Инструментальные ошибки при нивелировании

13.1.
Источники
ошибок при высокоточном нивелировании
и

Методы ослабления их влияния

Ошибки при
высокоточном нивелировании бывают
случайные и систематические. В свою
очередь, все эти ошибки делятся еще на
личные, инструментальные и ошибки за
счет влияния внешних условий.

Проблема ошибок
в высокоточном нивелировании довольно
сложная. Дело в том, что с помощью
высокоточного нивелирования часто
решают задачи определения величин,
соизмеримых с ошибками измерений
(определение вертикальных деформаций
земной поверхности, наблюдения за
движением оползней, осадками крупных
инженерных сооружений и т.д.), которые
достаточно квалифицированно можно
решить лишь при условии глубокого знания
источников ошибок и методов ослабления
их влияния. Рассмотрим общепринятые
подходы к ослаблению влияния основных
ошибок высокоточного нивелирования.

1.
Влияние угла i
(проекции на отвесную плоскость угла
между визирной осью трубы и осью
цилиндрического контактного уровня)
на результаты нивелирования.

Вычертим схему
влияния угла i
на отсчеты
по рейкам (рис.13.1).

Рис. 13.1. Влияние угла i
на результаты
нивелирования :

З ,П
— истинные
отсчеты по задней и передней рейкам
(i
= 0);
З¢
, П¢
— фактические отсчеты по задней и
передней рейкам (
i
≠ 0); d_з,
d_П
— расстояния от нивелира до задней
и до передней реек;
h-превышение на станции.

Согласно обозначениям,
данным на рис. 13.1, можно записать:

(13.1)

Тогда превышение
h
на станции,
свободное от влияния угла i,
будет равно

(13.2)

По аналогии с 13.2
можно записать выражение для превышения
ΔН
по секции, равное Σh,
т.е.

(13.3)

Второй член в
формулах (13.2 – 13.3) есть поправка в
превышение за влияние угла i
. При d_З
= d_П
эта поправка
исключается. Поэтому
нивелирование выполняется из середины,
и методика нивелирования требует, чтобы
разности расстояний (d_З
— d_П)
на каждой станции и накопление их по
секции
не превышали установленных допусков.Например,
при нивелировании I
класса требуется, чтобы на каждой станции
(d_З
— d_П)
£
0,5м, а в секции накопление этих разностей
было не более 1м. Кроме того, устанавливается
допуск на угол i
( i
£
10²
).

Однако этих мер
для защиты результатов нивелирования
от влияния угла i
недостаточно,
так как сам угол i
может
изменяться в процессе
нивелирования
в зависимости от изменения t°
окружающего воздуха. Поэтому методика
производства высокоточного нивелирования
предусматривает еще следующие
дополнительные меры для уменьшения
влияния угла i
:

—применение
нивелиров с теплозащитным корпусом, у
которых угол
i
изменяется
не более, чем на 0.5²
при изменении t°
на 1°С ;

— наблюдения на
станциях следует выполнять по строго
симметричной во времени программе
измерений (ЗППЗ или ПЗЗП);

— прямой и обратный
ходы прокладывать один утром, другой –
вечером, т.е. при разных знаках приращения
t° воздуха;

— необходимо
тщательно защищать нивелир от солнца
как во время работы на станции, так и
при переходе от одной станции к другой;

— перед началом
работ нивелир следует выдерживать в
тени на штативе не менее 45 минут.

2. Систематическое
влияние вертикальных перемещений
костылей и штативов на результаты
нивелирования.

В высокоточном
нивелировании рейки, как правило,
устанавливаются на костыли, которые в
большинстве случаев оседают под
воздействием собственной массы, массы
реек и неизбежного нажима на рейку.
Штатив, на котором расположен нивелир,
также испытывает вертикальные перемещения
вследствие того, что вокруг него топчется
нивелировщик, а так же по ряду других
причин. Исследования показали, что в
подавляющем большинстве случаев штатив
подвергается выпиранию, т.е. в обоих
случаях эти влиянии систематические.
Меры их ослабления следующие:

а) трассы прямого
и обратного нивелирных ходов должны
совпадать и проходить по возможности
на всем протяжении по грунтам средней
плотности;

б) число станций
в прямом и обратном ходах должны быть
четным и одинаковым;

в) программа
наблюдений на станции должна быть строго
симметричной во времени;

г) порядок наблюдений
на смежных станциях следует чередовать:
на нечетной станции наблюдения
начинать с задней, а на четной — с передней
рейки; в обратном ходе наоборот;

д) по ходам
нивелирования I
класса костыли следует закреплять не
ближе 0,5м друг от друга;

е) штатив следует
устанавливать без перекоса и во время
работы защищать от солнца;

ж) отсчеты по рейке,
установленной на костыль, следует брать
не ранее, чем через 30 секунд;

з) нивелирование
выполнять участками 20—30 км по схеме
«восьмерка», т.е. одну половину секций
участка сначала проходить в прямом
направлении, а вторую в обратном.

