Q
Рисунок 9 - Влияние кривизны и рефракции на результаты
геометрического нивелирования
Из рисунка 9 видно, что превышение h точки В над точкой А равно h = а1 – в1 при условии совпадении визирного луча с кривой N1CN2 параллельной уровенной поверхности Q.
Если бы луч визирования шёл по касательной к этой кривой в точке C, то отсчёты по рейкам были бы соответственно а0 и в0. В этом случае превышение могло быть получено из выражения
h = (а0 – ка) – (в0 –кв),
где ка, кв – поправки в отсчёты по рейкам, установленным соответственно в точках А и В, за кривизну Земли,.
Известно, что визирный луч, проходя через тонкие слои воздуха различной плотности, преломляется и искривляется. Это явление носит вертикальной рефракции. В результате этого визирный луч отклонится от горизонтального направления на величины ra, rв
ra = а0 - а, rв = в0 - в,
называемыми поправками за рефракцию.
С учётом суммарного влияния кривизны земли и рефракции превышение h между точками А и В может быть получено из соотношения
h = [ a0 – (ка – rа)] – [ в0 –(кв – rв) ].
|
|
Введя обозначения ка – rа = fа, кв – rв= fв,
где fа, fв – поправки за совместное влияние кривизны Земли и рефракции, получим
h = а – в – (fа- fв).
Из изложенного ранее известно, что поправка за кривизну Земли выражается формулой
к = d2 / 2R,
где d – расстояние до рейки,
R – радиус Земли.
Из опыта наблюдений установлено, что поправка за рефракцию в среднем составляет около 16% от поправки за кривизну Земли, т.е.
r = 0.16d2/2R.
С учётом этого поправка за кривизну Земли и рефракцию выразится формулой
fа.в = ка. в – ra.в = 0.42d2/R.
Учёт поправки f зависит от заданной точности результата и от условий производства работ.
Из выражения для вычисления h следует вывод, что если установить нивелир посередине между нивелируемыми точками, то поправка за влияние кривизны Земли и рефракции практически не будет влиять на точность измеренного превышения.
Таким образом, влияние рефракции и кривизны Земли не влияет на результаты нивелирования, если оно выполняется из середины при равенстве плеч.