенной двойной гидродинамической системы / Г.А. Уставич, A.M. Олейник, Е.Л. Шалыгина // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2004. - № 1. - С. 40-53.

3. Уставич, Г.А. Разработка и совершенствование технологии инженерно-геодезического нивелирования / Г.А. Уставич, C.B. Демин, Е.Л. Шалыгина, Я.Г. Пошивайло // Геодезия и картография. - 2004. - № 7. - С. 6-13.

4. Шалыгина, Е.Л. Влияние перемещения штатива и изменения угла i на результаты высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами / Е.Л. Шалыгина // Геодезия и картография. - 2005. - № 5. - С. 15-17.

5. Уставич, Г.А. Влияние электромагнитных полей на инженерно-геодезические работы / Г.А. Уставич, Я.Г. Пошивайло, Е.Л. Соболева, М.С. Калинина // Геодезия и картография. - 2005. - № 11. - С. 28-30.

6. Соболева, E.J1. Совершенствование технологии нивелирования II класса с использованием цифровых нивелиров / ЕЛ. Соболева // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. науч. статей / СГГА. - Новосибирск, ¡2006. - С. 33-38.

7. Соболева, E.JI. Анализ существующих программ нивелирования на станции при использовании цифровых нивелиров / E.JI. Соболева /У Современные проблемы геодезии и оптики: сб. науч. статей / СГГА. - Новосибирск, 2006. - С. 38-44.

8. Соболева, E.J1. Программы наблюдения на станции при нивелировании I класса цифровым нивелиром / Е.Л. Соболева // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 1. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Ч. 1: сб. материалов между-нар. научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2006», 24-28 апр. 2006 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 66-70.

9. Соболева, Е.Л. Влияние перемещения наблюдателя на положение штатива при выполнении высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами / Е.Л. Соболева, А.Н. Теплых, Т.А. Хоменко // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 1. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Ч. 1: сб. материалов междунар. научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2006», 24-28 апр. 2006 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 70-75.

10. Соболева, Е.Л. Методика нивелирования I класса цифровым нивелиром на геодинамическом полигоне / Е.Л. Соболева, А.Н. Теплых // Сб. науч. тр. аспирантов и молодых ученых Сиб. гос. геодез. акад. / под общ. Ред. Т.А. Широковой. - Новосибирск, 2006. - С. 41-45.

11. Соболева, Е.Л. Методика нивелирования IV класса с применением цифровых нивелиров / Е.Л. Соболева, А.Н. Теплых, М.С. Калинина // Сб. науч. тр. аспирантов и молодых ученых Сиб. гос. геодез. акад. / под общ. ред. Т.А. Широковой. - Новосибирск, 2006. - С. 46-50.

12. Соболева, Е.Л. Результаты производственных работ с применением цифрового нивелира / Е.Л. Соболева, А.Ю. Степанов, A.A. Ильин // ГЕО-Сибирь-2007. Т. 1. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Ч. 1: сб. материалов междунар. научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2007», 25-27 апр. 2007 г., Новосибирск.-Новосибирск: СГГА, 2007.-С. 179-183.

13. Соболева Е.Л. Методика нивелирования III класса с применением цифровых нивелиров / Е.Л. Соболева, А.Н. Теплых//Сб. науч. тр. аспирантов и молодых ученых Сиб. гос. геодез. акад. / под общ. ред. Т.А. Широковой. - Новосибирск, 2007.-С. 26-31.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Соболева, Екатерина Леонидовна

Введение.

1 Современное состояние вопроса выполнения высокоточного нивелирования.

1.1 Принципиальная схема создания высотной нивелирной в России (СССР).

1.2 Анализ способов выполнения высокоточного геометрического нивелирования с визуальным отсчитыванием.

1.3 Анализ способов высокоточного нивелирования при определении осадок и деформаций.

1.3.1 Геометрическое нивелирование короткими лучами.

1.3.2 Гидростатическое нивелирование.

1.3.3 Гидродинамическое нивелирование.

1.4 Анализ основных источников ошибок высокоточного геометрического нивелирования.

1.5 Постановка задач исследований.

2 Технологические особенности выполнения высокоточного нивелирования с визуальным отсчитыванием.

2.1 Анализ существующих программ наблюдений на станции при выполнении нивелирования I и II классов.

