Existují dvě základní metody nivelace:
nivelace kupředu,
nivelace ze středu.
Geometrická nivelace kupředu
Na bod A se postaví nivelační přístroj a připraví se k měření, na bod B se postaví nivelační lať. Změří se výška přístroje vp a na lati se odečte laťový úsek lB. Výsledné převýšení se určí ze vztahu
(viz obr. 11.9).
Při měření převýšení na větší vzdálenosti, při větších převýšeních či terénních překážkách je třeba vzdálenost rozdělit na n kratších úseků a měřický úkon n-krát opakovat. Přístroj se postupně staví na bod, na němž při předchozím měření stála lať a lať se přenáší na následující bod ve směru postupu měření. Výsledné převýšení je pak součtem převýšení jednotlivých úseků.
Geometrická nivelace ze středu
Na bodech, mezi nimiž určujeme převýšení, jsou postaveny nivelační latě. Nivelační přístroj se staví přibližně doprostřed mezi body A a B. Záměrná přímka urovnaného nivelačního přístroje vytne na latích laťové úseky lA = z (čtení vzad) a lB = p (čtení vpřed). Převýšení mezi body A a B se určí ze vztahu
Poznámka
Stanovisko nivelačního přístroje a přidružené přestavové body (dvojice latí) tvoří nivelační sestavu. Nivelační sestava je základním prvkem v hierarchii vyšších nivelačních útvarů. Soubor nivelačních sestav mezi výchozím a konečným nivelačním bodem se nazývá nivelační oddíl. Několik nivelačních oddílů tvoří nivelační úsek. Větší počet za sebou následujících nivelačních oddílů tvoří nivelační pořad. Nivelační pořad může být vložený (začíná i končí na známých bodech), uzavřený (začíná i končí na tomtéž známém bodě), volný (začíná na známém bodě a končí na bodě určovaném) či tvořící plošnou nivelační síť (zahrnuje alespoň dva známé body). Jeden nebo několik nivelačních pořadů uzavírajících území se nazývá nivelační polygon. Území uzavřené nivelačním polygonem se nazývá nivelační oblast.
Při měření převýšení na větší vzdálenosti, při větších převýšeních či terénních překážkách je třeba vzdálenost (nivelační oddíl) rozdělit na n kratších úseků (nivelačních sestav) a měřický úkon n-krát opakovat. Nivelační přístroj se připraví k měření vždy ve středu určité sestavy, latě se staví na krajní body nivelační sestavy (tyto body se stabilizují, body mezi body A a B se nazývají přestavové body). Přístrojem se odečte nejprve čtení vzad, poté čtení vpřed (závisí na směru postupu měření). Po změření první sestavy se přemístí lať z bodu A na druhý přestavový bod, nivelační přístroj se přemístí doprostřed druhé sestavy, lať na prvním přestavovém bodě se opatrně otočí směrem k novému stanovisku přístroje (nesmí přitom dojít k posunu podložky!!). Tento postup se opakuje dokud není změřen celý nivelační oddíl. Výsledné převýšení je součtem převýšení jednotlivých nivelačních sestav.
Druhy (způsoby) nivelace
Podle dosahované přesnosti výsledků měření se geometrická nivelace dělí na:
technickou nivelaci (TN),
přesnou nivelaci (PN),
velmi přesnou nivelaci (VPN),
zvlášť přesnou nivelaci (ZPN).
Technická nivelace
Technická nivelace se řídí Směrnicí pro technickou nivelaci. Použije se při měření pro běžné technické účely, pro určení nadmořských výšek bodů v podrobném výškovém bodovém poli. Rozlišuje se technická nivelace základní přesnosti (nižší nároky na přesnost) a zvýšené přesnosti (vyšší nároky na přesnost).
Nivelační soupravu tvoří nivelační přístroj s minimálně 16-ti násobným zvětšením, nivelační libelou o citlivosti alespoň 60´´/2mm (koincidenční libela 80´´/2 mm) nebo kompenzátorem odpovídající přesnosti, nivelační latě se zřetelným dělením, pevnou patkou (při zvýšené přesnosti se vyžadují celistvé latě z jednoho kusu vybavené urovnávací libelou) a lehké nivelační podložky.
