1

POMIARY

WYSOKOŚCIOWE.

POWIERZCHNIE

ODNIESIENIA.

PRZEWYŻSZENIA MIĘDZY

PUNKTAMI.

INSTRUMENTY

NIWELACYJNE, BUDOWA,

SPRAWDZANIE I

REKTYFIKACJA.

2

1.Przedmiotem pomiarów wysokościowych są następujące elementy uszeregowane
wg ich charakteru i treści mapy zasadniczej:

a)

naziemne

:

•charakterystyczne punkty powierzchni terenu, w oparciu o które rzeźba terenu
przedstawiona zostanie na mapie warstwicami

• wybrane punkty powierzchni terenu w przypadku przedstawienia na mapie
rzeźby terenu w postaci opisu rzędnych wysokości punktów (pikiet)

• naturalne i sztuczne formy ukształtowania terenu

•przekroje poprzeczne ulic i dróg urządzonych

• elementy naziemne podziemnego uzbrojenia terenu.

3

b) podziemne:

•górne krawędzie włazów i dna studzienek kanalizacyjnych oraz wloty i wyloty
kanałów lub przykanalików w ich najniższych punktach

• osie przewodów wodociągowych, gazowych i cieplnych bez obudowy

• wierzchy i dna kanałów oraz dna komór i studni sieci cieplnej, teletechnicznej
i elektroenergetycznej

• górne krawędzie (powłoki) lub wierzchy rur ochronnych kabli doziemnych

• załamania przewodów (osi) pionowe i poziome.

   Przedmiotom pomiarów wysokościowych w uzasadnionych przypadkach mogę być
także inne elementy terenu, ustalone w instrukcjach resortowych lub w warunkach
technicznych robót wykonywanych dla celów specjalnych.

4

Zgodnie z ustaleniami zawartymi w instrukcji technicznej O-1, wysokości
charakterystycznych punktów terenowych należy określać względem punktów
wysokościowej osnowy geodezyjnej następującą dokładnością:

0,01 m - elementy naziemne uzbrojenia terenu,

0,05 m - budowle i urządzenia techniczne o konstrukcji trwałej,

0,10 m - budowle i urządzenia techniczne ziemne oraz podziemne - zakryte.

Średni błąd określenia wysokości charakterystycznych punktów rzeźby terenu nie
powinien przekraczać wielkości m

H

= 1/5 przewidywanego dla danej mapy cięcia

warstwicowego.

Pomiary wysokościowe punktów sytuacyjnych, wykonane metodami
bezpośrednimi, powinny być prowadzone z dokładnością określoną w ust.1 bez
względu na skalę mapy, jaka ma powitać w wyniku pomiaru. Przy opracowaniach
metodą stereofotogrametryczną średni błąd określenia wysokości
charakterystycznych punktów terenu nie powinien być większy od 0,0002 h, gdzie
h oznacza wysokość fotografowania.

5

Średni błąd warstwic

nie powinien dla danej mapy przekraczać:

1/3

zasadniczego cięcia warstwicowego dla terenów o nachyleniu do

2

o

2/3

zasadniczego cięcia warstwicowego dla terenów o nachyleniu od

2

o

do

6

o

3/3

zasadniczego cięcia warstwicowego dla terenów o nachyleniu

większym od

6

o

• Podczas wykonywania pomiaru wysokościowego sporządza się szkice

polowe na formularzu określonego wzoru, zdjęciu lotniczym lub na mapie

• Odczyty z łaty wpisuje się w odpowiednie dzienniki pomiarowe lub

rejestruje automatycznie

• W miarę postępu prac polowych sporządza się szkic przeglądowy

szkiców polowych

6

Układ wysokości tworzą wysokości normalne,odniesione do średniego poziomu Morza
Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej,wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie koło Sankt
Petersburga.

Wysokość normalna punktu – jest to różnica potencjałów siły ciężkości w tym punkcie i na
powierzchni geoidy,podzielona przez przeciętną wartość przyspieszenia wzdłuż linii pionu
normalnego pola siły ciężkości.

Rzędne w układzie wysokości określa się z pomiarów geodezyjnych nawiązanych do punktów
wysokościowej osnowy geodezyjnej.

7

Przez

niwelację punktów

rozumiemy pomiar różnic wysokości pomiędzy nimi,

w następstwie czego określa się ich wysokość względem przyjętego poziomu odniesienia

.

W pracach geodezyjnych określa się zwykle wysokości bezwzględne, tzn. wyniesienia
punktów nad powierzchnią geoidy mierzone wzdłuż linii pionowych przechodzących przez
te punkty.

Rozróżnia się wysokości dodatnie dla punktów położonych powyżej poziomu morza i ujemne
dla punktów położonych poniżej tego poziomu, np.w depresjach oraz w głębokich kopalniach.

8

Rys.1

Zgodnie z rysunkiem 1 wysokość dowolnego punktu w wyniku niwelacji określa się według
wzoru:

H

B =

H

A +

h

AB

Jeżeli różnica wysokości

h

AB

jest dodatnia, to punkt B jest położony wyżej niż punkt A i teren

wznosi się ku górze, natomiast jeżeli różnica wysokości jest ujemna, to punkt B jest położony
niżej, a teren opada.