2.2 Влияние перемещений штатива на точность измерения превышения на станции.

2.3 Влияние изменения угла I на точность измерения превышения на Станции.

2.4 Влияние рефракции на точность измерения превышения на станции.

3 Разработка программ наблюдений на станции при выполнении высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами.

3.1 Особенности конструкции и выполнения нивелирования цифровыми нивелирами.

3.2 Требование к выполнению высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами.

3.3 Разработка программ наблюдений на станции при выполнении нивелирования I класса с применением цифровых нивелиров.

3.4 Методика исследования перемещения штатива и системы «костыль-рейка».

3.5 Влияние оседания штатива и изменения угла [ на результаты нивелирования I класса цифровыми нивелирами по программе С.

3.6 Влияние оседания штатива и изменения угла 1 на результаты нивелирования I класса цифровыми нивелирами по программе 0.

3.7 Программы наблюдений на станции при выполнении нивелирования II класса с применением цифровых нивелиров.

3.7.1 Влияние оседания штатива на результаты нивелирования.

3.7.2 Влияние изменения угла 1 на результаты нивелирования.

3.7.3 Влияние рефракции на нивелирование цифровыми нивелирами.

3.8 Исследование программы наблюдений на станции без получения контрольных превышений.

4 Разработка методики применения цифровых нивелиров для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования.

4.1 Разработка программ наблюдений на станции при определении осадок и деформаций.

4.2 Исследование влияния электромагнитных полей на геодезические приборы.

4.3 Разработка автоматизированной системы «цифровой нивелир -гидросистема» для определения осадок и деформаций.

4.4 Исследование программ на продолжительность наблюдений на станции.

4.5 Рекомендации к инструкции по нивелированию.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и совершенствование методики высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров"

Актуальность темы исследований. Государственная нивелирная сеть I и II классов является главной высотной основой страны. Она также предназначена для распространения единой системы высот на территории всей страны и является высотной основой всех топографических съемок и инженерно-геодезических работ, выполняемых для удовлетворения потребностей экономики, науки и обороны страны. Технология высокоточного нивелирования получила свое развитие в XVIII веке. В то время были разработаны следующие способы взятия отсчета по рейке:

1) способ нивелирования при перемещении пузырька уровня;

2) способ «трех нитей»;

3) способ наведения на штрих деления рейки.

В середине XX века был разработан способ «совмещения», который применяется до настоящего времени. С использованием данного способа нивелирования практически полностью во всех странах мира была развита высотная сеть. Данный способ нивелирования применялся также для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования.

Большой вклад в развитие высокоточного нивелирования внесли отечественные и зарубежные ученые, такие как Иордан В., Куккомяки Ф., Павлов H.A., Энтин И.И., Синягина В.И., Патова З.Ф., Пискунов М.Е., Карлсон A.A., Конопальцев И.М, Певнев А.К., Мещерский И.Н., Колмогоров В.Г., Жуков Б.Н., Павлив П.В., Иванов В.Г. и др.

Государственные нивелирные сети I и II классов создаются по специально разработанной технологии, которая включает в себя соответствующие схемы и программы работы на станции, способы нивелирования, предусматривает применение определенных приборов и устанавливает определенную точность выполнения работ. Нивелирование I класса выполняется с наивысшей точностью, которую можно получить, применяя современные приборы и методику наблюдений, позволяющие наиболее полно исключать систематические ошибки нивелирования. Все работы по созданию государственной нивелирной сети ведутся согласно действующей инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов, в которой изложены требования к выполнению данного вида работ.

Инструкция по нивелированию переиздавалась 3 раза: в 1974, в 1991 и 2004 годах. На основании данной инструкции контроль качества нивелирования выполняется по шести известным разностям d, а контроль взятия отсчетов на станции производится путем сравнения превышений, вычисленных по основной и дополнительной шкалам.

