Niwelator jest instrumentem geodezyjnym, który za pośrednictwem spoziomowanej osi celowej lunety lub wiązki lasera realizuje płaszczyznę poziomą (poziom geometryczny). Ze względu na urządzenia służące do wyznaczenia tej płaszczyzny i sposobu dokonywania odczytów niwelatory dzielimy na:

• Niwelatory libelowe, których oś celowa jest poziomowana ręcznie na podstawie obserwacji wskazań libelli niwelacyjnej

• Niwelatory samopoziomujące,optyczne, których oś celowa jest poziomowana automatycznie za pomocą kompensatora, lecz odczyt wykonywany jest przez obserwatora dokonującego szacowania położenia kreski poziomej na tle podziału łaty

• Niwelatory samopoziomujące,cyfrowe, również zaopatrzone w kompensator do automatycznego poziomowania osi celowej, lecz odczyt na łacie wyposażonej w kod paskowy jest samoczynnie wykonywany przez instrument i wyświetlany w postaci cyfrowej.

• Niwelatory laserowe, które realizują płaszczyznę poziomą poprzez wytwarzanie obrotowej wiązki światła laserowego.

Podział niwelatorów ze względu na dokładność:

Klasa niwelatora	Dokładność w mm/km	Dokładność poziomowania osi celowej	Przewaga libelli niwelacyjnej	Powiększenie lunety
Precyzyjny	< +/- 1mm/km	+/- 0,2 ‘’	10 ‘’	>40 x
Techniczny	+/- 2,5 mm/km	+/- 1 ‘’	20-30 ‘’	25-30 x
Budowlany	+/- 8 mm/km	+/- 7-10 ‘’	30-60 ‘’	< 20 x

Najczęściej stosowanym kryterium oceny dokładności niwelatorów,decydującym o ich wykorzystaniu jest wyrażony w mm średni błąd podwójnej niwelacji (czyli wykonywanej tam i z powrotem ) odcinka o długości 1 km. Na dokładność wpływają głównie: przewaga libelli niwelacyjnej lub czułość kompensatora,powiększenie lunety oraz masa i konstrukcja niwelatora. Najmniejszą dokładność posiadają niwelatory budowlane,lecz są za to tanie,lekkie i wygodne w przenoszeniu.Stosowane są do kontroli poziomowania fundamentów,murów,podłog,osi budowlanych itp.

Dokładniejsze są niwelatory techniczne stosowane do takich prac geodezyjnych,jak: pomiar wysokościowej osnowy szczegółowej i pomiarowej,niwelacja powierzchniowa,wyznaczanie profilów,przemieszczeń i innych.

Niwelatory precyzyjne różnią się od niwelatorów technicznych nie tyle zasadą działania,co dokładnością wykonania poszczególnych części składowych.Charakterystycznymi elementami wyposażenia typowymi dla niwelatora precyzyjnego są: luneta o dużym powiększeniu,bardzo czuła libela lub kompensator,mikrometr optyczny i klinowato rozwidlona kreska pozioma siatki celowniczej.Wymienione elementy służą do zwiększenia dokładności odczytu,która w niwelacji precyzyjnej wynosi +/- 0,05-0,1 mm.

Budowa :

niwelatory libelowe:

z lunetą stałą (np. Ni 30/20): spodarka, dolny, nieruchomy, trójkątny lub okrągły element, zawierający trzy gniazda śrub ustawczych (lub pierścienie klinowe) i tuleję, w której obraca się oś alidady; spodarka jest przykręcana do statywu przy pomocy śruby sercowej;

alidada, część ruchoma, obracająca się względem spodarki; w niektórych instrumentach posiada urządzenia odczytowe pozwalające wykonać pomiar kąta poziomego – z limbusu;

luneta, składająca się z obiektywu, wewnętrznej soczewki ogniskującej, płytki ogniskowej, na której znajduje się celowniczy krzyż kresek oraz z okularu;

libella niwelacyjna (rurkowa) o przewadze 25 do 30;

libella okrągła zwykle o przewadze 10', mocowana na alidadzie lub w korpusie zespołu lunety i libelli niwelacyjnej.

ze śrubą elewacyjną (np. Ni41 i Ni42 produkcji PZO, Ni71): spodarka;

alidada;

luneta;

libella niwelacyjna;

libella okrągła;

dodatkowy mechanizm elewacyjny, pozwalający nadawać zespołowi lunety i libelli niewielkie kąty pochylenia w płaszczyźnie pionowej, a tym samym za pomocą śruby elewacyjnej ustawiać pęcherzyk libelli niwelacyjnej w górowaniu;

opcjonalnie koło poziome, umożliwiające wykorzystanie instrumentu w niwelacji metodą punktów rozproszonych.

niwelatory automatyczne

(np. Ni025, Ni020A, Koni007 – firmy Zeiss, C40 – Sokkia)

Instrumenty te posiadają zamiast libelli niwelacyjnej specjalny układ mechaniczno-optyczny, zwany kompensatorem, który, mimo przechylenia osi celowej, skieruje poziomą wiązkę promieni dokładnie na środek krzyża kresek. Zapewnia to przyspieszenie prac polowych, gdyż uwalnia obserwatora od konieczności doprowadzania pęcherzyka libelli niwelacyjnej do górowania za każdym razem, kiedy zmienia kierunek celowania. Nie zwalnia to jednak mierzącego z konieczności wstępnego spoziomowania niwelatora przy pomocy libelli okrągłej

Zasada niwelacji geometrycznej:

Polega na wyznaczeniu różnicy wysokości między dwoma punktami terenowymi poprzez pomiar pionowych odcinków zawartych między poziomą linią celowania a punktami terenowymi. Aby wyznaczyć wspomniane odcinki pionowe należy w punktach terenowych ustawić odpowiednie przymiary w postaci łaty niwelacyjnej. Pozioma linia celowania realizowana jest z użyciem specjalnych instrumentów geodezyjnych, zwanych niwelatorami.

Niwelacja geometryczna jest najpowszechniej wykorzystywana spośród innych rodzajów niwelacji.

Sposoby wykonania niwelacji geometrycznej

- niwelacja ze środka

- niwelacja w przód

Niwelacja ze środka – jedna z dwóch technik niwelacji geometrycznej.

Pomiar różnicy wysokości z niwelatorem ustawionym w dowolnym punkcie symetralnej odcinka łączącego dwie łaty niwelacyjne. W tej metodzie nie ma znaczenia wysokość, na której ustawiony jest niwelator:

∆(a) = 2,2 - 0,5 = 1,7

∆(b) = 2,9 - 1,2 = 1,7

W niwelacji "ze środka" kluczowym warunkiem jest ustawienie niwelatora w równej odległości od obu łat niwelacyjnych. Odległości te nie muszą być (i często nie są) najkrótszymi z możliwych. W konsekwencji tego stanowisko niwelatora nie musi być zlokalizowane na prostej łączącej obie łaty niwelacyjne.

Niwelacja w przód – jedna z dwóch technik niwelacji geometrycznej; pomiar różnicy wysokości z niwelatorem ustawionym nad punktem o znanej wysokości.

Niwelacja geometryczna "w przód".
1 – niwelator ustawiony na statywie
2 - pozioma celowa
3 -łata niwelacyjna
A i B - punkty terenowe
i - wysokość niwelatora zmierzona łatą lub ruletką
p - odczyt na łacie "w przód"
ΔH_AB - różnica wysokości między punktami A i B
Różnicę wysokości wyznacza się ze wzoru ΔH_AB=H_B-H_A=i-p