9

Niwelacja czyli pomiar różnicy wysokości może być wykonany różnymi metodami i o różnej
dokładności. Są to:

Precyzyjna niwelacja geometryczna – polega ona na bezpośrednim pomiarze różnic wysokości

za pomocą sprzętu o największej dokładności. Tego rodzaju niwelacja wchodzi w zakres geodezji
wyższej i stosuje się ją do pomiarów wysokości reperów państwowych I i II klasy.
Niwelacja precyzyjna służy także do prac naukowych, których celem jest badanie kształtu i
wielkości Ziemi oraz ruchów skorupy ziemskiej, a ponadto znajduje zastosowanie w badaniu
odkształceń i przemieszczeń budowli inżynierskich.

Techniczna niwelacja geometryczna – jest wykonywana niwelatorem o mniejszej dokładności.
Stosuje się ją do pomiarów wysokości sieci reperów niższej klasy. Stanowią one osnowę
pomiarów związanych ze sporządzaniem map sytuacyjno – wysokościowych, a także pomiarów
towarzyszących projektowaniu, tyczeniu i realizacji różnego rodzaju konstrukcji i budowli.

10

Niwelacja trygonometryczna – metoda pomiaru różnicy wysokości na podstawie zmierzonego
kąta pionowego i zmierzonej lub obliczonej odległości. Stosuje się ją, gdy warunki terenowe
uniemożliwiają lub utrudniają zastosowanie metody niwelacji geometrycznej. Niwelacja
trygonometryczna uzupełniona metodą biegunowego zdjęcia sytuacyjnego nosi nazwę tachimetrii.

Niwelacja barometryczna – polega na wyznaczaniu różnic wysokości za pomocą barometrów lub
dokładniejszych mikrobarometrów. Wykorzystano w niej znane prawo fizyczne, że wraz ze
wzrostem wysokości maleje ciśnienie atmosferyczne. W naszych warunkach zmianie ciśnienia
o 1 mm Hg odpowiada w przybliżeniu zmiana wysokości o 10-14 m.

11

Znaki

wysokościowe

Znaki wysokościowe niwelacji geometrycznej noszą nazwę reperów i są wykonane z metalu.
Najczęściej spotykane repery mają kształt żeliwnej głowicy osadzonej

na żeliwnym trzpieniu z

zadziorami (rys.2)

Rys.
2

Na przedniej ścianie znajduje się wypukłość, wokół której są umieszczone są napisy i numery
znaku. Repery osadza się na wysokości ok.. 50 cm nad ziemią w ścianach podpiwnicznych
budynków, stojących od kilkudziesięciu lat i nie polegających już osiadaniu.

12

W terenach gdzie nie ma odpowiednich obiektów do założenia reperów ściennych, zakłada się
repery ziemne (rys.3). Powinny być one osadzone w bloku betonowym na głębokości
110 – 120 cm opartym na płycie żelbetowej.

Rys.3

13

NIWELATORY

1. Niwelatory libellowe

Ten typ niwelatora składa się z następującej części:

spodarki (1)
lunety (2)
libelli niwelacyjnej (3)
niekiedy z koła poziomego (4)

Luneta wraz z libellą jest umocowana jest na dwóch dźwigniach. Jedna jest przegubowo
połączona z korpusem (alidadą), a druga za pomocą śruby elewacyjnej (4) może być przesuwana
w płaszczyźnie pionowej. Do przybliżonego poziomowania służy libella okrągła, w którą jest
zaopatrzony prawie każdy niwelator. .Do blokowania ruchu poziomego lunety służy śruba
zaciskowa (5), a do dokładnego naprowadzania osi celowej na łatę śruba ruchu leniwego.

Schemat budowy niwelatora libellowego przedstawia
rysunek 4.

14

spodark
a

luneta

Libella
niwelacyj
na

śruba elewacyjna

śruba zaciskowa

śruba ruchu leniwego

15

Najczęściej spotykane niwelatory libellowe to niwelator Ni 41 i Ni 42 produkcji Polskich
Zakładów Optycznych, których lunety mają powiększenie 25, przewaga libelli rurkowej
wynosi 20” a okrągłej 10’.

Z zagranicznych niwelatorów libellowych do bardziej znanych należy niwelator firmy
Zeiss – Jena – Ni 030. Powiększenie jego lunety wynosi 25, a przewaga libelli 30”.

Inne rodzaje niwelatorów to:
 Niwelatory automatyczne
 Niwelatory laserowe
 Niwelatory cyfrowe

16

W niwelatorze libellowym rozróżniamy następujące główne osie:

oś pionowa instrumentu (vv)

oś celowa lunety (cc)

oś libelli rurkowej (ll)

Sprawdzanie i rektyfikacja niwelatora

17

Wyżej wymienione osie powinny spełniać następujące warunki:

1. oś libelli powinna być prostopadła do pionowej osi obrotu instrumentu

2. oś celowa lunety powinna być równoległa do osi libelli niwelacyjnej

3. nitka pozioma krzyża celowniczego powinna być prostopadła do osi obrotu niwelatora
a nitka pionowa krzyża powinna być prostopadła do nitki poziomej