Развитие геодезического приборостроение привело к появлению новых приборов, предназначенных для выполнения нивелирования (в том числе и высокоточного), - цифровых нивелиров. В настоящее время цифровые нивелиры находят всё возрастающее применение в геодезическом производстве. Это привело к кардинальному изменению технологии нивелирования, так как данный вид приборов обладает рядом уникальных технических характеристик. В связи с этим применение цифровых нивелиров для нивелирования I и II классов требует проведения целого ряда исследований, включающих в себя разработку программ наблюдений на станции и исследования основных источников ошибок, присущих цифровому нивелированию. Это свидетельствует об актуальности диссертационной работы.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

4) разработана автоматизированная система «цифровой нивелир-гидросистема» для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

- разработана методика нивелирования I, II классов с применением цифровых нивелиров;

- разработана автоматизированная система определения осадок и деформаций с применением цифровых нивелиров.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является высокоточное нивелирование, предметом - методика высокоточного нивелирования I, II классов с применением цифровых нивелиров.

На защиту выносятся следующие основные положения: методика выполнения высокоточного нивелирования с применением новых средств - цифровых нивелиров; программы наблюдений на станции при нивелировании I и II классов;

- автоматизированная система определения осадок и деформаций с применением цифровых нивелиров.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались: на LUI международной научно-технической конференции «Современные проблемы геодезии и оптики», посвященной 70-летию СГГА (г. Новосибирск, 11-21 марта 2003 г.);

LIY научно-технической конференции преподавателей СГГА «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск, 19-23 апреля 2004 г.);

- II Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2006» (г. Новосибирск, 24-28 апреля 2006 г.);

- III Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2007» (г. Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.);

Реализация результатов работы. Разработанные программы наблюдений с участием автора применялись при определении осадок и деформаций гидротехнических сооружений Новосибирской ГЭС. Автором были даны методические рекомендации по выполнению высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров специалистам СГГА, проводившим работы на Западно-Суторминском и Спорышевском геодинамических полигонах. Также, высокоточный цифровой нивелир применялся при определении величины деформаций опытных образцов металлических конструкций в Новосибирском центре стандартизации метрологии и сертификации. Методика нивелирования с применением цифровых нивелиров внедрена в учебный процесс СГГА для студентов 2-4 курсов.

Объем и структура работы. Основной текст диссертации изложен на 187 страницах машинописного текста, содержит 69 рисунков и 24 таблицы, состоит из введения, четырех разделов, заключения и 1 приложения; список использованных источников содержит 112 наименований, в том числе 15 - на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Геодезия", Соболева, Екатерина Леонидовна

Заключение

Получены следующие основные научные результаты:

3) разработаны и исследованы программы наблюдений на станции при нивелировании I класса с применением цифровых нивелиров, которые позволяют обеспечить получение на станции четырех превышений; ослабить систематические ошибки при выполнении высокоточного нивелирования. Программы наблюдения на станции разработаны с целью выбора одной из них для данных условий измерений. Предлагаемые программы также исследованы на продолжительность наблюдений на станции, с целью определения программ наблюдения, содержащих наименьшее количество времени на производство отсчетов для повышения производительности труда.

4) разработаны программы наблюдений II класса на станции цифровыми нивелирами с целью получения на станции двух превышений и ослабления влияния перемещения штатива и угла \ на среднее превышение на станции;

5) на основание значительных улучшений технических характеристик современных нивелиров, разработаны новые допуски на выполнение нивелирования I и II классов;

6) разработаны программы наблюдений на станции при определении осадок и деформаций, в том числе с применением цифровых нивелиров. Необходимость постановки данного вопроса обусловлена тем, что до настоящего времени так и не появился общегосударственный нормативный документ по аналогии с [94], который бы детально регламентировал единые требования на выполнение инженерно-геодезического нивелирования;

7) выполнены исследования влияния рефракции на результаты нивелирования. Выполненные исследования показали, что при выполнении высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров наблюдается гораздо меньшее влияние рефракции на отсчеты по рейкам, чем при выполнении нивелирования приборами с оптическим микрометром;

8) выполнены исследования влияния электромагнитных полей на геодезические приборы. Исследованиями установлено, что в условиях влияния сильных электромагнитных полей целесообразнее применять оптические геодезические приборы, снабженные цилиндрическим уровнем. При применении приборов, снабженных компенсаторами, их необходимо устанавливать на значительном расстоянии от источника этих полей;

9) разработана автоматизированная система «цифровой нивелир-гидросистема» для определения осадок и деформаций инженерных сооружений и оборудования. Данная система позволяет определять осадку и деформацию оборудования при переменных режимах работы этого оборудования, а также увеличить диапазон измеряемых осадок и деформаций;

10) исходя из результатов исследований, нами рекомендуется внести изменения и дополнения в существующую инструкцию по выполнению высокоточного нивелирования; изменения приведены в тексте диссертации по аналогии с текстом инструкции.

