«Нивелирование»

— совокупность действий, посредством которых определяют разность высот двух или многих точек земной поверхности. Высота точки считается по отвесной линии между уровенными поверхностями; если счет ведется от среднего уровня океана, то высота называется абсолютной (причем для точек выше уровня океана принимается со знаком +, а для точек ниже уровня океана со знаком —), если же счет ведется от уровенной поверхности, проходящей через другую точку, то высота называется относительной; понятно, что относительные высоты представляют разности абсолютных высот соответствующих точек. Н. служит вообще для определения высот относительных, но если в числе избранных одна точка лежит у берега океана, то последовательным сложением разностей высот легко вывести и абсолютные высоты. Существует три способа Н.: 1) нивелиром и рейками, по которым высоты отсчитывают непосредственно (топографическое, или геометрическое, Н.), 2) угломерным инструментом, посредством измерения углов наклонения визирных линий с одной точки на другую (геодезическое, или тригонометрическое, Н.) и 3) при помощи барометра (см. Барометрическое Н.). Простейшее Н. при помощи ватерпаса описано в статье Ватерпас. Более точное достигается нивелиром — прибором, посредством которого можно визировать по горизонтальному направлении. Нивелиры делаются весьма разнообразного устройства, но в сущности, состоят всегда из трех главных частей: зрительной трубы, уровня и штатива с треногой. На прилагаемом чертеже изображен нивелир, служащий у нас в России для точного Н.

Зрительная труба с увеличением около 25 раз имеет на теле два равных и тщательно выточенных кольца, называемых цапфами; обе цапфы должны составлять поверхность одного кругового цилиндра. Труба этими цапфами лежит в углублениях двух вертикальных стоек, или лагеров, привинченных к подставке, снабженной вертикальной осью, которая свободно вращается в коническом отверстии треножки (треножника) с тремя подъемными винтами. Треножка ставится на головку штатива. Зрительная труба может свободно вращаться в лагерах около своей геометрической оси и перекладываться в них противоположными цапфами; вращая же подставку около вертикальной оси, трубу легко наводить по разным направлениям. Уровень в прочной медной оправе привинчен непосредственно к телу трубы при помощи особых кольцеобразных обоймиц. Перед употреблением надо убедиться: 1) что оптическая ось трубы (прямая, проходящая через оптический центр объектива и пересечение средних нитей в окуляре) совпадает с ее геометрической осью (прямой, соединяющей центры цапф), 2) что ось уровня параллельна геометрической оси трубы и 3) что ось уровня перпендикулярна вертикальной оси вращения инструмента. Эти три условия достигаются небольшими перемещениями составных частей нивелира, при помощи так называемых исправительных винтов. При каждом нивелире имеются рейки, т. е. деревянные бруски, длиной от 2 до 4 метров, с поперечным сечением в 3—5 стм. Одна или две противоположные стороны рейки представляют шкалу, разделенную на мелкие части, окрашенные в яркие цвета, так чтобы их легко было отсчитывать издали в зрительную трубу; деления подписываются цифрами, начиная от 0, располагаемого внизу. Для прочности установки рейки над любой точкой местности под нее кладется чугунный или железный башмак, снабженный шипами и шаровидной головкой; шипы углубляются в землю, а на головку ставится рейка своим нижним концом, имеющим полушаровое углубление. Самое Н. заключается в следующем: нивелир ставится на штатив посередине между двумя избранными точками, на которых держат в отвесном положении рейки. После приведения трубы в горизонтальное положение наблюдатель визирует последовательно на заднюю и переднюю рейки и отсчитывает деления, приходящиеся против горизонтальной нити в окуляре; разность отсчетов дает разность высот или относительное превышение одной точки над другой. Такой прием называется простым H. и применяется только на близких расстояниях. Если же данные точки находятся в столь значительном удалении, что они не видны с одной промежуточной, то применяют сложное Н., состоящее в последовательном повторении простого от одной точки к другой. Все отсчеты записываются в полевой журнал, по которому легко затем вычислить относительное превышение любых точек, на которых стояли рейки. Скорость и точность Н. зависят от устройства прибора, оптической силы зрительной трубы и достоинства реек. Новейшими нивелирами проходят в один рабочий день до 10 км (устанавливая рейки через 100 м) и определяют разность высот с точностью до ╠ 0,002 м на 1 км. Но такая точность требуется только для научных работ и для определения высот основных точек, закладываемых в долговечные каменные сооружения (нивелирные парки). Для практических же целей, при изыскании дорог, проведении каналов, осушки болот и т. п., Н. производится с меньшей точностью, но зато с большей скоростью. В цивилизованных государствах стараются определить абсолютные высоты сети точек, расположенных более или менее равномерно по всему пространству территории, с тем, чтобы для всех практических требований можно было начинать от них другие Н. Основные точки избираются по течению главных рек и по жел. дорогам. Вопрос о точных Н. возбужден впервые в 1864 г. на первой конференции среднеевропейского градусного измерения (ныне международный геодезический союз), и теперь вся Европа покрыта уже сетью нивелирных линии, общая длина которых достигает 100000 км. Точное определение высот в России началось с 1871 г. и производится чинами корпуса военных топографов. В настоящее время в Европейской России определено более 1000 точек, и длина нивелирных линий составляет около 12000 верст. См. "Каталог высот русской нивелирной сети" полк. Рыльке (СПб., 1894). Если точки земной поверхности недоступны или очень удалены, то высоты их определяются по наблюдениями вертикальных углов из других точек по способу, известному в геометрии под названием определения неприступных высот. Это геодезическое Н. применяется на съемках, на триангуляциях и при определении высот неприступных горных вершин; оно менее точно, чем выше объясненный способ топографического нивелирования, но зато производится гораздо скорее.

