Как настроить оптический нивелир и правильно работать с ним

Вернуться ко всем статьям

Нивелир — это прибор, с помощью которого определяют перепады высот между точками поверхности, расстояния между ними или значения горизонтальных углов. Эти устройства используют строители, картографы, маркшейдеры, ландшафтные дизайнеры и другие специалисты. Без нивелирования трудно представить себе разумный проект даже не очень сложной постройки. А самым простым инструментом для такой работы справедливо считается оптический нивелир. Не случайно он стал активно выходить за пределы профессиональной сферы. Доступность метода, невысокая стоимость и неприхотливость оборудования делают его удобным для использования в частной практике: малом строительстве, ландшафтном дизайне и т.п.

Как настроить оптический нивелир и работать с ним

И если для специалистов настройка оптического нивелира не вызывает проблем, поскольку их учат работе с геодезическим оборудованием, то непрофессионалам приходится доходить до всего самим. Как снять отсчеты и разметить, например, высоту фундамента? Эти и другие вопросы постараемся кратко прояснить в данной статье.

Как строится процесс нивелирования?

В быту точное положение предметов по горизонтали мы можем установить с помощью простого пузырькового уровня. По сути, оптический нивелир ― тот же уровень, только совмещенный со зрительной (визирной) трубой, что позволяет соотносить точки, расположенные далеко друг от друга в пространстве. Чтобы установить превышения, прибор выстраивает горизонтальную плоскость, относительно которой определяется разница высот в выбранных местах.

Как строится процесс нивелирования?

Итак, в процесс нивелирования входит:

  • Установка и настройка нивелира (горизонтирование).
  • Визирование прибора на рейку, установленную в исходной (реперной) точке, чтение и фиксация отсчетного значения.
  • Поворот и визирование нивелира на рейку, установленную в целевой (ключевой) точке. Фиксация уровня ее высоты.
  • При необходимости измерение высот других точек относительно выстроенной горизонтали.
  • Расчет и анализ превышений между точками.

Что необходимо для процесса измерений?

Если за формирование горизонтали в оптическом нивелире отвечают пузырьковый уровень и встроенный компенсатор колебаний, то процесс измерений целиком зависит от его оптики. Оптическое устройство включает в себя визир для грубой наводки на цель, объектив, окуляр с регулировочным кольцом, винт регулировки резкости и винт точной наводки на цель.

Поле зрения прибора представляет собой сетку нитей. Для снятия отсчетов по высоте используется основное (центральное) перекрестие. Два сечения в верхней и нижней части — это так называемый нитяной дальномер, который применяют для определения расстояний. Кроме того, прибор может служить для угловых измерений. Для этого в его конструкции имеется горизонтальный лимб со шкалой.

Что необходимо для процесса измерений?

Снятие отсчетов невозможно без нивелирной рейки, которую помощник измеряющего будет держать на исследуемых точках. Рейку устанавливают строго вертикально и контролируют ее положение. На одной ее стороне имеется обычная миллиметровая линейка, а с другой ― нивелирная штрих-кодовая шкала. Она разбита на секторы, равные 10 см. Цифры показывают, сколько дециметров находится ниже. Это сделано для удобства визуального счета: например, сектор 17 значит 170 см. Каждый дециметр разбит на две части по 5 см (напоминающие букву Е) с сечениями, равными 1 см. Миллиметры между ними определяются на глаз.

Также для работы с нивелиром понадобится надежный штатив, который обеспечит максимально точную установку прибора.

Что необходимо для процесса измерений?

Как работать оптическим нивелиром правильно?

Мы рассмотрим порядок действий на примере нивелиров RGK серии C. Эти устройства удобны в работе, поскольку сохраняют горизонтальное положение при наклоне в пределах определенного диапазона. Встроенный компенсатор с магнитным или воздушным демпфером способен сглаживать колебания, вызванные, например, строительной техникой, автомобильной или железной дорогой. Магнитные демпферы более надежны и точны, но при работах около источников магнитного излучения стоит отдать предпочтение прибору с воздушным демпфером маятниковой системы компенсатора.

Настройка оптического нивелира после падения не вызовет трудностей, поскольку демпфер помогает прибору автоматически выравнивать горизонталь. При установке нивелира главное ― надежно его закрепить на штативе и сделать грубую настройку по круглому (цилиндрическому) пузырьковому уровню.

Как работать оптическим нивелиром правильно?

Готовим оптический нивелир к работе:

  1. Для установки штатива откройте зажимы, выдвиньте ножки на нужную высоту и зафиксируйте. Для максимальной устойчивости вдавите ножки треноги в грунт.
  2. Поставьте нивелир на штатив и затяните закрепительный винт. Для оптимальной установки прибора используйте нитяной отвес (он есть в комплектации моделей RGK-C).
  3. Для настройки прибора расположите круглый уровень между двумя подъемными винтами. Вращая их одновременно в противоположных направлениях, выведите пузырек уровня в среднее положение между винтами.
  4. Для горизонтирования нивелира третьим подъемным винтом приведите пузырек в центр 0-пункта. Дальнейшая настройка горизонтали произойдет автоматически с помощью встроенного компенсатора.
  5. Используя визир, наведите нивелир на рейку, установленную в точке измерения. Вращая окулярное кольцо, отрегулируйте четкость сетки нитей.
  6. Вращая фокусировочный винт (кремальеру), сделайте изображение рейки в поле зрения максимально четким.
  7. При помощи наводящего винта выполните точное наведение на цель и осуществляйте измерения.