11) проведена апробация предложенных методик для высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров. Разработанные программы наблюдений с участием автора применялись при определении осадок и деформаций гидротехнических сооружений Новосибирской ГЭС. Автором были даны методические рекомендации по выполнению высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров специалистам СГГА, проводившим работы на Западно-Суторминском и Спорышевском геодинамических полигонах. Также, высокоточный цифровой нивелир применялся при определении величины деформаций опытных образцов металлических конструкций в Новосибирском центре стандартизации метрологии и сертификации. Методика нивелирования с применением цифровых нивелиров внедрена в учебный процесс СГГА для студентов 2 — 4 курсов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Соболева, Екатерина Леонидовна, Новосибирск

1. Пискунов, М. Е. Справочник геодезиста. В 2-х кн. Кн. 2./ М.Е.Пискунов.- М.:Недра, 1985.- 440 с.

2. Иордан, В. Руководство по высшей геодезии. Т.П. Прецизионное и тригонометрическое нивелирование / В. Иордан, О. Эггерт, М. Кнейсель.-М.:Госгеолтехиздат, 1963.- 263 с.

3. Энтин, И. И. Высокоточное нивелирование / И. И. Энтин. Труды ЦНИИГАиК.- М.,1956.- Вып. 111.- 339 с.

4. Нивелирование I и II классов : практ. руководство.- М.: Недра, 1982.264 с.

5. Пискунов, М. Е. Методика геодезических наблюдений за деформациями сооружений / М. Е. Пискунов. М.: Недра, 1980.-248 с.

6. Михелев, Д. Ш. Геодезические измерения при изучении деформаций крупных инженерных сооружений / Д. Ш. Михелев, И. В. Рунов, А. И. Голубцов. -М.: Недра, 1977. 152 с.

7. Ганынин В. Н. Измерение вертикальных смещений сооружений и анализ устойчивости реперов / В. Н. Ганынин и др. М.: Недра, 1981.-215 с.

8. Бублик, В. Е. Способ определения влияния неоднородностей атмосферы при дифракционных створных измерениях / В. Е. Бублик, Е. Б. Клюшин // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. — 1983. № 5.- С. 49-52.

9. Дворецкий, Н. П. Вертикальное проектирование при геодезическом обеспечении строительства реакторных отделений АЭС / Н. П. Дворецкий // Энергетическое строительство. 1982. - № 9. - С. 53-55.

10. Дворецкий, Н. П. Исследование точности угловых измерений в условиях строительства АЭС / Н. П. Дворецкий // Энергетическое строительство. 1982. - № 5. - С. 70-71.

11. Ямбаев, X. К. Геодезический контроль прямолинейности и соосности в строительстве / X. К. Ямбаев. М.: Недра, 1986. - 263 с.

12. Вшивков, В. Ф. Безреечный способ геометрического нивелирования / В. Ф. Вшивков, В. А. Карпенко, Н. А. Громыко // Геодезия и картография. -1980 -№ 1.-С. 27-28.

13. Жуков, Б. Н. Определение центровок роторов турбоагрегатов геометрическим нивелированием / Б. Н. Жуков, Г. А. Уставич // Геодезия и картография,- 1977 № 7. - С. 25-30.

14. Карлсон, А. А. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами / А. А. Карлсон. М.: Энергия, 1980.

15. Уставич, Г. А. Геодезические работы при строительстве и эксплуатации крупных энергетических объектов / Г. А. Уставич, Г. Д. Костина. -М.: Недра, 1983.-130 с.