3. Влияние наклона
рейки (рис.13.2).

Это
влияние носит систематический характер,
так как всегда увеличивает отсчет по
рейке до величины,
где—
наклон рейки.

Рис. 13.2.

Для уменьшения
этого влияния рейка снабжается круглым
уровнем.

4. Влияние разностей
высот нулей реек
исключают путем соблюдения требования
четного числа станций в секции.

5. Влияние
вертикальной рефракции.
Для уменьшения этого влияния необходимо:

а) применять строго
симметричную по времени программу
наблюдений на станции, сократив до
минимума время наблюдений;

б) прокладывать
прямой и обратный ходы в разное время
дня;

в) строго соблюдать
требования инструкции о высоте визирного
луча над землей и расстоянии от нивелира
до реек:

	I класс	II класс
Высота визирного луча	≥0,8м	≥0,5м
Расстояние от нивелира до рейки	≤50м	≤60м

6. Влияние отличия
t° нивелирования от t° компарирования
рейки.

Как мы знаем шкала
деления на высокоточных нивелирных
рейках изготавливается из инвара,
который, как и любой реальный материал,
обладает способностью изменять свои
размеры при изменении t°.

Компарирование
реек, т.е. определение длин метровых
интервалов, выполняется при одной
температуре (t_К),
а нивелирование
по трассе — при другой — (t_Н).
Разность температур нивелирования и
компарирования неизбежно вызовет
изменение средней длины метра комплекта
реек. Следовательно, в результаты
нивелирования нужно ввести поправку
за эту температурную разность, которую
приближенно можно вычислить по формуле:

, (13.4)

где
—
поправка за температуру;

—
превышение по секции; 
— средний коэффициент инварного
расширения;

t_Н
– средняя температура
нивелирования
по секции;

t_К
— температура
компарирования реек.

Строгий учет
температурного влияния на результаты
высокоточного нивелирования предусматривает
измерение температуры каждой рейки на
каждой станции и введение поправки в
отсчет по каждой рейке согласно формуле:

,
(13.5)

где
— температуры нивелирования и
компарирования, соответственно, задней
и передней реек;—
коэффициенты инварного расширения для
задней и передней реек;З
и П— отсчеты
по задней и передней рейкам.

Тогда по
секции формула для введения поправки
за температуры будет иметь вид:

,
(13.6)

где n
— число
станций в секции.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Беспалый Н.П., Ахонина Л.И.

Геодезия часть 2 Учебное пособие для студентов геодезических специальностей вузов Донецк 1999

Глава 2 Источники ошибок при нивелировании

2.1 Классификация ошибок нивелирования

Процесс определения превышений сопровождается случайными и систематическими ошибками. Случайные ошибки измерений компенсируются, а систематические накапливаются. В связи с этим методика работ по нивелированию должна быть такой, чтобы систематические ошибки в значительной мере исключались в процессе производства работ или же исключались путем введения соответствующих поправок в результаты измерений.

Систематические ошибки обусловлены действием следующих трех групп основных факторов:

— влиянием внешних условий,

— влиянием приборных ошибок,

— влиянием личных ошибок наблюдателя.

Каждая группа факторов состоит из нескольких источников ошибок.

Систематические ошибки, обусловленные влиянием внешних условий, вызываются следующими основными источниками: кривизной Земли, рефракцией, вертикальным перемещением нивелирных реек, вертикальным перемещением штатива (нивелира).

Систематические приборные ошибки вызываются источниками:

— непараллельностью визирной оси и оси цилиндрического уровня (несоблюдение главного условия), или не горизонтальностью визирной оси из-за погрешностей работы компенсатора;

— неправильным ходом фокусирующей линзы,

— недостаточной разрешающей способностью зрительной трубы,

— наклоном нивелирных реек,

— несовпадением нулевых делений реек с их пятками (смещение пяток),

— ошибками делений метровых интервалов реек,

— ошибками из-за изменения длин реек при изменении температуры воздуха и его влажности.

Систематические личные ошибки наблюдателя включают:

— ошибку округления отсчета по рейке при визировании через трубу,

— ошибку в отсчете по рейке из-за неточной установки визирной оси в горизонтальное положение.

