Виды нивелиров в геодезии: оптические, автоматические, цифровые, лазерные и теодолит-нивелиры

Какие виды нивелиров применяются в геодезии?

В геодезии применяют оптические нивелиры (глухие, элевационные и автоматические), цифровые, лазерные, нивелиры-теодолиты и ручные. Все создают горизонтальную основу для измерения превышений между точками, передачи высот от репера и выноса проектных отметок.

Эти виды нивелиров делятся на три группы:

• Оптические нивелиры — труба для наблюдения градуированной рейки: глухие, элевационные и автоматические.
• Электронные нивелиры — цифровой нивелир, считывающий штрихкодовую рейку, и лазерные нивелиры, проецирующие опорную плоскость для наблюдения глазом или приёмником.
• Простые нивелиры — ручные, визирные и строительные нивелиры-теодолиты для быстрых проверок и разбивки.

Хороший нивелир выбирают по точности, дальности и численности бригады, а не новизне технологии. Если вы выбираете между автоматическим и лазерным нивелиром для строительства, руководство по их сравнению рассматривает вопрос подробнее.

Как виды нивелиров сравниваются по точности и применению?

Цифровые и точные оптические нивелиры самые точные, ротационные лазеры самые производительные для планировки площадки, а ручные самые быстрые, но наименее точные. Таблица обобщает типичные значения; проверяйте характеристики каждого прибора.

Что такое глухой нивелир и нивелир с элевационным винтом?

Глухой нивелир — оптический прибор с трубой, жёстко закреплённой на вертикальной оси и горизонтируемой подъёмными винтами и длинным цилиндрическим уровнем. Элевационный нивелир позволяет слегка наклонять трубу точным винтом и устанавливать пузырёк для каждого визирования, что делает работу быстрее и точнее.

Глухие нивелиры прочны и просты, поэтому ещё встречаются в обучении и на некоторых объектах, но требуют тщательного повторного горизонтирования при каждом повороте трубы. Элевационные нивелиры с контактным уровнем и плоскопараллельным микрометром были стандартом точного нивелирования до появления автоматических и цифровых. Теперь оба типа в основном заменены автоматическими, более быстрыми и менее чувствительными к ошибкам оператора.

Что такое автоматический или оптический нивелир?

Автоматический нивелир — оптический прибор с маятниковым компенсатором, сохраняющим горизонтальность визирной линии после грубого выравнивания по круглому уровню. Это самый распространённый геодезический нивелир на стройплощадках и в инженерных изысканиях.

Типичные характеристики оптического нивелира — увеличение 20×–32× и стандартное отклонение около 1,0–2,5 мм на километр двойного нивелирного хода. Инженерные нивелиры с большим увеличением надёжнее считывают мелкие деления на длинных лучах. Проверяйте компенсатор лёгким постукиванием по штативу и наблюдением возврата перекрестия, регулярно выполняйте поверку по двум точкам для подтверждения горизонтальности визирной линии. Устанавливайте прибор на устойчивый штатив со стандартной резьбой 5/8"-11, например наш алюминиевый геодезический штатив высотой примерно 90–158 см со стальными острыми наконечниками для мягкого грунта.

Что такое цифровой нивелир в геодезии и чем он отличается от цифрового интеллектуального уровня?

В геодезии цифровой (электронный) нивелир — автоматический нивелир, считывающий штрихкодовую рейку датчиком изображения и электронно вычисляющий высоту и расстояние. Он устраняет ошибки отсчёта и записи и сохраняет каждое наблюдение для выгрузки.

С инварной штрихкодовой рейкой точные цифровые нивелиры достигают около 0,3 мм/км; со стандартными стеклопластиковыми или алюминиевыми — обычно 1,0–1,5 мм/км. Это лучший выбор для опорных сетей, мониторинга осадок и длинных ходов, поскольку они автоматически проверяют невязки. Нужны достаточное освещение рейки и чёткая видимость кода, поэтому густая растительность и тёмные туннели могут замедлить работу.

Поиск цифрового уровня чаще выдаёт ручные инструменты: пузырьковый уровень с инклинометром, показывающим угол в градусах или процентах. Они полезны, но не являются геодезическими приборами.

Цифровой строительный уровень — магнитный, кубик, интеллектуальная рейка 4 фута или комбинация уровня и угломера — удобен для проверки пандуса или уклона трубы. Модель с отображением уклона в процентах напрямую показывает уклон поверхности; цифровой угловой уровень делает то же в градусах. Некоторые модели добавляют лазерную линию и продаются как цифровой уровень с лазером. Лучший интеллектуальный уровень для столяра не является геодезическим прибором, поэтому не используйте его для передачи отметок по площадке.

Что такое лазерный нивелир и когда лучше ротационный?

