Tesviye - Levelling

Operasyonel Oşinografik Ürünler ve Hizmetler Merkezi personeli, Richmond, Maine'deki ABD Ordusu Mühendisler Birliği'ni desteklemek için gelgit istasyonu tesviyesi yapıyor.

Tesviye ( İngiliz İngilizcesi ) veya tesviye ( Amerikan İngilizcesi ; yazım farklılıklarına bakınız ), amacı bir veriye göre belirli noktaların yüksekliğini belirlemek veya doğrulamak veya ölçmek olan bir ölçme dalıdır . Yaygın kullanılan jeodezi ve haritacılık ölçmek için jeodezik yüksekliği ve içinde inşaat inşaat eserler yükseklik farklarını ölçmek için. Aynı zamanda su terazisi ve diferansiyel tesviye olarak da bilinir .

Optik tesviye

Bir metrik tesviye çubuğunu görüntülerken artı işareti üzerinde Stadia işaretleri . Üst işaret 1500 mm'de ve alt işaret 1345 mm'de. İşaretler arasındaki mesafe 155 mm'dir ve çubuğa 15.5 m'lik bir mesafe sağlar.

Optik seviyelendirme , artı işaretli ve stadyum işaretli hassas bir teleskoptan oluşan bir optik seviye kullanır . Hedef üzerindeki seviye noktasını belirlemek için artı işaretleri kullanılır ve stadyumlar mesafe bulmaya izin verir; stadyumlar genellikle 100:1 oranlarındadır, bu durumda tesviye çubuğu üzerindeki stadyum işaretleri arasındaki bir metre, hedeften 100 metreyi temsil eder. Komple ünite normalde bir tripod üzerine monte edilir ve teleskop yatay bir düzlemde 360° serbestçe dönebilir. Sörveyör, döner düzlemi yatay hale getirmek için üç adet hassas tesviye vidası kullanarak tripod ayaklarının kaba ayarı ve ince ayar yoluyla cihazın seviyesini ayarlar. Sörveyör bunu , alet yuvasına yerleştirilmiş bir boğa gözü seviyesi kullanarak yapar. Bir asistan, inç veya santimetre olarak derecelendirilmiş dikey bir seviye personeli tutarken, araştırmacı teleskopun göz merceğinden bakar . Seviye personeli, ayağı seviye ölçümünün gerekli olduğu noktaya gelecek şekilde bir seviye kullanılarak dikey olarak yerleştirilir. Teleskop döndürülür ve seviye personeli artı işaretlerinde açıkça görünene kadar odaklanır. Yüksek hassasiyetli manuel seviye durumunda, ince seviye ayarı, teleskoba sabitlenmiş yüksek hassasiyetli bir kabarcık seviyesi kullanılarak bir yükseklik vidası ile yapılır. Bu, ayarlama sırasında bir ayna ile görüntülenebilir veya balonun uçları teleskop içinde görüntülenebilir, bu da görüş alınırken teleskopun doğru seviyesinin güvence altına alınmasını sağlar. Bununla birlikte, otomatik bir seviye durumunda, kaba seviyeleme belirli sınırlar içinde doğru olduğu sürece, yükseklik ayarı yerçekimi nedeniyle asılı bir prizma tarafından otomatik olarak yapılır. Seviye olduğunda, artı işaretlerindeki personel mezuniyet okuması kaydedilir ve seviye personelinin incelenen nesne veya pozisyon üzerinde durduğu yere bir tanımlayıcı işaret veya işaret yerleştirilir.

Doğrusal tesviye prosedürü

1 ve 3 olarak gösterilen iki seviye personeli veya çubuklar arasındaki ilişkiyi gösteren diyagram. Seviye görüş hattı 2'dir.

Bilinen bir veriden seviyelerin doğrusal bir izi için tipik bir prosedür aşağıdaki gibidir. Enstrümanı bilinen veya varsayılan yükseklikteki bir noktanın 100 metre (110 yard) yakınına kurun. Bu noktada bir çubuk veya değnek dikey tutulur ve alet, çubuk ölçeğini okumak için manuel veya otomatik olarak kullanılır. Bu, aletin başlangıç ​​(geri görüş) noktasının üzerindeki yüksekliğini verir ve aletin referans noktası üzerindeki yüksekliğinin (HI) hesaplanmasını sağlar. Çubuk daha sonra bilinmeyen bir noktada tutulur ve aynı şekilde bir okuma alınır ve yeni (öngörü) noktasının yüksekliğinin hesaplanmasına izin verilir. Bu iki okuma arasındaki fark, yükseklikteki değişime eşittir, bu nedenle bu yönteme diferansiyel tesviye denir . İşlem, varış noktasına ulaşılana kadar tekrarlanır. Başlangıç ​​noktasına tam bir döngü yapmak ya da yüksekliği zaten bilinen ikinci bir noktada traversi kapatmak olağan bir uygulamadır. Kapatma kontrolü, operasyondaki hatalara karşı koruma sağlar ve artık hatanın istasyonlar arasında en olası şekilde dağıtılmasına izin verir.