Определение превышений

Существует два способа измерения высот геодезическим нивелиром: «из середины» и «вперед». Рассмотрим типичную ситуацию нивелирования первым способом.

Например, задан участок местности с двумя точками. Требуется определить высоту (Н) каждой из них и вычислить превышение (h), то есть насколько точка В выше точки А.

Для решения задачи поставим на заданных точках нивелирные рейки. Между ними в описанном выше порядке установим и настроим нивелир, который сформирует горизонтальную плоскость. И приступаем к снятию отсчетов.

Определение превышений

Сначала наводим визирную трубу на исходную точку А и снимаем отсчет по рейке. Получаем, например, 2163.

Затем поворачиваем прибор, наводим его на рейку в целевой точке B и снимаем отсчет. Предположим, вышло 0825.

Производим вычисления. Превышение между точками вычисляем по формуле: h = а – b. В нашем случае: h = 2163 – 0825 = 1338, т. е. точка В находится выше точки А на эту величину. Если известна отметка НА по точке А и показатель превышения h, то можно определить значение НВ по точке В как их сумму: НВ = НА + h.

Чтобы не допускать ошибки, точку с известной отметкой (исходную) принято называть задней, а целевую (отметку которой определяют) ― передней. Сам отсчет по рейкам специалисты часто называют «взглядом», а превышение определяют, как «взгляд назад» минус «взгляд вперед».

Мы описали простое нивелирование с установкой прибора между двумя точками. Но чаще всего требуется определить превышения для многих точек на значительном протяжении. Тогда измерения осуществляют в несколько стоянок, прокладывая так называемый нивелирный ход.

Определение превышений

В этом случае внимание уделяют всем связующим точкам, так как единственная ошибка, допущенная в определении одной из высот, передается на все последующие. При таком нивелировании особенно важно использовать приборы с чувствительным компенсатором магнитного типа. Они обеспечивают стабильное горизонтирование и более высокую точность измерений.

Измерение дальности

На примере RGK серии N рассмотрим, как измерить расстояние от оптического нивелира до определенной точки. Для этого используют нитяной дальномер, т. е. верхнее и нижнее сечения в сетке нитей. Порядок действий прост.

Устанавливаем и горизонтируем оптический нивелир. Для максимальной корректности измерений используйте входящий в комплект нитяной отвес: его вертикаль точно укажет точку отсчета.

Теперь наводим трубу на рейку, установленную в нужной нам точке. Снимаем отсчеты по нижнему (Н) и верхнему (В) штрихам дальномерных нитей (по возможности лучше использовать шкалу с миллиметровой разбивкой).

Измерение дальности

Предположим, показатели отсчетов такие: В = 1420, Н = 1245.

Для расчета расстояния от прибора до точки используем формулу: L = (В – Н) x k, где k ― постоянный коэффициент дальномера (у большинства нивелиров он равен 100).

В нашем случае получаем: L = (1420 – 1245) х 100 = 17,5 м.

Измерение углов

Шкала лимба оптических нивелиров RGK серии С размечена в градусах, что очень удобно и привычно для выполнения угловых измерений непрофессионалами. Чтобы измерить угол между двумя объектами, потребуется три простых действия.

Настройте вертикальную линию сетки нитей на объект А и снимите отсчет угла α по шкале горизонтального круга.

Наведите нивелир на объект В и возьмите по лимбу отсчет угла β.

Вычислите горизонтальный угол между объектами А и В по формуле: α – β.

Измерение углов

Полезный совет

При всей своей простоте оптический нивелир ― серьезное устройство, предназначенное для точных измерений, иначе в них просто нет смысла. Все приборы RGK сертифицированы в России, полностью отрегулированы и готовы к работе. Но чтобы измерения всегда были максимально корректными и ваш проект не постигла судьба Пизанской башни, рекомендуем периодически проводить поверку и юстировку вашего нивелира. Для этого в комплекте моделей RGK имеются юстировочные инструменты, а в пользовательской инструкции есть понятное и подробное описание порядка действий.

Вместо заключения

Геодезические измерения всегда считались уделом профессионалов. И в большинстве случаев так оно и есть. Однако в реальной жизни нередки ситуации, когда ты сам себе и инженер, и строитель, и дизайнер. Тогда почему бы не попробовать роль геодезиста, хотя бы на собственном дачном участке? Тем более, что на рынке измерительных приборов есть оптические нивелиры, которые несложно настроить и освоить. Они хорошо отлажены, имеют автоматический механизм выравнивания и простую систему снятия отсчетов. Используя такой «уровень с визирной трубой», можно вычислить все необходимые параметры рабочей площадки: соотношение высот, расстояния и углы.