Лазерный нивелир проецирует горизонтальную линию или плоскость для считывания глазом либо приёмником. Ротационный нивелир вращает луч на 360°, создавая полную опорную плоскость, поэтому один человек с приёмником на рейке проверяет отметки в любой точке площадки.

• Ротационные лазеры — обычно около ±1,5–±3 мм на 30 м, рабочий диаметр с приёмником — несколько сотен метров. Многие модели задают уклон по одной или двум осям, поэтому подходят для водоотвода, парковок и спортивных полей. Такой лазер для планировки также работает с приёмниками на грейдерах и бульдозерах.
• Линейные и перекрёстные лазеры — проецируют видимые линии на стены и пол для отделки. Самовыравнивающийся лазер 360° создаёт полное горизонтальное кольцо; зелёный луч в помещении заметнее красного.
• Лазерный приёмник — закреплённый на рейке датчик находит невидимый или слабый на солнце луч и подаёт звуковой сигнал на нужном уровне.

Лазеры стали самыми распространёнными строительными инструментами нивелирования плит, фундаментов и земляных работ, поскольку экономят одного работника. Выбирая самовыравнивающийся лазер, смотрите на точность, диапазон самовыравнивания, IP и дальность приёмника, а не только цвет луча. Обычно покупают комплект с штативом и лазерной рейкой.

Что такое нивелир-теодолит и чем он отличается от нивелира?

Нивелир-теодолит, или строительный transit level, имеет трубу, которая также наклоняется вверх-вниз и поворачивается по горизонтальному кругу, позволяя измерять горизонтальные углы, проверять вертикальность и простые вертикальные углы наряду с высотами. Обычный нивелир визирует только горизонтально.

Строительный transit — упрощённый родственник геодезического transit, предшественника теодолита. На объекте его используют для разбивки углов зданий 90°, выверки фундаментов и заборов, вертикальности колонн и определения высот. Английские запросы level and transit level, site level transit и construction transit level описывают этот вид строительного инструмента. Оптический нивелир-теодолит имеет умеренную угловую точность; для точных углов или расстояний используйте электронный теодолит или тахеометр. Наш электронный теодолит SET1 имеет трубу 30×, автоматическую компенсацию и двусторонние дисплеи для створов, вертикальности и разбивки осей. Различия объяснены в статье о теодолите и тахеометре.

Как определять высоты нивелиром-теодолитом или строительным нивелиром

Установите и отгоризонтируйте нивелир-теодолит, возьмите задний отсчёт по реперу для определения горизонта прибора, затем передние отсчёты по каждой точке и вычитайте их. Процедура одинакова для любого оптического или цифрового нивелира.

1. Установите штатив на твёрдом грунте с примерно горизонтальной головкой; штатив должен иметь плоскую головку и подходящую резьбу.
2. Отгоризонтируйте прибор подъёмными винтами, чтобы при вращении пузырёк оставался в центре.
3. Сфокусируйте окуляр на сетке нитей, затем трубу на рейке для устранения параллакса.
4. Возьмите задний отсчёт по реперу. Считайте вертикально установленную на точке известной высоты рейку. Горизонт прибора = высота репера + задний отсчёт.
5. Возьмите передний отсчёт по каждой точке. Высота = горизонт прибора − передний отсчёт.
6. Замкните ход. Завершите на репере или другой известной точке и проверьте невязку до использования результатов.

Рейку часто называют transit stick или grade rod; комплект нивелира-теодолита обычно включает прибор, штатив и рейку. При высотных работах сохраняйте равенство заднего и переднего плеч и длину примерно до 60 м. Виды реек описаны в руководстве по геодезическим рейкам и знакам.

Что такое ручной или визирный нивелир?

Ручной нивелир — небольшая визирная трубка с отражённым в поле зрения пузырьком; её держат у глаза для визирования горизонтальной линии. Такой инструмент применяют для приблизительных проверок высот, рекогносцировки склонов и быстрой оценки отметок.

Ручной визирный нивелир дешёв и лёгок, но его точность — лишь сантиметры или дециметры в зависимости от длины луча и устойчивости руки. Некоторые версии, часто называемые уровнями Абнея или клинометрами, также считывают углы склонов. Ручной прибор подходит для проверки стока воды или лесной таксации, но не для реперов или проектных отметок.

Какой вид нивелира выбрать?

Выбирайте по точности, расстоянию и численности бригады. Таблица охватывает распространённые работы.

На крутом рельефе или длинных линиях тахеометр с тригонометрическим нивелированием может быть быстрее нивелира. Наш тахеометр TS1000 обеспечивает угловую точность 2" и дальномерную 2 мм + 2 ppm на призму до 7500 м. Для комплекта со штативами и аксессуарами запросите предложение.

Часто задаваемые вопросы