Bazı enstrümanlar , ileri görüş ve arka görüş mesafelerinin stadia ölçümüne izin veren üç artı işareti sağlar . Bunlar ayrıca, hatalara karşı bir kontrol olarak ve çubuk ölçeğindeki işaretler arasındaki enterpolasyon hatasının ortalamasını almak için üç okumanın (3 telli seviyelendirme) ortalamasının kullanılmasına izin verir.

İki ana tesviye türü, daha önce açıklandığı gibi tek tesviye ve çift tesviyedir (çift çubuk). Çift seviyelemede, bir sörveyör iki öngörü ve iki arka görüş alır ve öngörüler arasındaki fark ile arka görüşler arasındaki farkın eşit olduğundan emin olur, böylece hata miktarını azaltır. Çift tesviye maliyeti, tek tesviyenin iki katıdır.

Seviye çevirme

Optik bir seviye kullanırken, uç nokta cihazın etkin aralığının dışında olabilir. Uç noktalar arasında engeller veya büyük yükseklik değişiklikleri olabilir. Bu durumlarda, ekstra kurulumlara ihtiyaç vardır. Dönüş, farklı bir yerden bir yükseklik çekimi yapmak için seviyeyi hareket ettirmekten bahsederken kullanılan bir terimdir.

Seviyeyi "döndürmek" için, önce bir okuma yapmalı ve çubuğun bulunduğu noktanın yüksekliğini kaydetmelidir. Çubuk tam olarak aynı yerde tutulurken, seviye çubuğun hala görülebildiği yeni bir yere taşınır. Seviyenin yeni konumundan bir okuma alınır ve yükseklik farkı seviye tabancasının yeni yüksekliğini bulmak için kullanılır. Bu, ölçüm dizisi tamamlanana kadar tekrarlanır.

Geçerli bir ölçüm elde etmek için seviye yatay olmalıdır. Bu nedenle, aletin yatay artı işareti çubuğun tabanından daha aşağıdaysa, sörveyör çubuğu göremez ve bir okuma alamaz. Çubuk genellikle 25 fit yüksekliğe kadar yükseltilebilir, bu da seviyenin çubuğun tabanından çok daha yükseğe ayarlanmasına izin verir.

Trigonometrik Tesviye

İnşaat ve ölçmede diğer standart tesviye yöntemine trigonometrik tesviye denir ve bir sabit noktadan bir dizi noktaya "dışarı" tesviye yapılırken tercih edilir. Bu, çubuğa dikey veya zenit açısını okumak için bir total station veya başka bir alet kullanılarak yapılır ve yükseklikteki değişiklik trigonometrik fonksiyonlar kullanılarak hesaplanır (aşağıdaki örneğe bakın). Daha mesafelerde (tipik olarak 1000 fit ve daha büyük), toprak eğriliği ve kırılma cihazı arasında dalga boyunca hava ve ölçüler dikkate alınmalıdır (aşağıdaki bölüme bakınız).

Örn: A Noktasındaki bir alet, B Noktasındaki bir çubuğa okur, zenit açısı < 88°15'22" (derece, dakika, yay saniyesi ) ve çubuk veya alet yüksekliğini hesaba katmadan 305.50 fitlik bir eğim mesafesi hesaplanır. Böylece:

cos(88°15'22")(305.5)≈ 9,30 ft.,

A ve B Noktaları arasında yaklaşık 9,30 fit yükseklikte bir yükseklik değişikliği anlamına gelir. Dolayısıyla, A Noktası 1.000 fit yükseklikteyse, B Noktası, başucu açıları için referans çizgisi (0°) olarak yaklaşık 1.009.30 fit yükseklikte olacaktır. düz yukarı saat yönünde tam bir dönüş gidiyor ve bu nedenle 90 dereceden (yatay veya düz) bir açı okuması aşağı değil yokuş yukarı bakıyor olacak (ve 90 dereceden büyük açılar için zıt) ve böylece yükseklik kazanacak.

Kırılma ve eğrilik

Dünyanın eğriliği, cihazda yatay olan bir görüş hattının, daha büyük mesafelerde bir kürenin üzerinde ve daha yüksek olacağı anlamına gelir. 100 metrenin altındaki mesafelerde yapılan bazı çalışmalar için etki önemsiz olabilir.

Görüş hattı cihazda yataydır, ancak atmosferik kırılma nedeniyle düz bir çizgi değildir . Hava yoğunluğunun yükseklikle değişmesi, görüş hattının dünyaya doğru bükülmesine neden olur.

