top of page

Reciprocal Levelling | Curvature and Refraction Correction

  • Writer: APSEd
    APSEd
  • Jan 25, 2021
  • 3 min read

Reciprocal levelling helps in compensating for the error due to curvature and refraction and also the line of collimation errors in surveying. It is one of the best methods to eliminate curvature and refraction errors.


In reciprocal levelling, the level is set up on both sides of the levels. Two sets of staff reading are taken. This helps in compensating for the error due to curvature and refraction & also the line of collimation errors in surveying.


Finding Difference in Levels


Let us say A and B are two points.

  • The instrument is set up near A and readings on the staff are noted (x1 and y1)

  • The instrument is shifted near B and readings on staff are again noted (x2 and y2)

Assuming the curvature and refraction error combinedly be e.


The error occurred when the instrument is close to 'A' is considered equal to the error occurred when the instrument is close to 'B' because the instrument is shifted quickly and there is not much change in refraction error.


The difference in levels, h = (y1 - x1) = (y2 - x2)

Considering a combined errors e,

The difference in level h = ((y1 - e ) - x1)

It can also be written as, h = (y2 - (x2 - e))

On adding these two equations, 2h = (y1 - x1) + (y2 - x2)


So, h = 0.5((y1 - x1) + (y2 - x2))


Reciprocal Levelling in Surveying

It is assumed that the atmospheric refraction remains at the same level when the instrument is shifted (Advisable to shift the instrument quickly!)


What about watching an 8 minutes video and understanding every bit of 'Reciprocal Levelling'?

Curvature and Refraction Correction


Curvature correction(Cc)

  • When levelling is done in a large area, the curvature of Earth is considered.

  • The horizontal line is not a level line, because of which the staff reading is more than expected, this is called curvature correction.

  • The effect of curvature is to increase the staff reading that is the error is positive and so the correction is negative.

Curvature Correction in Surveying
Curvature Correction

The curvature correction(Cc) is mathematically expressed as,

Cc = d^2/2R


Where, d: the length of the sight or the distance from the instruments to the staff station in kilometres

R= the radius of the earth = 6371 kilometres


So, Cc = 0.0785d^2


True staff reading = observed staff reading - 0.0785d^2


Refraction correction (Cr)

  • The rays of light passing through the atmosphere of different density bend down. It results in this type of correction.

  • The effect of refraction is 1/7th time the curvature correction but is of opposite nature. Hence the correction for refraction is additive to the staff reading.

Cr = 1/7 x Cc

So, Cr = 1/7 x 0.0785d^2 = 0.0112 x d^2


True staff reading = observed staff reading + 0.0112 x d^2


Combined correction(C)


The effect of curvature is to increase the staff reading and the effect of refraction is to decrease the staff reading. One more thing is the curvature error is more than the refraction error. So the combined effect is to increase staff reading. Hence, the combined correction is subtractive in nature.


C = 0.0785d^2 - 0.0112 x d^2 = 0.0673 x d^2


Therefore the true staff reading after both the corrections,


True staff reading = observed staff reading - 0.0673 x d^2


Try this question out!

Winding up here! Let us know by commenting, what all you want next.


Subscribe to APSEd Blog and get to know the latest.



96 Comments


Ha Suong
Ha Suong
17 hours ago

Tôi bắt gặp iwinclub xuất hiện trong nhiều cuộc trao đổi nên quyết định ghé vào iwinclub xem thử cho biết. Tôi chỉ xem nhanh phần tổng thể, chưa đi sâu trải nghiệm, nhưng cảm nhận là cách trình bày khá đẹp mắt

Like

Natividsadfunctional
18 hours ago

Mình có lần lướt đọc mấy trao đổi trên mạng thì thấy nhắc tới 7mcn nên cũng tò mò mở ra xem thử cho biết. Mình không tìm hiểu sâu, chỉ xem qua trong thời gian ngắn để nhìn bố cục và cách sắp xếp nội dung tổng thể. Cảm giác là trình bày khá gọn, các mục rõ ràng nên đọc lướt cũng không bị rối, với mình như vậy là đủ để nắm thông tin cơ bản rồi.ần thưởng hấp dẫn.

Like

phjoyit
19 hours ago

Mình đang tìm hiểu về các nền tảng cá cược trực tuyến thì thấy trên một vài diễn đàn có người nhắc đến phjoy . Hôm qua tò mò nên mình vào xem thử, chủ yếu để đánh giá giao diện và cách bố trí thông tin. Ấn tượng ban đầu là trang nhìn khá gọn gàng, màu sắc dịu mắt, không gây khó chịu khi xem lâu. Tốc độ tải cũng ổn, cảm giác mượt và nhanh hơn một số website khác mình từng trải nghiệm. Tuy vậy, mình vẫn còn hơi phân vân về mức độ uy tín, không rõ đã có ai sử dụng thực tế và có đánh giá cụ thể chưa. Trước mắt mình đã…

Like

225harlequin
a day ago

Hôm trước mình tình cờ thấy có người nhắc đến game tài xỉu trong một cuộc trò chuyện, nên cũng muốn vào xem thử cho biết. Mặc dù không tìm hiểu kỹ lắm, nhưng mình đã dành chút thời gian để nhìn qua bố cục và cách sắp xếp nội dung. Thấy rằng mọi thứ khá gọn gàng, các mục phân chia rõ ràng, nên việc đọc lướt không hề gây rối. Cảm giác như vậy là đủ để mình có cái nhìn tổng quát về thông tin rồi.

Like

901helpless
a day ago

Mình có lần lướt đọc mấy trao đổi trên mạng thì thấy có người nhắc tới game bắn cá đổi thưởng  Mình mở ra xem qua trong thời gian ngắn, chủ yếu để nhìn bố cục và cách sắp xếp nội dung tổng thể, cảm giác là trình bày khá gọn, các mục rõ ràng nên đọc lướt cũng không bị rối. Xem như vậy là quá đủ để mình có thể nắm bắt được các thông tin rồi.

Like
bottom of page