НИВЕЛИ́РОВАНИЕ

НИВЕЛИ́РОВАНИЕ, вид гео­де­зич. из­ме­ре­ний, при по­мо­щи ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ют пре­вы­ше­ние од­них то­чек зем­ной по­верх­но­сти над дру­ги­ми, а так­же вы­со­ты то­чек над при­ня­той уро­вен­ной по­верх­но­стью. Н. про­во­дят для изу­че­ния форм рель­е­фа зем­ной по­верх­но­сти, что име­ет боль­шое зна­че­ние для ре­ше­ния на­уч. за­дач как са­мой гео­де­зии, так и др. на­ук о Зем­ле. Кро­ме то­го, про­ве­де­ние Н. не­об­хо­ди­мо для про­ек­ти­ро­ва­ния, строи­тель­ст­ва и экс­плуа­та­ции разл. инж. со­ору­же­ний.

По спо­со­бам вы­пол­не­ния и при­ме­няе­мым при­бо­рам раз­ли­ча­ют гео­мет­рич., три­го­но­мет­рич., гид­ро­ста­тич., ба­ро­мет­рич. Н. Раз­ви­тие кос­ми­че­ской гео­де­зии по­зво­ли­ло так­же про­во­дить Н. при по­мо­щи гео­де­зич. спут­ни­ков (спут­ни­ко­вое Н.).

Рис. 1. Геометрическое нивелирование.

Са­мым про­стым и наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ным яв­ля­ет­ся ме­тод гео­мет­рич. Н. Он сво­дит­ся к оп­ре­де­ле­нию пре­вы­ше­ния $h=a-b$ меж­ду точ­ка­ми $A$ и $B$ (рис. 1) при по­мо­щи го­ри­зон­таль­ной ви­зир­ной ли­нии гео­де­зич. при­бо­ра (как пра­ви­ло, ни­ве­ли­ра) и мар­ки­ро­ван­ных гео­де­зич. (ни­ве­лир­ных) ре­ек. Совр. элек­трон­ные ни­ве­ли­ры с ко­до­вы­ми рей­ка­ми по­зво­ля­ют на­ка­п­ли­вать ре­зуль­та­ты по­ле­вых из­ме­ре­ний в па­мя­ти при­бо­ра и пе­ре­да­вать их в ком­пь­ю­тер. Н., при ко­то­ром пре­вы­ше­ние оп­ре­де­ля­ет­ся за од­ну ус­та­нов­ку при­бо­ра, на­зы­ва­ет­ся про­стым Н. Раз­но­сти вы­сот то­чек, на­хо­дя­щих­ся на зна­чит. рас­стоя­нии друг от дру­га, оп­ре­де­ля­ют из ни­ве­лир­ных хо­дов (сис­те­мы то­чек, че­рез ко­то­рые по­сле­до­ва­тель­но про­во­дит­ся Н.) пу­тём не­сколь­ких ус­та­но­вок при­бо­ра. Ни­ве­лир­ные хо­ды мо­гут об­ра­зо­вы­вать ни­ве­лир­ные се­ти.

Рис. 2. Тригонометрическое нивелирование.

При три­го­но­мет­рич. Н. раз­но­сти вы­сот то­чек оп­ре­де­ля­ют по из­ме­ре­нию уг­ла $ν$ (рис. 2) ме­ж­ду ви­зир­ной ли­ни­ей и го­ри­зон­та­лью, а так­же по из­ме­рен­но­му (или из­вест­но­му из дан­ных гео­де­зич. се­ти) рас­стоя­нию $S$ меж­ду точ­ка­ми $A$ и $B$. Пре­вы­ше­ние $h$ вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле $h=S\cdot \text{tg} ν+l_1-l_2$. Из­ме­ре­ние уг­лов на­кло­на и рас­стоя­ний про­во­дят, как пра­ви­ло, с по­мо­щью элек­трон­ных та­хео­мет­ров.

Рис. 3. Гидростатическое нивелирование.

Гид­ро­ста­тич. Н. ос­но­ва­но на прин­ци­пе со­об­щаю­щих­ся со­су­дов, сво­бод­ная по­верх­ность жид­ко­сти в ко­то­рых ус­та­нав­ли­ва­ет­ся на оди­на­ко­вом уров­не (рис. 3). Пре­вы­ше­ние $h$ оп­ре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле $h=b-a$. От­счёт уров­ня жид­ко­сти удоб­нее вес­ти от верх­них кон­цов со­су­дов, то­гда $h=(c_1-c_2)+(l_2-l_1)$. Гид­ро­ста­тич. ни­ве­ли­ры (ста­цио­нар­но­го и пе­ре­нос­но­го ти­пов) ис­поль­зу­ют­ся в осн. при на­блю­де­ни­ях за по­ло­же­ни­ем строи­тель­ных кон­ст­рук­ций и тех­но­ло­гич. обо­ру­до­ва­ния в пе­ри­од на­лад­ки и экс­плуа­та­ции со­ору­же­ний.

Ба­ро­мет­ри­че­ское Н. ба­зи­ру­ет­ся на за­ви­си­мо­сти ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния от вы­со­ты над уров­нем мо­ря (см. Ба­ро­мет­ри­че­ская фор­му­ла). По раз­но­сти ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния в двух ис­сле­дуе­мых точ­ках оп­ре­де­ля­ют пре­вы­ше­ние од­ной точ­ки над дру­гой. Этот вид Н. про­во­дит­ся при ра­бо­тах, не тре­бую­щих вы­со­кой точ­но­сти, и вы­пол­ня­ет­ся с по­мо­щью спец. ба­ро­мет­ров-ане­рои­дов.

По дан­ным Н. соз­да­ют­ся гос. вы­сот­ные се­ти 4 клас­сов. В них ис­поль­зу­ет­ся Бал­тий­ская сис­те­ма вы­сот, ис­ход­ной точ­кой ко­то­рой яв­ля­ет­ся нуль Крон­штадт­ско­го фут­што­ка. При про­ек­ти­ро­ва­нии и строи­тель­ст­ве со­ору­же­ний, а так­же при на­блю­де­ни­ях за их осад­кой в осн. при­ме­ня­ют ус­лов­ную сис­те­му вы­сот от­но­си­тель­но к.-л. вы­бран­ной уро­вен­ной по­верх­но­сти или плос­ко­сти.