В. Витковский.

определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки («нуля высот») или над уровнем моря. Н. — один из видов геодезических измерений, которые производятся для создания высотной опорной геодезической сети (См. Опорная геодезическая сеть) (т. е. нивелирной сети (См. Нивелирная сеть)) и при топографической съёмке (см. Топография), а также в целях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений, железных и шоссейных дорог и т.д. Результаты Н. используются в научных исследованиях по изучению фигуры Земли, колебаний уровней морей и океанов, вертикальных движений земной коры и т.п.

По методу выполнения Н. различают: геометрическое, тригонометрическое, барометрическое, механическое и гидростатическое Н. При изучении фигуры Земли высоты точек земной поверхности определяют не над уровнем моря, а относительно поверхности Референц-эллипсоида и применяют методы астрономического или астрономо-гравиметрического нивелирования (См. Астрономо-гравиметрическое нивелирование).

Геометрическое Н. выполняют путём визирования горизонтальным лучом трубой Нивелира и отсчитывания высоты визирного луча над земной поверхностью в некоторой её точке по отвесно поставленной в этой точке рейке с нанесёнными на ней делениями или штрихами (см. Геодезические инструменты).Обычно применяют метод Н. из середины, устанавливая рейки на башмаках или колышках в двух точках, а нивелир — на штативе между ними (рис. 1). Расстояния от нивелира до реек зависят от требуемой точности Н. и условий местности, но должны быть примерно равны и не более 100—150 м. Превышение h одной точки над другой определяется разностью отсчётов а и b по рейкам, так что h=a - b. Так как точки, в которых установлены рейки, близки друг к другу, то измеренное превышение одной из них относительно другой можно принять за расстояние между проходящими через них уровенными поверхностями (См. Уровенная поверхность). Если геометрическим Н. определены последовательно превышения между точками А и В, В и С, С и D и т.д. до любой удалённой точки К, то путём суммирования можно получить измеренное превышение точки К относительно точки А или исходной точки О, принятой за начало счёта высот. Уровенные поверхности Земли, проведённые на различных высотах или в различных точках земной поверхности, не параллельны между собой. Поэтому для определения нивелирной высоты (См. Нивелирная высота) точки К необходимо измеренное превышение относительно исходной точки О исправить поправкой, учитывающей непараллельность уровенных поверхностей Земли.

