Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования

Очевидно, что при соблюдении равенства плеч, погрешности отсчета по рейкам, определяемые кривизной Земли, будут одинаковыми. В целом, погрешность возникающая из-за кривизны Земли, пропорциональная квадрату измеряемых расстояний. Поэтому, при измерении необходимо учитывать кривизну в соответствии с требованиями к точности измерений. Существуют формулы для вычисления и учета таких погрешностей. , гдегде d – расстояние от нивелира до рейки в метрах, R – радиус Земли в км.При использовании поправок, а так же при измеренииметодом «из середины», погрешность нивелирования, возникающая из-за кривизны Земли, может быть полностью исключена из результатов измерений.Влияние рефракции атмосферыЭффект рефракции заключается в искривлении линии визирования в результате изменения плотности атмосферы. Это приводит к тому, что линия визирования искривляется и наклоняется к земле. На некоторых, очень небольших расстояниях, этот эффект можно не учитывать, но в большинстве случаев он способен оказывать существенное влияние на результаты измерений. В рефракционной ошибке можно выделить короткопериодную и регулярную составляющие [7]. Короткопериодная составляющая является следствием турбулентного движения воздушных потоков – случайного процесса. Изображение при этом колеблется или размывается. Естественно, что ошибка визирования на случайно колеблющиеся изображения целей больше, чем при визировании на спокойные. Снижение точности зависит от амплитуды колебаний и степени размытости, т.е. от интенсивности турбулентных потоков. Регулярная составляющая рефракции не влияет на качество изображения и является следствием стратификации атмосферы при медленно протекающих процессах. В геодезической практике поправку за вертикальную рефракцию вычисляют по формуле:, где - средний радиус Земли (6371 км); k – коэффициент рефракции; d–горизонтальноепроложение; - угол наклона. Из многочисленных исследований геодезического нивелирования на малые расстояния можно сделать следующие основные выводы:Колебания коэффициента рефракции в течении дня достигает больших величин. При этом наибольшие его значения наблюдаются при восходе и заходе Солнца, а так же в полдень;Рефракционные ошибки больше в ясную и тихую погоду. В облачную, они уменьшаются на 10-20%;При двухстороннем нивелировании и нивелировании методом «из середины» рефракционные ошибки, по большей части, компенсируются;Нивелирование можно выполнять в течении всего дня, но за исключением часов, когда изображение сильно колеблется и/или расплывчато, а так же в течении восхода и захода Солнца;Чтобы уменьшить рефракционную ошибку нужно обеспечить более высокое прохождение визирного луча. Увеличение высоты прибора позволяет снизить ошибки на 20-30%.ВыводыНа основании изложенных в настоящем реферате данных, можно сделать следующие выводы:Влияние кривизны Земли и атмосферной рефракции может приводить к существенным ошибкам при производстве геометрического нивелирования;Возникающие ошибки можно компенсировать, применяя соответствующие поправки и методы измерений, например, метод нивелирования «из середины» позволяет исключить их практически полностью.При применении поправок нельзя учесть случайные компоненты рефракции, например, короткопериодную составляющую, а следовательно, для исключения подобных ошибок предпочтительно применять определенную технику измерений:по возможности увеличивать высоту визирного луча над поверхностью как можно больше, с помощью повышения высоты инструмента, визированием на высокие цели и грамотным проектированием ходов;проводить измерения, исключая неблагоприятные периоды в течении дня: 2 часа после восхода и перед заходом Солнца, а так же периоды, когда изображение цели сильно колеблется или размыто;благоприятные условия для наблюдений – периоды сплошной облачности, пасмурная погода, легкий ветер.Список источниковГеодезия: учебное пособие для техникумов. – М.: Картгеоцентр – Геодезиздат, 1995;Инженерная геодезия: Учебник / Г.А. Федотов – 3-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2006;https://studref.com/326235/stroitelstvo/niveliry_ustroystvo#:~:text=1%20—%20объектив%3B%202%20—%20зрительная,15%20—%20элевационный%20винт;https://www.gsi.ru/catalog/levels;Конспект лекций по инженерной геодезии. НИУ МГСУ, 2015;Основы геодезии : учеб. пособие / Т. И. Левитская ; М-вообразования и науки Рос. Федерации, Урал.федер. ун-т. —2-е изд., перераб. — Екатеринбург : Изд-во Урал.ун-та,2017. Анализ влияния вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования при коротких расстояниях. Ю.В. Лобанова. Петербугский государственный университет путей сообщения Императора Александра I. 2018;