Случайные ошибки обусловлены действием следующих факторов:

— ошибками (случайными) нанесения дециметровых делений реек,

— влиянием конвекционных потоков воздуха.

Кроме этого на определяемое превышение оказывают влияние ошибки, вызванные:

— гидротермическим движением земной коры (оседание грунта в весенне — летний период и его поднятие при замерзании в осенне — зимний),

— изменением величины уклонения отвесной линии под действием Луны и Солнца.

В нивелировании III и IV классов влияние последних двух источников не учитывается.

2.2 Систематические ошибки, обусловленные влиянием внешних факторов

2.2.1 Влияние кривизны Земли на определяемое превышение.

Рисунок 2. 1 – Влияние кривизны Земли на определяемые превышения

При определении превышения h между точками А и В (рис.2.1); как уже отмечалось в 1.4, уровенные поверхности U_A,U_{B ,}U_N в точках А, В, N можно считать дугами концентрических окружностей.

Уровенной поверхности нивелира соответствуют отсчеты по рейкам а_и и b_и.Тогда превышение h будет вычислено по формуле (1.2). Горизонтальному лучу визирования соответствуют отсчеты по рейкам а и b. Поправки за кривизну Земли c_A ,c_B вычисляются как разности соотвествующих отсчетов согласно формулам (1.3), из которых можно записать

(2.1)

Подставим значения а_ии b_ииз формул (2.1) в формулу (1.2).

(2.2)

Для определения с_A из треугольника ОNа запишем

ON=R+H,

где Н – высота визирного луча относительно отсчетной уровенной поверхности U_H;R-радиус земного шара.

; аN = d_a,

где d_a – расстояние вдоль горизонтального визирного луча от нивелира до рейки.

откуда получаем

c_a — величина малая, а — малая второго порядка, и ею можно пренебречь. Поэтому

H — абсолютная отметка мала по сравнению с радиусом Земли. Ее в знаменателе можно не учитывать, тогда

(2.3)

Аналогично из треугольника ОNb найдем

(2.4)

Вычислим величину c c учетом формул (2.3) и (2.4)

(2.5)

Введем обозначения: d_a + d_b =S; и d_a — d_b =d.

Тогда формула (2.5) примет вид

(2.6)

Суммарная поправка по ходу нивелирования (считая d_a + d_b постоянным) будет равна

(2.7)

При установке нивелира посредине между точками А и В величина d равна нулю, следовательно и как следует из формулы (2.2) , т. е. кривизна Земли не вызывает ошибки в превышении, если выдерживается равенство расстояний от нивелира до реек на станции.

Инструкцией [5] требуется чтобы неравенство плеч на станции при нивелировании III кл. не превышало 2 м, а при нивелировании IV класса — 5 м.

При длине визирного луча 75 м и неравенстве плеч 2 м, как следует из (2.6) ошибка в превышении будет равна

Поскольку ошибка накапливается с увеличением длины хода по формуле (2.7), то рекомендуется чередовать знак d и не допускать накопления неравенств по ходу более 5 м при нивелировании III класса и 10 м — при нивелировании IV класса.

2.2.2 Ошибка в превышении из-за влияния рефракции.

Под влиянием рефракции подразумевается преломление визирного луча (луча света) в земной атмосфере при прохождении его в слоях различной плотности воздуха (армосферы).

Из рисунка 1.7 видно, что влияние рефракции на отсчет по рейке аналогично влиянию кривизны Земли, но рефракционная кривая имеет радиус в 6 — 7 раз больше земного, поэтому

, , (2.8)

где R₁ –радиус рефракционнй кривой.

При вычислении величин r_А и r_В вводится понятие «Коэффициент рефракции» как отношение

(2.9)

Так как преломление луча, строго подходя, будет разное у задней и передней реек, то

, , (2.10)

где R₁, R₂ радиусы рефракционных кривых у точек A и B соответственно; К₁, K₂ – коэффициенты рефракции для тех же точек.

Формулы (2.8) с учетом формул (2.10) преобразуются к виду

, , (2.11)

(2.12)

Допуская что К₁ = К₂ = К получим по аналогии с формулой (2.6)

(2.13)

Очевидно если нивелировать из середины, то влияние рефракции исключается, но это справедливо только для равнинных районов.

Для более полного исключения рефракции необходимо еще соблюдать следующее:

— не допускать прохождения визирного луча непосредственно у земной поверхности (инструкцией [5] требуется, чтобы при нивелировании III класса отсчеты по рейке были не менне 0.3 м, а при нивелировании IV класса — 0.2 м),

— в летние ясные, солнечные дни нивелирование начинать спустя 1 — 2 часа после восхода солнца (когда прогреется воздух) и заканчивать за 1 — 2 часа до захода солнца.