16. Schöne J. Fehlereinflüsse bei Messungen mit selbsthorizontierenden Nivellierinstrumenten und deren Aufhebung durch entsprechende Meseverfahren. «Vermessumgstechnik», 1962, 10, №8, (РЖ, 1963, 1.52.202)

17. RabeG. Untersuchungsmessungen mit dem Kompensatornivellierinstrument Koni 007 des VEB Carl Zeiss Jena. «Vermessumgstechnik», 1963, 11, №9, (РЖ, 1964,4.52.162)

18. Bliss W. Vergleichende Untersuchungen von Nivellementsverfahren für des Kompensator Nivellierinstrument Modell 5190 der Fa. Salmoiraghi, Mailand. «Vermessumgstechnik», 1962, 10, №6, (РЖ, 1963, 1.52.203)

19. Liefeidt D. Vergleichende Untersuchung von Nivellementsverfahren mit Libellen Präzisionsnivellierinstrumenten. «Vermessumgstechnik», 1962, 10, №6, (РЖ, 1963, 1.52.204)

20. Соколов, Ю. Г. О демпфировании колебаний зрительных труб прецизионных нивелиров Ю. Г. Соколов // Сб. науч. тр. Томского инженерно-строит, института. 1971. - № 17. — С. 75-78.

21. Нестеренок, В. Ф. О пассивной защите геодезических приборов от вибрации / В. Ф. Нестеренок // Геодезия и картография. 1985. - № 9. - С. 2932.

22. Применение стробоскопического эффекта для повышения точности геодезических измерений в условиях вибрации / Ю. В. Кирьянов и др.// Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэросъемкака. 1985. - № 1. - С. 122-126.

23. Кушнарев, А. Д. О жидкометаллическом нивелире / А. Д. Кушнарев // Геодезия и картография. 1987. - № 2. -С. 27-30.

24. Васютинский, И. Ю. Гидронивелирование / И. Ю. Васютинский. М.: Недра, 1983.- 179 с.

25. А.с. № 169542, МКИ в 01 С5/04. Способ гидронивелирования / Г.А.Уставич. Бюл. № 21. - 1990.

26. А.с. 731287 (СССР), МКИ в 01 С5/04. Система Гидродинамического нивелира / Л.Н.Баранов, М.С.Мулюков, Н.В.Кудрин, В.А.Попов. -. Бюл. № 16.1980.

27. А.с. 1044975 (СССР), МКИ в 01 С5/04. Способ гидродинамического нивелирования / Р. А. Мовсесян, А. М. Бархударян, П. В. Амбарцумян. -Заявл. 11.12.81; опубл. 30.09.83, Бюл. № 36.- 1983.

28. А.с. 546777 (СССР), МКИ в 01 С5/04. Способ гидродинамического нивелирования / А.А.Мартиросян, Р.А.Мовсесян, И.А.Таплашвили, Г.А.Бабаян (СССР).-Бюл. № 6.- 1977.

29. Бархударян, А. М. Применение метода гидродинамического нивелирования при монтажных работах /А. М. Бархударян, А. Г. Бегларян, П. В. Амбарцумян // Геодезия и картография.- 1983. -№ 9.- С.17-19.

30. Мовсесян, Р. А. Теоретические основы метода гидродинамического нивелирования / Р. А. Мовсесян, А. М. Бархударян // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1976. - №1. - С. 10-14.

31. Уставич, Г. А. Система гидронивелирования с запиранием жидкости / Г. А. Уставич // Геодезия и картография. 1989. - № 6.- С. 18-21.

32. А.с.' 1075075 (СССР), МКИ в 01 С5/04. Гидродинамический нивелир / А. М. Бархударян, А. Г. Бегларян , П. В. Амбарцумян.- Заявл. 28.01.83; опубл. 23.02.84, Бюл., № 7.- 1984.

33. Уставич, Г. А. Двойная гидродинамическая система /Г. А. Уставич // Геодезия и картография.- 1994.- №9.- С. 17-19

34. Г.А.Уставич, Г. А. Исследование точности нивелирования двойной гидродинамической системой / Г. А. Уставич, А. М. Олейник, Ю. Е. Качугин // Геодезия и картография.- 2000.- № 6.- С. 21-23.

35. Мещерский, И. Н., Энтин И.И. Ошибки нивелирования вызванные применением инварных реек / И. Н. Мещерский, И. И. Энтин // Труды ЦНИИГАиК.- 1962.-Вып. 147.

36. Павлив, П. В. Учет влияния рефракции на результаты нивелирования 1-го и 2-го классов по колебаниям изображений / П. В. Павлив // Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- Львов, 1978.- № 28.- С. 96 -100.

37. Патова, 3. Ф. Некоторые усовершенствования в методике высокоточного нивелирования / 3. Ф. Патова // Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- Львов, 1971.- Вып.13.- С. 78 84.