Физический смысл геометрического Н. состоит в том, что на перемещение единицы массы на бесконечно малую высоту dh затрачивается работа dW=— gdh, где g —ускорение силы тяжести. Применительно к Н. от исходной точки О до текущей точки К можно написать

где W_O и W_k — потенциалы силы тяжести в этих точках, а интеграл вычисляется по пути Н. между ними (полученную по этой формуле величину называют геопотенциальной отметкой). Т. о., Н. можно рассматривать как один из способов измерения разности потенциалов силы тяжести в данной и исходной точках.

Исходную точку Н., или начало счёта нивелирных высот, выбирают на уровне моря. Нивелирную высоту h над уровнем моря определяют по формуле

где γ_m — некоторое значение ускорения силы тяжести, от выбора которого зависит система нивелирных высот. В СССР принята система нормальных высот, отсчитываемых от среднего уровня Балтийского моря, определённого из многолетних наблюдений относительно нуля футштока в Кронштадте.

В зависимости от точности и последовательности выполнения работы по геометрическому Н. подразделяются на классы. Государственная нивелирная сеть СССР строится по особой программе и делится на 4 класса. Н. I класса выполняют высокоточными нивелирами и штриховыми инварными рейками по особо выбранным линиям вдоль железных и шоссейных дорог, берегов морей и рек, а также по др. трассам, важным в том или ином отношении. По линиям Н. I класса средняя квадратичная случайная ошибка определения высот не превышает ±0,5мм, а систематическая ошибка всегда менее ±0,1 мм на 1 кмхода. В СССР Н. I класса повторяют не реже, чем через 25 лет, а в отдельных районах значительно чаще, чтобы получить данные о возможных вертикальных движениях земной коры. Между пунктами Н. I класса прокладывают линии Н. II класса, которые образуют полигоны с периметром 500—600 км и характеризуются средней квадратичной случайной ошибкой около ±1 мм и систематической ошибкой ±0,2 ммна 1 км хода. Нивелирные линии III и IV классов прокладываются на основе линий высших классов и служат для дальнейшего сгущения пунктов нивелирной сети. Для долговременной сохранности нивелирные пункты, выбираемые через каждые 5—7 км, закрепляются на местности Реперами или марками нивелирными (См. Марка нивелирная), закладываемыми в грунт, стены каменных зданий, устои мостов и т.д.

Тригонометрическое Н., часто называемое геодезическим Н., основано на простой связи угла наклона визирного луча, проходящего через две точки местности, с разностью высот этих точек и расстоянием между ними. Измерив Теодолитомв точке А угол наклона ν визирного луча, проходящего через визирную цель в точке В, и зная горизонтальное расстояние s между этими точками, высоту инструмента l и высоту цели а (рис. 2), разность высот h этих точек вычисляют по формуле:

h = stgν + l - a.

Эта формула точна только для малых расстояний, когда можно не считаться с влиянием кривизны Земли и искривлением светового луча в атмосфере (см. Рефракция). Более полная формула имеет вид:

h =stgν + l - a + (1 -k) s²/2R,

где R — радиус Земли как шара и k—коэффициент рефракции.

Тригонометрическим Н. определяют высоты пунктов триангуляции (См. Триангуляция)и полигонометрии (См. Полигонометрия). Оно широко применяется в топографической съёмке. Тригонометрическое Н. позволяет определять разности высот двух значительно удалённых друг от друга пунктов, между которыми имеется оптическая видимость, но менее точно, чем геометрическое Н. Точность его результатов в основном зависит от трудно учитываемого влияния земной рефракции.

Барометрическое Н. основано на зависимости давления воздуха от высоты точки над уровнем моря (см. Барометрическая формула). Давление воздуха измеряют Барометром. Для вычисления высоты в измеренное давление вводят поправки на влияние температуры и влажности воздуха. Барометрическое Н. широко применяют в географических и геологических экспедициях, а также при топографической съёмке труднодоступных районов. При благоприятных метеорологических условиях погрешности определения высоты не превышают 2—3 м.

Механическое Н. выполняют установленным на велосипеде или автомашине нивелир-автоматом, позволяющим автоматически вычерчивать профиль местности и измерять расстояние по пройденному пути. В нивелир-автоматах вертикаль задаётся тяжёлым Отвесом, а расстояние фиксируется фрикционным диском, связанным с колесом велосипеда. Электромеханический нивелир-автомат монтируется на автомашине и позволяет определять не только разность высот смежных точек и расстояние между ними на соответствующих счётчиках, но и профиль местности на фотоленте.

Гидростатическое Н. основано на том, что свободная поверхность жидкости в сообщающихся сосудах находится на одном уровне. Гидростатический нивелир состоит из двух стеклянных трубок, вставленных в рейки с делениями, соединённых резиновым или металлическим шлангом и заполненных жидкостью (вода, диметилфталат и т.п.). Разность высот определяют по разности уровней жидкости в стеклянных трубках, причём учитывают различие температуры и давления в различных частях жидкости гидростатического нивелира. Погрешности определения разности высот этим методом составляют 1—2 мм. Гидростатическое Н. применяют для непрерывного изучения деформаций инженерных сооружений, высокоточного определения разности высот точек, разделённых широкими водными преградами, и др.

Астрономическое и астрономо-гравиметрическое Н. применяют для определения высот Геоида или квазигеоида над референц-эллипсоидом. Путём сравнения астрономических широт и долгот точек земной поверхности с их геодезическими широтами и долготами сначала находят составляющие отклонения отвеса (См. Отклонение отвеса) в плоскостях меридиана и первого вертикала в каждой из этих точек. По этим составляющим вычисляют отклонения отвеса θ в вертикальных плоскостях, проходящих через точки А и В, В и С и т.д., и тем самым получают углы наклона геоида относительно референц-эллипсоида в этих плоскостях. Выбирая точки АиВ, ВиСи т.д. настолько близко друг к другу (рис. 3), чтобы изменение отклонений отвеса между ними можно было считать линейным, разность высот Δζ в смежных точках вычисляют по формуле

Зная высоту геоида в исходном пункте Н. и суммируя найденные приращения высот, получают высоту геоида в любом исследуемом пункте. Складывая же высоту геоида с ортометрической высотой, получают высоту точек земной поверхности над референц-эллипсоидом. Отклонения отвеса меняются от пункта к пункту линейно только при малых расстояниях между ними, так что астрономическое Н, требует густой сети астрономо-геодезических пунктов и поэтому невыгодно.

В СССР влияние нелинейной части уклонений отвеса учитывается по гравиметрическим данным. В этом случае астрономическое Н. превращается в астрономо-гравиметрическое Н., которое позволяет определять высоты квазигеоида и широко применяется в исследованиях фигуры и гравитационного поля Земли.

Историческая справка. Н. возникло в глубокой древности в связи со строительством оросительных каналов, водопроводов и т.п. Первые сведения о водяном нивелире связывают с именами римского архитектора Марка Витрувия (1 в. до н. э.) и древнегреческого учёного Герона Александрийского (1 в. н. э.). Дальнейшее развитие методов Н. связано с изобретением зрительной трубы (конец 16 в.), барометра — Э. Торричелли (1648), сетки нитей в зрительных трубах — Ж. Пикаром(1669), цилиндрического уровня — английским оптиком Дж. Рамсденом (1768).

В созданной Петром I оптической мастерской в 1715—25 И. Е. Беляев изготовлял различные приборы, включая и ватерпасы с трубой, т. е. нивелиры. В 18 в. высоты пунктов в России определяли барометром, а с начала 19 в. стали применять тригонометрическое Н. Под руководством В. Я. Струве в 1836—37 тригонометрическим Н. были определены разность уровней Азовского и Чёрного морей и высота г. Эльбрус. Метод геометрического Н. впервые был широко использован в 1847 при инженерных изысканиях Суэцкого канала. Первые применения геометрического Н. в России в 19 в. также были связаны со строительством водных и сухопутных путей сообщения.

В 1871 Военно-топографический отдел Главного штаба России начал работы по созданию нивелирной сети страны, а в 1913 приступил к выполнению Н. высокой точности. Русские геодезисты С. Д. Рыльке, Н. Я. Цингер, И. И. Померанцев и др. своими исследованиями внесли большой вклад в развитие теорий и методов нивелирных работ. В СССР нивелирные работы интенсивно развивались в связи с решением различных народнохозяйственных и инженерно-технических задач. По результатам повторных нивелировок определены скорости современных вертикальных движений земной коры в пределах почти всей Европейской части территории СССР. В Центральном научно-исследовательском институте геодезии, аэросъёмки и картографии выполнены широкие исследования по теоретическим и методическим проблемам Н., которое является одним из основных и важнейших видов современных геодезических работ.

Лит.: Красовский Ф. Н., Данилов В. В., Руководство по высшей геодезии, ч. 1, в. 2, М., 1939; Закатов П. С., Курс высшей геодезии, 3 изд., М., 1964; Чеботарев А. С., Геодезия, 2 изд., ч. 1—2, М., 1955—62; Еремеев В. Ф. и Юркина М. И., Теория высот в гравитационном поле Земли, М., 1972; Изотов А. А. и Пеллинен Л. П., Исследования земной рефракции и методов геодезического нивелирования, М., 1955 (Тр. Центрального н.-и. института геодезии, аэросъёмки и картографии, в. 102); Энтин И. И., Высокоточное нивелирование, М., 1956 (там же, в. Ill); Инженерная геодезия, М., 1967; Прихода А. Г., Барометрическое нивелирование, 2 изд., М., 1972.

А. А. Изотов, А. В. Буткевич.

Рис. 1 к ст. Нивелирование.

Рис. 2 к ст. Нивелирование.

Рис. 3 к ст. Нивелирование.

1. нивели́рование;
2. нивели́рования;
3. нивели́рования;
4. нивели́рований;
5. нивели́рованию;
6. нивели́рованиям;
7. нивели́рование;
8. нивели́рования;
9. нивели́рованием;
10. нивели́рованиями;
11. нивели́ровании;
12. нивели́рованиях.

НИВЕЛИ́РОВАТЬ, -рую, -руешь; -анный; сов. и несов., что.

-я, ср.

1. геод.

Действие по глаг. нивелировать (в 1 знач.).

Нивелирование аэродрома. Нивелирование автострады.

2. книжн.

Действие по глаг. нивелировать (во 2 знач.).

Спору нет, литературное дело всего менее поддается механическому равнению, нивелированию, господству большинства над меньшинством. Ленин, Партийная организация и партийная литература.

НИВЕЛИ́РОВАНИЕ, нивелирования, мн. нет, ср. (геод. и книжн.). Действие по гл. нивелировать и нивелироваться.

I

1.

процесс действия по несов. гл. нивелировать I

2.

Результат такого действия; определение высоты точек земной поверхности относительно некоторой выбранной точки или над уровнем моря.

II

1.

процесс действия по несов. гл. нивелировать II, нивелироваться II 1.

2.

Результат такого действия.

НИВЕЛИРОВАНИЕ - определение высот точек земной поверхности относительно некоторой избранной точки или над уровнем моря. Различают геометрические, тригонометрические и др. виды нивелирования.

Топографическая съемка рельефа местности по предварительно перенесенным на местность точкам.Источник: Словарь архитектурно-строительных терминов

определение высот точек земной поверхности или других точек над исходной точкой или над уровнем моря

(Болгарский язык; Български) — нивелиране

(Чешский язык; Čeština) — měření výšek

(Немецкий язык; Deutsch) — Nivellieren; Nivellement

(Венгерский язык; Magyar) — szintezés

(Монгольский язык) — нивелирдэх

(Польский язык; Polska) — niwelacja

(Румынский язык; Român) — nivelment

(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) — nivelman; niveliranje

(Испанский язык; Español) — nivelación

(Английский язык; English) — level(l)ing

(Французский язык; Français) — nivellement

Источник: Терминологический словарь по строительству на 12 языках

определение разности высот точек трассы.

Источник: Справочник дорожных терминов

evening-out

leveling

с.

livellamento m

определение с помощью нивелира разности высот двух или нескольких точек земной поверхности и их положения относительно уровня моря или к.-л. другого условно взятого уровня (напр. река, подошва горы). К Н. прибегают в дорожном строительстве, при мелиорации и др. работах.

НИВЕЛИ́РОВАНИЕ -я; ср. к Нивели́ровать и Нивели́роваться. Н. аэродрома. Н. автострады. Пагубное н. дарований учеников. Н. различных концепций.

* * *

определение высот точек земной поверхности относительно некоторой избранной точки или над уровнем моря. Различают геометрическое, тригонометрическое и другие виды нивелирования.

* * *

НИВЕЛИ́РОВАНИЕ, определение высот точек земной поверхности относительно некоторой избранной точки или над уровнем моря. Различают геометрические(см. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ), тригонометрические(см. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКОЕ (ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ) НИВЕЛИРОВАНИЕ) и др. виды нивелирования.

определение превышений (разности высот) точек земной поверхности относительно век-рой избранной точки или над уровнем моря. Н. - один из осн. видов геодезия, работ, к-рые производятся при топографич. съёмке, а также в целях проектирования, стр-ва и эксплуатации инж. сооружений и т. п. Различают Н.: геометрическое, выполняемое при помощи геодезич. прибора с горизонтальной визирной осью и реек (см. рис.); тригонометрическое, производимое геодезич. прибором с наклонной визирной осью, в к-ром превышение между точками вычисляется по измеренному углу наклона линии визирования и измеренному (или известному) расстоянию между точками; барометрическое, использующее зависимость давления воздуха от высоты точки над уровнем моря; механическое, выполняемое нивелиром-автоматом, вычерчивающим профиль местности в нек-ром направлении; гидростатическое, использующее св-во сообщающихся сосудов.

Схема геометрического нивелирования: превышение точки В (передней) над точкой А (задней) вычисляется по формуле h = а - b, где а, b - соответственно отсчёты по задней и передней рейкам

leveling

* * *

levelling

астрономи́ческое нивели́рование — astronomical levelling

барометри́ческое нивели́рование — barometric levelling

во́дное нивели́рование — water levelling

геодези́ческое нивели́рование — geodetic levelling

геометри́ческое нивели́рование — geometric levelling

гидростати́ческое нивели́рование — hydrostatic levelling

гипсометри́ческое нивели́рование — hypsometric levelling

магистра́льное нивели́рование — primary [principal] levelling

механи́ческое нивели́рование — mechanical levelling

радиовысотоме́рное нивели́рование — airborne height finding

нивели́рование теодоли́том — theodolite levelling

техни́ческое нивели́рование — technical levelling

топографи́ческое нивели́рование — topographic(al) levelling

тригонометри́ческое нивели́рование — trigonometric levelling

* * *

levelling survey

с.

livellazione f, livellamento m

геометрическое нивелирование, нивелирование горизонтальным лучом — livellazione geometrica

- барометрическое нивелирование

- тригонометрическое нивелирование

физ.

нівелюва́ння

тригонометри́ческое нивели́рование — тригонометри́чне нівелюва́ння

- геометрическое нивелирование

физ.

нівелюва́ння

тригонометри́ческое нивели́рование — тригонометри́чне нівелюва́ння

- геометрическое нивелирование

определение высот точек земной поверхности относительно нек-рой избранной точки или над уровнем моря. Различают геом., тригонометрич. и др. виды Н.

Нивелирование - область геодезических измерений, связанная с определением высот (разностей высот)

Источник: "ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ОСТ 68-15-2001"

(утв. Приказом Роскартографии от 24.04.2001 № 93-пр)