Источник

Добро пожаловать!

Войдите или зарегистрируйтесь сейчас!

Войти

Погрешность геометрического нивелирования. Допуски, нормативы и литературные источники

Тема в разделе «Общие вопросы», создана пользователем StudentX, 21 ноя 2020.

Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Хорошо. Приглашаю вас вот сюды.
@ВЯЗ, вы по обыкновению игнорируете аргументы своего оппонента. Попробуйте ответить на один простой вопрос. III класс. По вашей таблице допустимая СКП 1.68 мм на километр хода. Как оно может так быть, если приборная погрешность нивелира Н-3, предназначенного в том числе и для III класса, могла достигать 3 мм на километр двойного хода? Методикой здесь ничего не компенсируется, потому как погрешность указывается для двойного хода, то есть в двух направлениях. Вопрос на самом деле риторический. Деление приборной погрешности на 2 или на 3 не проканает, не получится у вас из этой «трубы с уровнем» сделать погрешность 1.5 — 1.0 мм.

Если вы считаете, что слово «предельная» в шапке таблицы — принципиальное отличие, то это не так. Если где-либо в нормативах пишут про СКП, то и подразумевается предельно допустимое её значение. Это называется допуском.

Насчёт справочников геодезиста. Посмотрел, почитал… Стр. 721-722:

Допуски невязок в полигонах сильно отличаются от регламента инструкции по нивелированию. За исключением IV класса.

Тоже ошибка в нормативах?

Дальше… Смотрим заявленные ошибки на станции и на километр хода, к примеру, для I класса. Стр. 719.

Ошибка на станции 0.15 мм и ошибка на километр хода (не более!) 0.5 мм. Проверяем. Длина визирного луча 50 м. Значит, при нивелировании 1 км строго по прямой линии у нас выйдет 1000 м / (50 м ⋅ 2) = 10 станций. Вычисляем ошибку на километр хода из 10 станций. 0.15 мм ⋅ √10 = 0.5 мм. Значит, можно сделать вывод о том, что 0.5 мм мы можем получить лишь в том случае, когда нивелирование идёт строго по прямой, что, естественно, бывает не всегда. Возьмём число станций побольше, например, 15. Тогда получим ошибку на километр хода 0.15 мм ⋅ √15 = 0.6 мм. Аналогичный расчёт можно выполнить и для других классов. Цифры, как видим, несколько приукрашены.

Что ещё… Ну, например… Техническое нивелирование. Стр. 727 справочника геодезиста.

Из руководства по техническому нивелированию и высотным теодолитным ходам:

Цифры из руководства получаются достаточно просто. Из допустимой невязки получаем допустимую СКП на километр хода. 50 мм / 2 = 25 мм. Получаем число станций в километре хода при длинах плеч 25, 75 и 150 м:
1000/(25⋅2) = 20;
1000/(75⋅2) = 6.67 (в среднем при многокилометровых ходах);
1000/(150⋅2) = 3.33 (в среднем при многокилометровых ходах).
Из предельных ошибок 10, 20 и 30 мм получаем СКП делением на 2. Итого 5, 10 и 15 мм соответственно.
Тогда получим ошибки на километр хода:
5 мм ⋅ √20 = 22 мм
10 мм ⋅ √6.67 = 26 мм
15 мм ⋅ √3.33 = 27 мм
Есть отклонения от 25 мм, но для технички приближённо такие цифры можно принять. А что такое 15 мм и 8 мм из справочника геодезиста, этого я так и не смог понять.

Подытожим. Что написано в справочнике геодезиста касательно нивелировок — непонятно. Поэтому ссылки на него — аргумент так себе.

#1

Последнее редактирование: 21 ноя 2020
Форумчанин

Регистрация:

23 июн 2013

Сообщения:

1.485

Симпатии:

763

Собственно если уж пошла такая пьянка… Нивелир Н-3, насколько я с этим знаком в РФ не производится, да и на производстве экземпляров остающихся в рабочем состоянии всё меньше и меньше Так что пример не актуален. Я конечно понимаю, что в «современных» учебниках по геодезии до сих пор встречается и мензульная съёмка, но это уже перебор. Никто не пошлёт исполнителя с оптикой выполнять геометрическое нивелирование скажем так 10, или 15 км с оптическим нивелиром. А если Вы посмотрите характеристики современных цифровых нивелиров, то сами всё поймёте.

#2
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Это теоретический вопрос, относящийся к разбору допусков и технических характеристик геометрического нивелирования различных классов. Нивелир Н-3 приведён здесь в качестве свидетельства того, что не может III класс быть с погрешностью 1.68 мм на километр хода, как это утверждает ВЯЗ. Конечно сейчас этот прибор неактуален, но не об том речь. Смысл в том, что данная характеристика III класса, взятая из старых источников (а значит, для старых же приборов) сильно завышена.

Современные ходы III класса точнее за счёт использования цифровых нивелиров, вне всякого сомнения. Однако, это в настоящее время ничем не регламентируется, имеем лишь методики и соответственно допуски и характеристики, принятые для старой оптики.

#3
Форумчанин

Регистрация:

27 июн 2014

Сообщения:

5.298

Симпатии:

1.852

Адрес:

г. Москва

«Длина хода» вычисляется не «по прямой», а как сумма плеч. Опять попытка раскрутить воображаемый глобус?

PS: Мы так по студачке делали: накручивали по 2км на 100м. Крутили ход вокруг ТП.

#4
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Да, намудрил, согласен. Но смысл, я думаю, понятен. При увеличении числа станции более 10-11 ошибку 0.5 мм на километр хода уже не получить при заданной ошибке на станции в 0.15 мм. В то время как в справочнике геодезиста утверждается, цитирую: «Нивелирование I класса … , характеризующееся средней квадратической случайной ошибкой в ходе длиной 1 км не более +-0.5 мм …»

#5
Форумчанин

Регистрация:

23 июн 2013

Сообщения:

1.485

Симпатии:

763

К сожалению новой вменяемой нормативной документации нет, и уже не будет. Организации, в которых работали профессионалы, и которые занимались разработкой НТД были окончательно развалены в начале нулевых. Восстанавливать это никто не собирается (не для того разваливали). А если посмотреть на редакции СП и ГОСТов, то это либо тупое переписывание СНИПов 70-80х годов прошлого столетия, либо вообще похоже на бред наркоманов. Хуже всего становиться от осознания, что эти наркоманы как будто почкованием размножаются, с каждым годом их всё больше и больше, а адекватных людей всё меньше…..

#6
Форумчанин

Регистрация:

27 июн 2014

Сообщения:

5.298

Симпатии:

1.852

Адрес:

г. Москва

В 60-80х годах инструкции писали технари, имеющие огромный полевой опыт. Где вы сейчас найдёте доктора наук с полевым опытом? «Кадры решают всё».

#7
Команда форума
Форумчанин

Регистрация:

10 дек 2008

Сообщения:

16.734

Симпатии:

4.648

Господа, все эти плачи о том, что и вода была мокрее, не в этой теме. Здесь строго по оценке точности.

#8

zvezdochiot нравится это.
Форумчанин

Регистрация:

1 янв 2009

Сообщения:

5.958

Симпатии:

2.151

Адрес:

Москва

По вашей таблице допустимая СКП 1.68 мм на километр хода. Как оно может так быть, если приборная погрешность нивелира Н-3, предназначенного в том числе и для III класса, могла достигать 3 мм на километр двойного хода?

А ход 3 класса опирается на пункты 2 или 1 класса которые для третьего принято считать непогрешимыми. Рас читайте погрешность в середине секции между реперами. Из практики я Н3к делал ход от Коломны до Рязани. С трудом но в допуски влезал. Правда для упрощения на производстве было принято делать 3 класс инструментом для второго но мне с уровнем лень было возиться….

#9
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Погрешность положения наиболее слабого репера? Вопрос был не об этом.

А не помните ли вы, какую невязку в итоге получили? Хотя бы примерно, ориентировочно.

Кстати, ещё один аргумент в пользу того, что в справочнике геодезиста написано не пойми что. СКП, вычисляемая по невязкам в линиях или полигонах III класса может доходить до 10 мм на километр. Пример: длина полигона 15 км, невязка +38 мм (допустимая, вычислена как 10 км на корень из 15). СКП по невязке в полигоне: m = √ ( (+47 мм)² / 15 км ) = 9.8 мм. Где там какие 1.6 мм по справочнику? Это какую невязку получить надо, чтобы по оценке вышло 1.6 мм? Около 6 мм невязки на 15 км. Чушь.

#10
Форумчанин

Регистрация:

1 янв 2009

Сообщения:

5.958

Симпатии:

2.151

Адрес:

Москва

Примерно на уровне допустимой. Чуть получше или чуть похуже. Где то треть секций невязка половина от допустимой. Но мы тоже шли по железке, вместо башмаков — рельс.
Так что условия не идеальные.

#11
Форумчанин

StudentX : @ВЯЗ, вы по обыкновению игнорируете аргументы своего оппонента. Попробуйте ответить на один простой вопрос. III класс. По вашей таблице допустимая СКП 1.68 мм на километр хода. Как оно может так быть, если приборная погрешность нивелира Н-3, предназначенного в том числе и для III класса, могла достигать 3 мм на километр двойного хода?

Ответ весьма прост. Он лежит на поверхности и соответствует логике применения вами данных из Таблицы 1 Инструкции по нивелированию. Вот только данные этой таблички необходимо привести к правильному виду.
Вот к такому.

Здесь значения СКП превышения километрового хода взяты из таблицы 28 на стр.118 Справочного пособия по прикладной геодезии. М.: Недра, 1987. Или могут быть взяты из отмеченных мною ранее Справочников геодезиста.
Предельные СКП рассчитаны для доверительной вероятности 95% с коэффициентом 1.96 увеличения величин m_h_1км.
Можно заметить, что допустимые невязки поддаются расчету по формуле

где L-длина хода в км, значение n -соответствует числу ходов нивелирования «прямо/обратно»(n=2 для нивелирования I-III классов и n =1 для IV класса). Также замечу, что все характеристики точности нивелирования из отмеченных мною источников внутренне согласованы и логичны. В ваших расчетах есть ошибки, если их устранить, то вы также сможет убедиться в этом факте.

Таким образом получается, что на основании данных приведенной мною таблицы нивелир Н-3 может использоваться для нивелирования III класса. Нивелиры DiNi 03 и 07 формально могут использоваться для нивелирования I класса, а вот DiNi 12 — для IV класса.

Подытоживать не буду, а то мне захочется сказать что-нибудь едкое, соответствующее вашей провакативной манере общения. Типа: я задаю любые вопросы (даже глупые и риторические) ляпаю, чего хочу — пусть «форумисты» пояснят и поправят, при неблагоприятном стечении обстоятельств я прикроюсь тем, что я всего лишь студент.

#12

Андрей_К1973 нравится это.
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Не может он использоваться по вашим данным. Если 3.3 мм — предельная СКП, а приборная 3 мм, то практически не остаётся »места» для других источников ошибок. Или по-вашему все ошибки сводятся лишь к приборной погрешности? Об этом уже было написано. Но аргументы бессильны там, где они игнорируются.

#13
Форумчанин

Регистрация:

27 июн 2014

Сообщения:

5.298

Симпатии:

1.852

Адрес:

г. Москва

Может. Увеличив кол-во измерений.

#14
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Мы говорим о стандартной методике, принятой для III класса. Способ средней нити, один горизонт, в двух направлениях. Если на одной станции делать по 3-4 горизонта — другой разговор. Но сейчас не об этом.

Вот ещё. Допустим, вспоминая производственный опыт…

…примем для III класса нивелир, по характеристикам проходящий для II класса.

Выберем некий абстрактный прибор с погрешностью 1.5 мм на километр двойного хода, которую он давал бы и то только при полном соблюдении методики II класса. Как мы тогда получим с его помощью «не предельную» СКП в 1.68 мм в III классе? Да тоже места на погрешность кроме приборной практически не остаётся. ВЯЗ, не согласуются ваши цифры с приборными погрешностями. Ну никак не лезет.

#15

Последнее редактирование: 22 ноя 2020
Форумчанин

StudentX говорит: Не может он использоваться по вашим данным.

Ну, во-первых, данные не мои, а нормативные. Я их просто систематизировал.
Во-вторых, так на минутку вспомним, что III класс это точное нивелирование. Чему вы удивляетесь? А вам доводилось его выполнять? Вот моей организации доводилось выполнять 1300км такой нивелировки. Использовали Н-3(примерно 5% объема), SET DSZ3(30%), DiNi12+DiNi22(65%). Все нормально сдали комиссии с тогдашним Госгеонадзором.
В-третьих, принципиальным требованием является не ошибка километрового хода, а СКП значений высот пунктов сети. Именно это требование является наиболее важным по ТЗ. Вот вам еще примерчик из СП 317.13258000

Успокойтесь и не нагнетайте обстановку своими выкриками «не верю».

#16
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Нет, они именно ваши. Вот нормативные.

Безусловно. Но точное — это лишь красивое слово, принятое в рамках классификации. У инженеров как-то числа приняты в первую очередь, а не словесные описания.

Тому, какой бардак творится в числах. Что в нормативах, что в литературе.

Формально — да, в рамках летней практики в конце 2 курса. По факту же — нет, потому что студент на 2 курсе вообще не понимает, что он делает. Исключений в настоящее время нет и быть не может. Возможно, раньше учебный процесс мог обеспечить это понимание, но только не теперь.

Согласен. И всё же мы говорили о другой характеристике.

А вот вам паспорт Н-3.

И ещё из руководства по техническому нивелированию и высотным теодолитным ходам.

Тут 4 мм на километр хода. Видимо потому, что не двойного хода, а в одном направлении как для технического нивелирования. 4 мм / √ 2 ≈ 3 мм.
Ну и на станции 1.5 мм при расстоянии до реек 75 м (нормальная длина луча для III класса). Даже если в двух направлениях: 1.5 / √ 2 = 1 мм; 1 мм > 0.65 мм. Опять не лезет в табличные значения.

Ладно, хватит. Уже повторяюсь. В общем, вы меня поняли. Делайте выводы, коль сочтёте нужным. ИМХО — для предрасчёта точности (собственно, та тема, откуда мы сюда перешли) лучше выбирать… «более правдоподобные» цифры что ли… а не кем-то когда-то высосанные из пальца заниженные СКП.

#17
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

По ходу учёбы вновь пришлось вернуться к рассмотрению данного вопроса. Всё также с целью выполнения предрасчёта нивелирных сетей. А конкретно мне бы хотелось рассмотреть вот эту формулу:

Преобразуем её к виду для вычисления ошибки на километр хода:

m_км = W_доп / ( 3 * n * √ L )

И вот что мне представляется странным. Возникает вопрос. А почему, собственно, ошибка на километр хода будет уменьшена в 2 раза при ходе в двух направлениях? Почему не в √2, как это происходит со случайной ошибкой при двойном измерении? А если число ходов в методике увеличить до n = 10, то по этой формуле получается, что ошибка уменьшается аж в 10 раз. Непорядок. Также изменим коэффициент 3 на 2 (понизим доверительную вероятность с 99.7% до 95.45%), чтобы избежать в будущем несоответствия ошибок на километр хода инструментальным СКП (об этом будет сказано ниже). Попробуем изменить формулу с учётом этих соображений:

m_км = W_доп / ( 2 * √ n * √ L )

Теперь перевычислим таблицу, применительно к которой и была написана первая (неизменённая) формула. Для удобства представим эту таблицу здесь:

Примечание: в данной таблице представлены две колонки с ошибками на станции. Крайняя правая колонка — ошибка на станции без учёта числа ходов (в прямом и обратном направлении или только в прямом направлении) и линий (по одной или двум парам костылей). Справа слева от неё — ошибка на станции с учётом числа ходов и линий. В дальнейшем речь пойдёт только об ошибке на станции с учётом числа ходов и линий.

Исходными данными для вычислений ошибок на километр хода также остаются число ходов и допустимая невязка на 1 км хода.

Также вычислим ошибку на станции следующим образом: 1) Определим число станций на километр хода по нормальным длинам плеч D (Пример для I класса: 1000 м / (50 м * 2) = 10 станций); 2) Разделим ошибку на 1 км хода на корень из числа станций.

Результаты вычислений:

Теперь сверим ошибки на километр хода с допустимыми инструментальными СКП для соответствующих классов согласно инструкции по нивелированию:

Заметим, что все полученные значения ошибок на километр хода в полной мере вписываются в инструментальные СКП.

Для IV класса хотелось бы отметить — ввиду того, что нивелирование выполняется в одном направлении, приведённую инструментальную СКП на км двойного хода следует умножить на √2:
6 мм * √2 = 8.5 мм. Таким образом, инструментальная СКП также хорошо вписывается в ошибку на километр хода (10 мм).

Также отмечу кое-что и по техническому нивелированию — если вспомнить старый советский нивелир с наклонным лучом НЛ-3 (самый грубый нивелир из тех, что попадались мне в литературе), имевший инструментальную СКП порядка 25 мм на километр хода (в одном направлении), то можно заметить, что в табличное значение ошибки на километр хода 25 мм этот прибор вписывается без запаса. Однако, на фоне такой величины инструментальной СКП другие источники ошибок окажутся пренебрежимо малы.

Таким образом, получена оценка погрешности нивелирования, хорошо согласующаяся со старой приборной базой, под которую в настоящее время расписана большая часть нормативов и методик по нивелирным сетям. Выглядит всё это, конечно, как некая «подгонка под решение», но лично мне такие числа кажутся вполне логичными, и их целесообразно использовать для предрасчёта нивелирных сетей.