Kırılma ve eğrilik için birleşik düzeltme yaklaşık olarak:

${\displaystyle \Delta h_{metre}=0.067D_{km}^{2}}$ veya ${\displaystyle \Delta h_{feet}=0.021\sol({\frac {D_{ft}}{1000}}\sağ)^{2}}$

Kesin çalışma için bu etkilerin hesaplanması ve düzeltmelerin uygulanması gerekir. Çoğu iş için, kırılma ve eğrilik etkilerinin ortadan kalkması için öngörü ve arka görüş mesafelerini yaklaşık olarak eşit tutmak yeterlidir. Kırılma genellikle tesviyede en büyük hata kaynağıdır. Kısa seviyeli çizgiler için sıcaklık ve basıncın etkileri genellikle önemsizdir, ancak sıcaklık gradyanının dT / dh etkisi hatalara yol açabilir.

Tesviye döngüleri ve yerçekimi varyasyonları

Hatasız ölçümler varsayıldığında, Dünya'nın yerçekimi alanı tamamen düzenli ve yerçekimi sabit olsaydı, seviyelendirme döngüleri her zaman tam olarak kapanırdı:

${\displaystyle \sum _{i=0}^{n}\Delta h_{i}=0}$

bir döngü etrafında. Dünyanın gerçek yerçekimi alanında bu sadece yaklaşık olarak gerçekleşir; mühendislik projelerine özgü küçük döngülerde, döngü kapanması önemsizdir, ancak bölgeleri veya kıtaları kapsayan daha büyük döngülerde değildir.

Yükseklik farkları yerine, jeopotansiyel farklar döngüleri kapatır:

${\displaystyle \sum _{i=0}^{n}\Delta h_{i}g_{i},}$

nerede i tesviye aralığında yerçekimi anlamına gelir . Ulusal ölçekte hassas tesviye ağları için, her zaman ikinci formül kullanılmalıdır. ${\displaystyle g_{i}}$

${\displaystyle \Delta W_{i}=\Delta h_{i}g_{i}\ }$

ağın kıyaslamaları için jeopotansiyel değerler üreten tüm hesaplamalarda kullanılmalıdır . ${\displaystyle W_{i}}$

Enstrümanlar

Klasik enstrümanlar

Bodur seviye İngilizce inşaat mühendisi tarafından geliştirilen William Gravatt Londra'dan Dover önerilen bir demiryolu hattının rota çalışması yaparken,. Daha kompakt ve dolayısıyla hem daha sağlam hem de taşıması daha kolay olduğundan, genellikle damperli tesviyenin diğer tesviye türlerinden daha az doğru olduğuna inanılır, ancak durum böyle değildir. Dumpy tesviye daha kısa ve dolayısıyla daha çok sayıda görüş gerektirir, ancak bu hata, öngörü ve arka görüşleri eşit hale getirme uygulamasıyla telafi edilir.

Hassas seviye tasarımları, genellikle en yüksek doğruluğun gerekli olduğu büyük seviyelendirme projeleri için kullanıldı. Çok hassas bir su terazisi tüpüne ve görüş hattını yükseltmek veya alçaltmak için bir mikrometre ayarına sahip olmaları bakımından diğer seviyelerden farklıdırlar, böylece artı işareti çubuk ölçeğindeki bir çizgiyle çakışacak şekilde yapılabilir ve hiçbir enterpolasyon gerekmez.

Otomatik seviye

Otomatik seviyeler , operatör cihazı kabaca dengeledikten sonra (belki 0,05 dereceye kadar) görüş hattının yatay kalmasını sağlayan bir dengeleyiciden yararlanır. Sörveyör, aleti hızlı bir şekilde kurar ve başka bir noktada bir çubuk gördüğünde her seferinde dikkatli bir şekilde yeniden seviyelendirmek zorunda kalmaz. Ayrıca, görüş mesafesi boyunca eğimden yararlanmak yerine, tripodun küçük yerleşiminin etkisini gerçek hareket miktarına düşürür. Cihazı dengelemek için üç seviye vidası kullanılır.

lazer seviyesi

Lazer seviyeleri, seviye çubuğu üzerindeki bir sensör tarafından görülebilen ve/veya algılanabilen bir ışını yansıtır. Bu stil, inşaat işlerinde yaygın olarak kullanılır, ancak daha hassas kontrol işleri için kullanılmaz. Bir avantajı, bir kişinin tesviye işlemini bağımsız olarak yapabilmesidir, diğer türlerde ise alet başında bir kişi ve çubuğu tutan bir kişi gerekir.

Sensör, otomatik tesviyeye izin vermek için hafriyat makinelerine monte edilebilir .

Ayrıca bakınız

• Astrojeodezik tesviye
• Tesviye terimleri sözlüğü
• Anket kampı
• Arazi tesviyesi
• ortometrik yükseklik
• Dinamik yükseklik
• Fiziksel jeodezi

Referanslar