38. Патова, 3. Ф. Исследование влияния тепловых воздействий на нивелир многократным определением угла i / 3. Ф. Патова // Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- Львов,1973.- Вып.18.- С. 57-65.

39. Синягина, В. И. Точное нивелирование / В. И. Синягина // Геодезия. Итоги науки, 1965.- С. 39 73.

40. Eger R. Untersuchung des Einflusses der Refraktion beim Feinnivellement mit Kompensator-Nivellierinstrumenten. «Vermessungstechnik», 1962,10, № 6 (РЖ, 1963, 1.52.205)

41. Hase R. Bestimmung der Refraktion bodennaher Luftschichten. «Optik»,1958, 14 № 10 (РЖАстр, 1959, №2, 1565)

42. Csatkai D. Gondolatok a szintezesi refrakciorol. «Geod. 6s kartogr.», 1960, 12, №4, 1961, 13, №1 (РЖ, 1961, 6Г 222, 7Г 190).

43. Hönyi E. Vizsgälatok a szintezesi refrakciöhiba csökkentesere. «Geod. ös kartogr.», 1961, 13, № 14 (РЖ, 1962, 5Г 156)

44. Stevanovic J. Sistematski uticaj nivelmanske refrakcije odredivanje veliäina V i С u Kukkamakijevoj jednaeini. «Zb. Geod.inst. Univ. Blogradu», 1958, №1, (РЖ, 1963, 10.52.206)

45. Entin I. I. Main systematic errors in precise leveling. «Bull. Geod.», 1959, №52 (РЖ, 1961, 5Г 175)

46. Haack R. Untersuchungen von Feinnivellements. «Allgem. Vermessungs — Nachr.», 1957, № 10 (РЖАстр, 1959, №1, 747)

47. Kneissl M. Internationale Fehlergrenztn fur Nivellements hoher Genauigkeit. «Bull, geod.», 1959, №52, (РЖ, 1961, 4Г 181)

48. Strusinski H. On the vertical differential refraction and the influence of temperature on a leveling instrument in short-range observations. «Bull, geod.»,1959, №52, (РЖ, 1961, 5Г 176)

49. Schöne J. Untersuchungen über gleichzeitige Beobachtungen mit Kompensatornivellier und Libellennivellier beim Feinnivellement. «Vermessumgstechnik», 1963, 11,№4,(РЖ, 1964, 1.52.207)

50. Edge R.C. Some considerations arising from the results of the second and third geodetic levellings of England and Wales. «Bull, geod.», 1959, №52, (РЖ, 1961, 4Г 185)

51. Иванов, В. Г. Влияние угла i на результаты нивелирования / В. Г. Иванов // Геодезия и картография.- 1983.- № 9.- С. 19-22.

52. Иванов, В. Г. Тепловое воздействие исполнителя на нивелир // Геодезия и картография.- 1998.- № 8.- С. 19-23.

53. Мещерский, И. Н. Об ошибках высокоточного нивелирования // Геодезия и картография.- 1987.- № 7.- С. 48 52.

54. Иванов, В. Г. Об одном из главных источников ошибок точного и высокоточного нивелирования / В. Г. Иванов // Геодезия и картография.- 1998.-№4.- С. 21-26.

55. Иванов, В. Г. Разделение линий нивелирования I класса относительно меридиана /В. Г. Иванов // Геодезия и картография.- 2003.- № 5.- С.17 21.

56. Геод и карт. 2003 № 6. В.Г. Иванов, В. Г. Разделение линий нивелирования I класса по широтному признаку / В. Г. Иванов // Геодезия и картография.- 2003.- № 6.- С. 11-16.

57. Мещерский, И. Н. Точное нивелирование И. Н. Мещерский // Итоги науки и техники. Сер. Геодезия и аэросъемка 1973.- Т.8.- 134с.

58. Геодезия и картография 1975г., № 6. Уставич, Г. А. Об опыте исследования влияния рефракции на результаты точного нивелирования / Г. А. Уставич // Геодезия и картография.- 1975.- № 6.- С.11 12.