По аналогичной схеме можно составить таблицу и для нивелирных сетей в наблюдениях за осадками.

Вычисления выполнены по формуле
m_ст = W_пред / ( 2 * √n ),

где W_пред— предельная СКП на станции; n — число ходов

Предельные СКП на станции взяты из таблицы 3 ГОСТ 23846-2012.

#18

Последнее редактирование: 18 дек 2020
Форумчанин

Регистрация:

27 июн 2014

Сообщения:

5.298

Симпатии:

1.852

Адрес:

г. Москва

Ошибка — нет, оценка ошибки — да!

#19
Форумчанин

Регистрация:

1 июн 2019

Сообщения:

3.766

Симпатии:

1.219

Адрес:

Пермь

Также в дополнение к предыдущему сообщению. Выдержки из «Основных положений построения государственной опорной геодезической сети» 1939 г. (полностью можно ознакомиться в разделе Ресурсы).

Под средней случайной ошибкой здесь имеется в виду средняя квадратическая. Это с одной стороны как историческая справка, а с другой — требования к геометрическому нивелированию кардинально не менялись, наверное, около столетия, если не больше. Так что вполне можно сопоставить эти циферки со всеми предыдущими.

#20

Поделиться этой страницей

Источник

нструментальные погрешности нивелиров.

осуществлении геодезической и картографической деятельности; | етрологические службы федеральных органов исполнительной власти и юридических лиц | осударственный метрологический контроль и надзор | диницы физических величин применяемые в геодезии. | талоны единиц и установки высшей точности | ведения о поверочных схемах | етоды передачи размера единиц величин | окальные поверочные схемы для основных видов | лассификация средств измерений | сновные конструктивные элементы и |

Читайте также:

VI. Лабораторные и инструментальные исследования.
вокально-инструментальные коллективы.
Дополнительные температурные погрешности
етоды определения основной метрологической погрешности теодолитов, нивелиров и дальномеров
Инструментальные методы исследования
Инструментальные системы технологии программирования.
Инструментальные среды программирования.

Составляющие инструментальных погрешностей нивелирования целесообразно выделить в две группы: одна из них представляет погрешности нивелиров, другая — рабочей меры, т. е. нивелирной рейки, а в нивелирных ходах — пары реек. В свою очередь, в зависимости от устройства стабилизации линии визирования, среди погрешностей нивелиров выделяют составляющие, связанные с работой уровней или компенсаторов.

Погрешность отсчитывания по рейкеσ_о зависит от оптических качеств зрительной трубы, ее увеличения Г и расстояния S до рейки.

Погрешность отсчета по шкале рейки, зависит от способа отсчитывания, для нивелиров без оптического микрометра при S < 100 м по шкале с сантиметровыми делениями не превышает 1 мм.

Погрешность из-за непараллельности визирной оси и оси уровня при трубе (у нивелиров с компенсаторами — погрешность из-за негоризонтальности визирной оси) обуславливает появление угла i.

Влияние угла i исключается в ходах при строгом равенстве плеч на станциях нивелирования. Поэтому в нивелирных ходах следует избегать систематического накопления неравенства плеч на станциях сверх допустимого предела.

Погрешности нанесения шкал реек подразделяются на случайные и систематические. В качестве случайных погрешностей выступают неточности нанесения дециметровых и сантиметровых делений шкал реек; погрешности метровых интервалов носят систематический характер, т. к. средняя длина метра реек предопределяет масштаб измеряемых превышений в нивелировании. Отклонение средней длины метровых интервалов пары реек вносит систематическую погрешность в измеряемое превышение.

Погрешность в длине метровых интервалов реек подлежит нормированию в технической документации и обязательному контролю при поверке реек.

При наличии прогиба рабочей поверхности (стрелки прогиба g) изменяется длина рейки.

Для шкаловых реек стрелка прогиба не должна быть более 10 мм, для инварных — 5 мм. Значение стрелки прогиба g должно нормироваться в НД и контролироваться при выпуске реек из производства и в эксплуатации.

Несовпадение нулевого штриха (начала) шкалы с плоскостью пятки рейки приводит к систематическим погрешностям при измерении превышений; при работе с парой реек это вызывает разность высот нулей пары реек. В нивелирных ходах, чтобы избежать влияния указанных погрешностей, нужно использовать четное число станций в каждом ходе.

Дата добавления: 2015-08-03; просмотров: 234 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su — 2015-2023 год. (0.006 сек.)

Источник

Инструментальные ошибки при нивелировании

Методы ослабления их влияния