2 reperów Niwelacja 2.1. Repery pomiarowe Reper Reper jest zasadniczym elementem znaku wysokościowego (rys. 2.1.1) lub samodzielnym znakiem wysokościowym wykonanym najczęściej z metalu i mającym jednoznacznie określony charakterystyczny punkt (rys. 2.1.2), którego wysokość nad poziomem morza jest wyznaczona (wytyczne techniczne G-1.9; rys. 2.1.1-2). Repery są punktami geodezyjnej osnowy wysokościowej. Szczegóły projektowania, stabilizacji i tworzenia opisów topograficznych punktów oraz pomiaru i wyrównania osnów wysokościowych: podstawowej, szczegółowej i pomiarowej podane są w Wykładach z geeodezji i geoinformatyki: Osnowy geodezyjne. Reper ścienny Rys. 2.1.1 Rys. 2.1.2 Repery osnowy wysokościowej pomiarowej Według wytycznych technicznych G-4.1 (2007 r) do oznakowania punktów osnowy wysokościowej pomiarowej, zakładanej na obszarze na którym planowane jest wykonanie pomiaru wysokościowego lub realizacyjnego (rys. 2.1.3), stosuje się paliki drewniane z wbitym gwoździem, rurki Ŝelazne, bolce lub trzpienie Ŝelazne wbite w nawierzchnię, a takŝe oznaczone farbą znaki na trwałych szczegółach terenowych. 24
Rp.2 St3 a St4 1217 St2 Rp.1 St1 1215 Rys. 2.1.3 Na terenach niezabudowanych, jako reper pomiarowy moŝe być zastosowany pal drewniany o długości 1m i średnicy 0,1 m, w którego górny koniec wbity jest gwóźdź, a w dolnej części pala przymocowana jest na zacios poprzeczka drewniana. Pal wkopuje się w ziemię tak, aby dolny jego koniec opierał się na nienaruszonej kopaniem ziemi, a znak wysokości (główka gwoździa) znajdował się na poziomie terenu lub do 0,1 m nad nim, w zaleŝności od usytuowania reperu. W razie potrzeby osadza się znaki w formie słupa z betonu z bolcem Ŝelaznym (rys, 2.1.1). Jako znaki ścienne stosuje się: trzpień lub hak Ŝelazny, kuty, o długości 10-15 cm i średnicy około 1 cm, wbity w ścianę budynku, tak aby wystawał ze ściany na odległość umoŝliwiającą pionowe ustawienie łaty (rys. 2.1.2), nowe formy znaków ściennych, metalowych lub z tworzyw sztucznych, wstrzeliwane bolce, spełniające wymogi dokładności i trwałości w określonym czasie. 25
2.2. Plan ciągu niwelacyjnego W przypadku kilku zastabilizowanych reperów pomiarowych ich wysokości mogą być wyznaczone metodą ciągu niwelacyjnego. Na przykład, do wyznaczenia wysokości dwóch reperów pomiarowych Rp.1 i Rp.2 zaplanowany jest na mapie zasadniczej ciąg niwelacyjny między najbliŝszymi istniejącymi punktami osnowy wysokościowej szczegółowej o numerach 1215 i 1217 (rys. 2.1.3). Biorąc pod uwagę odległość do 100 m na stanowisku między łatami wstecz i w przód, oraz ograniczenia widoczności celowych przez przeszkody terenowe zaplanowano 4 stanowiska niwelatora. Łaty będą ustawiane na punktach nawiązania ciągu - reperze początkowym i końcowym, na reperach wyznaczanych Rp.1 i Rp.2 będących jednocześnie punktami wiąŝącymi ciągu niwelacyjnego oraz na dodatkowym punkcie wiąŝącym ciągu a (np. wystająca krawędź płyty chodnika) słuŝącym do przeniesienia wysokości ze stanowiska 3 na stanowisko 4. 2.3. Pomiar ciągu niwelacyjnego Pomiar w kierunku głównym Pomiar ciągu niwelacyjnego rozpoczyna się od zaplanowanego stanowiska pierwszego St.1 (rys. 2.1.3). Na stanowisku pierwszym jak i kaŝdym następnym wykonywany jest dwukrotny pomiar przewyŝszenia I i II według schematu (rys. 2.3.1, tab. 2.4.1): 1. Ustawienie łat na punktach wstecz i w przód, maksymalna odległość między łatami 100 m, pionowanie łat za pomocą libeli, 2. Ustawienie niwelatora w przybliŝeniu w środku między łatami, 3. Spoziomowanie niwelatora za pomocą libeli, 4. Ustawienie ostrego obrazu krzyŝa kresek, 5. Naprowadzenie lunety za pomocą celownika na łatę wstecz, 6. Ustawienie ostrego obrazu łaty w lunecie, 7. Naprowadzenie pionowej kreski krzyŝa na środek łaty śrubą ruchu leniwego, 8. Odczyt kreski środkowej na łacie i zapisanie w dzienniku odczytu wstecz t 1 9. Odczyty kresek górnej g i dolnej d, obliczenie odległości łaty D = 100(g - d) i zapisanie do dziennika, 10. Naprowadzanie lunety za pomocą celownika na łatę w przód, powtórzenie czynności 6, 7, 8, i 9 oraz zapisanie odczytu w przód p 1 i odległości łaty w przód do dziennika, 11. Obliczenie przewyŝszenia na stanowisku h 1 = t 1 - p 1 i zapisanie w dzienniku, 12. Lekkie wzruszenie niwelatora i wykonanie pomiaru II wg. punktów 3-11, w kolejności odwrotnej - odczyt na łacie w przód a potem wstecz. 13. Kontrola: róŝnica przewyŝszeń z pomiaru I i II: h 1 i h 2 nie powinna przekraczać co do bezwzględnej wartości 4 mm. 14. Obliczenie średniej róŝnicy wysokości h = ( h 1 + h 2 )/2 i wpisanie do dziennika. 26
St.1 t 1 t 2 D D p 1 p 2 1215 Rp.1 h 1 = t 1 - p 1 h 2 = t 2 - p 2 H 1215 := 119.475 Rys. 2.3.1 Poziom morza H Rp.1 Pomiar w kierunku powrotnym Opisany pierwszy pomiar ciągu nazywany jest pomiarem w kierunku głównym (tab. 2.4.1). NaleŜy następnie wykonać drugi pomiar - w kierunku powrotnym. 2.4. Dziennik niwelacji reperów Dziennik niwelacji reperów jest obliczany w trzech etapach (tab. 2.4.1): Obliczenia kontrolne obliczenie sumy wartości odczytów wstecz Σt i w przód Σp w pomiarze pierwszym Σt I = 6390 i Σp I = 5075 i drugim Σt II = 6389 i Σp II = 5078, ich róŝnic Σt I - Σp I = 1315, Σt II - Σp II = 1311 oraz wartości średniej (Σt - Σp) śr = [(Σt I - Σp I )+(Σt II - Σp II )]/2 = 1313, obliczenie sumy przewyŝszeń średnich dodatnich Σ(+h) = 1313 i ujemnych Σ(-h) = 0, oraz ich sumy która jest pomierzonym przewyŝszeniem między punktem początkowym i końcowym ciągu h = Σ(+h) + Σ(-h) = 1313, kontrola obliczeń: (Σt - Σp) śr = h = Σ(+h) + Σ(-h) = 1313. Wyrównanie ciągu niwelacyjnego obliczenie róŝnicy wysokości między reperem początkowym i końcowym na podstawie danych wysokości tych punktów H = 120.790 m - 119.475 m = 1315 mm, obliczenie odchyłki zamknięcia ciągu jako róŝnicy przewyŝszenia pomierzonego h = 1313 mm i obliczonego H = 1315 mm: f = h - H = -2 mm, 27
sprawdzenie czy bezwzględna wartość odchyłki nie przekracza wartości dopuszczalnej: f f dop = m km L = 11mm gdzie: L = 0.308 - długość ciągu w km, m km = 20 mm - graniczna wartość błędu niwelacji jednego kilometra ciągu, rozdzielenie odchyłki f = -2 mm po 1 mm na stanowiska o najdłuŝszych celowych: drugie i trzecie. Obliczenie wysokości punktów wiąŝących ciągu wysokość punktu wiąŝącego w przód na kaŝdym stanowisku jest obliczana dodając do wysokości punktu wiąŝącego wstecz wyrównane przewyŝszenie na danym stanowisku, poczynając od stanowiska pierwszego, kontrolą poprawnego obliczenia ciągu jest zgodność obliczonej wysokości punktu końcowego z daną wysokością tego reperu 120.790 m. Tabela 2.4.1. Dziennik niwelacji reperów Ciąg (linia) Nr:...1... Oznaczenie odcinków niwelacji: Od rp. nr...1215... km... Do rp. nr...1217... km... Kierunek: główny powrotny Data pomiaru: 25.10.2008 Obserwator: J. Kozubal Sekretarz: T. Kowalczyk Nr stanowiska Oznaczenie stanowisk łat i reperów Dlugosci celowych Pomiar róŝnicy wysokości I pomiar wstecz t 1 w przód- p 1 (t 1 p 1) II pomiar wstecz t 2 w przód- p 2 (t 2 p 2) Średnia róŝnica wysokości h dodatnia +h ujemna h Wysokości punktów Uwagi, zestawienia, szkice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Z przeniesienia: 1215 34 1474 1475 119.475 1 Rp.1 33 1140 1141 119.809 334 334 334 Rp.1 47 1802 1800 119.809 2 Rp.2 48 1550 1552 +1 120.060 252 248 250 Rp.2 28 1642 1643 120.060 3 a 29 1163 1162 +1 120.541 479 481 480 a 45 1472 1471 120.541 4 1217 44 1222 1223 120.790 250 248 249 Do przeniesienia: RóŜnica wysokości między reperami początkowym i końcowym: 120.790-119.475=1.315m Zestawienie wyników pomiarów odcinka: Długość odcinka:... km RóŜnica wysokości w kierunku głównym powrotnym średnia 308 1313 0 otrzymana: -2 Kontrola: 1 dopusz t 6390 6389 11 2 (Σ t 1 Σ p 1 +Σ t 2 Σ p 2 ) = Σ(+h)+ Σ(-h) -czalna: p 5075 5078 (Σ t Σ p) śr Σ(+h)+Σ(-h) Data sprawdzenia: t p 1315 1311 1313 1313 Sprawdził: Odchylki: 28
Do przeniesienia: 308 1313 0 otrzymana: -2 Kontrola: 1 dopusz t 6390 6389 11 2 (Σ t 1 Σ p 1 +Σ t 2 Σ p 2 ) = Σ(+h)+ Σ(-h) -czalna: p 5075 5078 (Σ t Σ p) śr Σ(+h)+Σ(-h) Data sprawdzenia: t p 1315 1311 1313 1313 Sprawdził: Odchylki 29
Dolnośląska Szkoła WyŜsza we Wrocławiu. Wydział Nauk Technicznych Kierunek studiów: GEODEZJA I KARTOGRAFIA Specjalność: geoinformatyka Rok studiów I, semestr 1 (2008/2009) Ćwiczenia terenowe i laboratoryjne z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych Prof. dr hab. inŝ. Edward Osada, Tel. 502247855, osada.edward@gmail.com Ciąg niwelacyjny Zakres ćwiczenia: 1. Odszukanie reperu początkowego i końcowego ciągu w terenie na podstawie opisów topograficznych 2. Sporządzenie szkicu ciągu niwelacyjnego na mapie zasadniczej 3. Pomiar i obliczenie ciągu niwelacyjnego Cel ćwiczenia Praktyczna umiejętność pomiaru i obliczania ciągu niwelacyjnego między istniejącymi dwoma reperami dla wyznaczenia wysokości nowych reperów pomiarowych. Literatura: 1. Wykład z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych: Ciąg niwelacyjny dostępny na stronie e-lerningowej http://gik.wnt.dswe.pl/ 2. Instrukcja techniczna G-4 i wytyczne techniczne G-4.1: www.gugik.gov.pl Wyniki w załączeniu: 1. Dziennik niwelacji reperów 2. Szkic ciągu na mapie zasadniczej Nazwa niwelatora... Data pomiaru... Imię i nazwisko... studenta Zaliczenie na ocenę... 30