59. Пискунов, М. Е. Справочник геодезиста. В 2-Х кн. Кн. 2. Нивелирование.-М.: Недра, 1975.61 Пандул, И. С. О причинах возникновения электрооптическойрефракции / И. С. Пандул // Геодезия и картография.- 1998. № 8. - С. 15 - 18.

60. Кочетов, Ф. Г. Физические поля и точность геодезических измерений, работ, усовершенствовать конструкции приборов / Ф. Г. Кочетов // Геодезия и картография.- 2002.- № 7.- С. 6 9.

61. Кочетов, Ф. Г. Исследование чувствительности нивелиров с компенсаторами к магнитным полям / Ф. Г. Кочетов, Ю. С. Гусев, Э. Ф. Кочетова // Геодезия и картография.-2001№ 3 С.11-15.

62. Кочетова, Э. Ф. Взаимодействие магнитного поля Земли (МПЗ) с конструктивными элементами нивелиров с компенсаторами / Э. Ф. Кочетова // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.- 2002.- № 2.- С. 78 88.

63. Брайт, П. И. Геодезические методы измерения деформаций оснований и сооружений / П. И. Брайт.- М.: Недра, 1965.- 116 с.

64. Мещерский, И. Н. О последовательности отсчетов на станции при высокоточном нивелировании / И. Н. Мещерский // Геодезия и картография. -1978.- №6.- С. 32-34.

65. Энтин, И. И. Анализ результатов нивелирования I и II классов / И. И. Энтин // Тр. ЦНИИГАиК.- 1960.- Вып. 135.

66. Патова, 3. Ф. Оптимальная программа наблюдений на станции при высокоточном нивелировании / 3. Ф. Патова // Геодезия, картография и аэрофотосъемка.-1975.- Вып.21.- С. 38-43.

67. Труды ЦНИИГАиК.- М.: ГУГСК НКВД, 1937.- Вып. 23.

68. Яковлев, Н. В. Высшая геодезия: учебник для вузов / Н. В. Яковлев.-М.: Недра, 1989 .-445с.

69. Колмогоров, В. Г. Современная геодинамика Сибири (погеодезическим и геолого-геофизическим данным): дис.д-ра техн. наук /

70. Колмогоров В. Г. Новосибирск, 1996.- 257 с.

71. Колмогоров В.Г. Современная кинематика земной поверхности юга Сибири / В.Г. Колмогоров, П.П. Колмогорова — Новосибирск: «Наука» Сибирское отделение. 1990. - 153 с.

72. Певнев, А К. О составлении карт современных вертикальных движений земной коры / А. К. Певнев // Геодезия и картография.- 1993.- № 6.-С. 19-25.

73. О движении земной поверхности на территории Гармского геодинамического полигона А. К. Певнев и др. // Современные движения земной коры. Теория, методы, прогноз М: Наука, 1980 - с. 179-184

74. Певнев, А. К. Гидротермические движения земной поверхности и их влияние на выводы о современных движениях земной коры / А. К. Певнев // Соврем, движения земной коры,- М.: АН СССР, 1963.- Вып. 1. (РЖ,1964, 4.52.204)

75. Изотов, А. А. О геодезических методах изучения земной коры А. А. Изотов //Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1963.- Вып. 17.- С. 5 - 10.

76. Инструкция по нивелированию I II III IV классов. ГКИНП(ГИТА) -03-010-03.2004.- М.: ЦНИИГАиК,2004.- 226 с.

77. Соболева, Е. Л. Анализ существующих программ нивелирования на станции при использовании цифровых нивелиров / Е. Л. Соболева // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. науч. ст. Новосибирск: СГГА, 2006.-С. 38 -44.

78. Соболева Е.Л. Методика нивелирования III класса с применением цифровых нивелиров / Е.Л. Соболева, А.Н. Теплых // Сб. науч. тр. аспирантов и молодых ученых Сиб. гос. геодез. акад. / под общ. Ред. Т.А. Широковой. -Новосибирск, 2007. С. 26 - 31.

79. Шалыгина, Е. Л. Влияние перемещения штатива и изменения угла \ на результаты высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами / Е. Л. Шалыгина // Геодезия и картография. — 2005. № 5. - С. 15-17.

80. Соболева, Е. Л. Совершенствование технологии нивелирования П класса с использованием цифровых нивелиров / Е.Л. Соболева // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. науч. ст. / СГГА. — Новосибирск, 2006. С. 33 -38.