Postup měření: délka záměr se volí až 120 m, záměry se určují odhadem, nivelační oddíl se měří jedenkrát, u volných pořadů dvakrát. Při zvýšené přesnosti se volí maximální délka záměr 80 m (optimální je 40 až 50 m), sestavy se půlí krokováním, popř. se kontrolují nitkovým dálkoměrem. Výška záměry nad terénem má být minimálně 0,3 m. Nivelační oddíl se měří vždy dvakrát. V případě použití dvou latí se volí sudý počet sestav (vyloučení indexové chyby latě).
Kritériem přesnosti je mezní odchylka mezi daným a měřeným převýšením. Ta se určí ze vzorce
, při zvýšené přesnosti
kde L je délka nivelačního pořadu v kilometrech.
Vzniklá odchylka se rozdělí úměrně jednotlivým horizontům přístroje (nejlépe k záměrám vzad). Pokud bylo převýšení měřeno dvakrát, uvádí se ještě mezní odchylka mezi dvakrát měřeným převýšením:
, při zvýšené přesnosti
Přesná nivelace
Přesná nivelace se řídí Nivelační instrukcí pro práce v ČSJNS. Použije se při měření výšek ve výškovém bodovém poli, hlavně v pořadech III. a IV. řádu a v PNS, a při speciálních pracích vyšší přesnosti z oblasti inženýrské geodézie. Rozlišuje se přesná nivelace pro měření nivelačních pořadů IV. řádu a PNS spadajících do PVBP a pro měření nivelačních pořadů III. řádu spadajících do ZVBP.
Nivelační soupravu tvoří nivelační přístroj s minimálně 24 násobným zvětšením, nivelační libelou o citlivosti alespoň 20,6´´/2mm (koincidenční libela 41´´/2 mm) nebo kompenzátorem odpovídající přesnosti (pro měření nivelačních pořadů III. řádu musí mít přístroj optický mikrometr a chrání se při měření slunečníkem), pevné stativy, nivelační latě se vyžadují celistvé latě z jednoho kusu vybavené urovnávací libelou (pro měření nivelačních pořadů III. řádu musí mít latě invarovou stupnici a opěrky) a těžké litinové nivelační podložky.
Postup měření: každý pořad se niveluje dvakrát (tam a zpět) alespoň v jinou denní dobu. Při použití dvou latí musí být sudý počet sestav. Záměry se rozměřují pásmem s přesností na 1 dm. Délky záměr jsou maximálně 50 m, výška záměry nad terénem je minimálně 50 cm (v případě kratších záměr ve svažitém terénu 25 cm). Použijí-li se dvoustupnicové latě, nesmí rozdíl od konstanty překročit u záměry 1 mm a v sestavě 1,5 mm. Připojovací a kontrolní měření se provádí na dva nejbližší body. Komparace latí se provádí ve zkušebně či na nivelační základně. Při měření nivelačních pořadů III. řádu mají záměry délku maximálně 40 m a výška záměry nad terénem je minimálně 80 cm (v případě kratších záměr ve svažitém terénu 40 cm). U dvoustupnicových latí nesmí rozdíl od konstanty překročit u záměry 0,1 mm a v sestavě 0,2 mm. Připojovací a kontrolní měření se provádí na dva nejbližší body, které však musí být vzdáleny minimálně 1 km. Komparace latí se provádí s využitím polního etalonu přímo v poli.
Kritériem přesnosti je mezní odchylka mezi nivelovaným převýšením tam a zpět. Ta se určí ze vzorce
, při měření nivelačních pořadů III. řádu
kde R je délka nivelačního oddílu v kilometrech.
Pro nivelační úsek se používá pro výpočet mezní odchylka vzorec
, při měření nivelačních pořadů III. řádu
kde L je délka nivelačního úseku v kilometrech.
Pro ověřovací měření mezi dvěma výškově známými body se k uvedeným hodnotám připočítávají 2 mm.
Velmi přesná nivelace a zvlášť přesná nivelace
VPN se použije při měření v ZVBP, hlavně v nivelačních sítích I. a II. řádu. ZPN se použije při výškovém určení výškových indikačních bodů (VIB) a při speciálních pracích s vysokými nároky na dosaženou přesnost. Podrobněji je látka probírána v předmětu Vyšší geodézie, popř. je uvedena v [62].