способ контроля за устойчивостью реперов

Формула изобретения

Способ контроля за устойчивостью реперов, включающий определение превышений, при котором нивелиром снимают отсчеты а₁ и а₂ по задней и передней рейкам, отличающийся тем, что устойчивость положения основного репера оценивается по результатам наблюдений куста из трех вспомогательных реперов - (ВР), одинаковых по конструкции и условиям заложения, расположенных так, чтобы превышения их над основным репером (ОР) измерялись с одной станции при равенстве плеч и расстоянием от поверхности земли до визирного луча не менее 0,3 м, при этом устойчивость основного репера (ОР) оценивается путем сравнения превышений вспомогательных реперов над основным репером, и если превышение каждого ВР над ОР повторяет друг друга от цикла к циклу, то это показывает устойчивость вспомогательных реперов, при этом основной репер испытывает вертикальные перемещения на величину, равную среднему превышению в данном цикле, взятому с обратным знаком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геодезии и может быть использовано при наблюдениях за стабильностью высотного положения реперов, предназначенных для вынесения в натуру проектных отметок точек, наблюдений за осадкой сооружений и в других случаях инженерно-геодезической практики.

Прототипом является авторское свидетельство G 01 С 5/00 SU 1800263 А1 (Ю. Г. Соколов, Кубанский сельскохозяйственный институт). Суть изобретения в том, что при измерении превышения используется рейка, выполненная с зеркальными вертикальными поверхностями, и нивелир с вертикальной шкалой, прикрепленной к объективу, причем после снятия каждого из отсчетов a₁ и a₂ снимаются дополнительные отсчеты 1₁ и 1₂ по изображениям вертикальной шкалы, сформированным зеркальной поверхностью соответствующей рейки. Преимущество нашего метода заключается в том, что, исключая влияние факторов внешней среды и погрешностей наблюдений, влияющих на стабильность положения репера, повышается качество геодезических измерений.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества геодезических измерений путем исключения из них факторов внешней среды и погрешностей наблюдений, влияющих на стабильность положения репера.

На фиг.1 приведена схема проведения наблюдений; на фиг.2 - 5 - ход изменения превышений вспомогательных реперов над основным репером.

Сущность способа заключается в том, что устойчивость положения основного репера (ОР) определяется по результатам наблюдений куста из трех вспомогательных реперов (ВР), одинаковых по конструкции и условиям заложения. Устойчивость положения репера определяется сравнением превышений ВР над ОР.

Пусть h_о,i и h_k,i - измеренные превышения ВР над ОР в начальном и k-м циклах наблюдений (i=1, 2, 3 - номера реперов). Образуем разности



Если ход изменения превышений каждого ВР над ОР повторяет друг друга от цикла к циклу (фиг.2 - 5), то это свидетельствует о том, что их положение устойчиво, следовательно, в пределах точности измерений должно соблюдаться равенство _k,1k,2k,3, а средняя величина превышений



относительно начального цикла наблюдений, взятая с обратным знаком, означает изменение на эту величину отметки основного репера в k-м цикле наблюдений



В качестве ВР можно использовать металлические реперы - стержни длиной 1,8 м, заложенные ниже глубины промерзания грунта и сверху прикрытые крышкой.

ВР должны располагаться так, чтобы их превышения над ОР можно было измерять с одной станции при равенстве плеч, а визирный луч должен проходить над поверхностью земли не ниже 0,3 м.

Расчет точности выполнен исходя из основной формулы геометрического нивелирования h=а-b, согласно которой при условии m_a=m_b=m_взгл.

При наблюдениях по двум сторонам рейки и при двух горизонтах



Для разности h_k-h_o = получим



а средняя ее величина составит



Предельная величина при р=0,997 будет равна



Погрешность m_взгл слагается из следующих основных погрешностей:

1) m_у - в отсчете из-за погрешности установки оси уровня в горизонтальное положение m_y = 1,5d10^-4;

2) m_окр - округления отсчета по рейке



3) m_i - в отсчете из-за несоблюдения главного условия нивелира



4) m_ш - нанесения делений на рейку (для РН3 m_ш=0,50 мм).

Принимая в этих формулах для Н3 = 15, V=30^x и t=10 мм (цена деления рейки), при длине визирного луча d=20 м и d0 получим

m_у=0,04 мм; m_окр=0,37 мм; m_ш=0,50 мм.

Суммарная средняя квадратическая погрешность m_взгл будет равна



Следовательно



Для опытной проверки предлагаемого способа были организованы наблюдения на окраине города Йошкар-Олы (ул. 3. Космодемьянской, 49) за полигонометрическим пунктом ПЗ-2101, он же высотный репер - сферическая головка металлического стержня в обсадной трубе, снабженной откидной крышкой (фиг.1).

По радиусу 20 м были заложены, ниже глубины промерзания грунта, три металлические репера стержня (ВР) длиной 1,8 м: ВР1 и ВР3 по кромке леса в 2-4 м от проезжей городской дороги; ВР2 - по кромке просеки. Конструкция ВР приведена в [1].

Для наблюдения использованы нивелир Н3 и 1,5-метровая рейка РН3, снабженная жестким отвесом. Наблюдения выполнялись с постоянной станции по двум сторонам рейки при двух горизонтах инструмента. Результаты наблюдений сведены в таблицу и показаны на фиг.2 - 5.

Полученные результаты подтверждают устойчивость положения вспомогательных реперов, поскольку во всех случаях |_max-_min|<3m = 1,9мм.

Основной репер испытывает вертикальные перемещения, носящие сезонный характер и могущие превышать точность геодезических наблюдений, поскольку в ряде случаев

Литература

1. Шадрин А. Г. К вопросу об элементах деформации сооружений и методах геодезических наблюдений за ними. - Геодезия и аэрофотосъемка, 1990.

2. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве/Под ред. В.Д. Большакова. - М.: Недра, 1976.