81. Уставич, Г. А. О совершенствовании технологий нивелирования / Г.А. Уставич // Геодезия и картография.- 2005.- № 3.- С. 11-13.

82. Уставич, Г. А. Технология выполнения высокоточного нивелирования цифровыми нивелирами / Г. А. Уставич // Геодезия и картография.- 2006.- № 2.-С.З 6.

83. Уставич, Г. А. Разработка и совершенствование технологии государственного нивелирования 1,11,III и IV классов / Г. А. Уставич, В. Ф. Шаульский, О. И. Винокурова // Геодезия и картография.- 2003.- № 7.- С. 10 — 15; 2003.-№ 8.- С. 5- 11.

84. Разработка и совершенствование технологии инженерно-геодезического нивелирования / Г. А. Уставич, С. В. Демин, Е. Л. Шалыгина, Я. Г. Пошивайло // Геодезия и картография.- 2004.- № 7.- С. 6 13.

85. Жуков, Б. Н. Геодезический контроль инженерных объектов промышленных предприятий и гражданских комплексов: учеб. пособие / Б. Н. Жуков, А. П. Карпик.- Новосибирск: СГГА, 2006.- 148 с.

86. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. М.: Недра, 1991.- 167 с.

87. Методические указания по организации и проведению наблюдений за осадками фундаментов и деформациями зданий и сооружений строящихся и эксплуатирующихся тепловых электростанций. РД 34.21.322-94. М.: Оргрэс, 1997.-63 с.

88. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами. — М.: Энергия, 1980.-200с.

89. Руководство по наблюдениям за деформациями оснований фундаментов зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1985. 160 с.

90. Геодезические методы измерения вертикальных смещений и анализ устойчивости реперов / В. Н. Ганынин и др. М.: Недра, 1991. - 272 с.

91. Геодезические методы исследования деформаций сооружений / А. К. Зайцев и др.- М.: Недра, 1991.-270 с.

92. Жарников, В. Б. Геодезическое обеспечение эксплуатации промышленных предприятий / В. Б. Жарников, Б. Н. Дьяков, Б. Н. Жуков.- М.: Недра, 1992.- 160 с.

93. Жарников, В. Б. О классах геометрического нивелирования для контроля деформация / В. Б. Жарников, Б. Н. Жуков // Геодезия и картография.- 1990.- № 9.- С. 22 26.

94. Жуков, Б. Н. Предложения о создании единой инструкции по нивелированию для инженерно-геодезических работ / Б. Н. Жуков, Н. Б. Жуков // Геодезия и картография. 1998. - № 8. - С. 22—26.

95. Карлсон, А. А. Измерение деформаций гидротехнических сооружений / А. А. Карлсон. М.: Недра, 1984. — 244 с.

96. Карлсон, А. А. О классификации точного нивелирования короткими лучами А. А. Карлсон // Геодезия и картография. 1993. - № 6. — С. 11-13.

97. Нестеренок, В. Ф. О нормировании точности геометрического нивелирования для измерения деформаций / В. Ф. Нестеренок // Геодезия и картография. 1992. - №3. - С. 16-18.

98. Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1975. 142 с.

99. Кметко, И. Н. Влияние электромагнитного поля ЛЭП на результаты геометрического нивелирования / И. Н. Кметко, И. С. Пандул, В. О. Литинский //Геодезия и картография—1984 -№1— С.27—29.

100. Кочетов, Ф. Г. Установка для исследования влияния постоянных магнитных полей на геодезические приборы Ф. Г. Кочетов, Ю. С. Гусев // Геодезия и картография.-2002.- №10 — С.14-17.

101. Влияние электромагнитных полей на инженерно-геодезические работы / Г. А. Уставич, Я. Г. Пошивайло, Е. Л. Соболева, М. С. Калинина // Геодезия и картография. 2005. - № 11. - С. 28-30.

102. Уставич, Г. А. Разработка многоуровенной двойной гидродинамической системы / Г. А. Уставич, A. М. Олейник, Е. Л. Шалыгина // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2004. - № 1. - С. 40 - 53.

Информация о работе

Соболева, Екатерина Леонидовна
кандидата технических наук
Новосибирск, 2008
ВАК 25.00.32

Диссертация

Разработка и совершенствование методики высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы