Способ определения высоты точек тригонометрическим нивелированием

Изобретение относится к геодезическим измерениям и может быть использовано для повышения точности высот, определяемых двусторонним тригонометрическим нивелированием. Техническим результатом изобретения является повышение точности и экономической эффективности определяемых высот. Способ определения высоты точек тригонометрическим нивелированием заключается в том, что проводят двухстороннее тригонометрическое нивелирование из определяемого пункта и двух пунктов базиса, установленных на расстоянии S с превышением h0, измеренным высокоточным геометрическим нивелированием. Измеряют разности высот, вызванные влиянием рефракции. Превышение h1 измеряют в направлении положительного уклона, a h2 - отрицательного. Определяют температуру и атмосферное давление воздуха. Вычисляют интегральные градиенты температуры воздуха , , по формулам:

,

,

где Т - температура воздуха в градусах абсолютной шкалы, K, р - атмосферное давление, Мб. Определяют переходные множители (коэффициенты) , , полученные на опытном объекте (модели). Поправки к высотам h1, h2, вычисляют по формуле; . 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к геодезическим измерениям и может быть использовано для повышения точности высот, определяемых двусторонним тригонометрическим нивелированием, что имеет широкое применение в геодезии, гидрографии, маркшейдерии.

В качестве аналога использован «Способ определения среднеинтегрального градиента индекса показателя преломления воздуха». А.с. 1707511 А1 от 23.01.92. / Мозжухин О.А., Бюл.3., заключающийся в том, что производят предварительные измерения на эталонном базисе трех величин: интегрального градиента температуры воздуха , определяемого путем геодезических измерений, высоты оптического луча над подстилающей поверхностью z и градиента температуры воздуха γ1 на высоте z=1 м, определяемого на основе метеоизмерений, путем обработки опытных данных методом подобия находят эмпирические коэффициенты А, m, n и устанавливают зависимость , а искомую высоту определяют по формуле:

,

где S - расстояние между пунктами; р, Т - атмосферное давление и температура воздуха.

Недостаток способа-аналога заключается в том, что при двусторонних измерениях в прямом и обратном направлениях величины γ1 и z, а также эмпирические коэффициенты одинаковы и не входят в разности высот Δρ=ρ12, которыми сопровождаются результаты измерения hcp. при двустороннем нивелировании. Метод нашел применение только для одностороннего нивелирования.

В качестве прототипа использован «Способ определения высоты точек тригонометрическим нивелированием» А.с. 1820213 А1. / Мозжухин О.А. 07.06.93. Бюл. №21, заключающийся в том, что производят двустороннее тригонометрическое нивелирование из определяемого пункта и двух пунктов на концах базиса. Недостаток способа заключается в том, что для определения высоты точки требуется в каждом случае производить базисные измерения. Это сужает область применения способа в рамках отдельных случаев (передача высот через водоемы, в горных условиях и т.п.).

Целью изобретения является повышение точности и экономической эффективности определяемых высот.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения высоты точек тригонометрическим нивелированием, включающем двустороннее тригонометрическое нивелирование с концов базиса на определяемую точку, дополнительно производят предварительные тригонометрические измерения с концов базиса и определяют разности между измеренными превышениями и базисным в направлении положительного уклона ρ1 и отрицательного ρ2, измеряют температуру и атмосферное давление воздуха, вычисляют интегральные градиенты температуры воздуха и соответствующие эмпирические коэффициенты, а искомые высоты определяют по формулам:

,

,

,

где коэффициенты k1, k2, k находят из предварительных измерений на базисе, а градиент - из двусторонних измерений. S - расстояние между пунктами.

Сущность способа заключается в следующем. Предварительно производят двусторонние тригонометрические измерения с двух пунктов на расстоянии 1-2 км в направлениях с положительным h1 и отрицательным h2 уклонами. Превышение между пунктами h0 определяют высокоточным нивелированием. Измеряют температуру и атмосферное давление воздуха. Отсюда находят вызванные рефракцией высоты: ρ1=h1-h0, ρ2=h2-h0, ρΣ=12)=h1-h2, а на основании их соответствующие интегральные градиенты температуры , , по формуле:

,

где в качестве ρ0 используют измеренные значения ρ1, ρ2, 0,5 ρΣ и получают безразмерные эмпирические коэффициенты. Находят разность интегральных градиентов:

и соответствующий коэффициент , где .

Полученные на опытном объекте (модели) коэффициенты используют на других объектах, независимо от места и времени проведения эксперимента, для определения высот ρ1, ρ2, δ (а следовательно, и поправок к результатам двустороннего нивелирования) по формулам:

,

,

.

Коэффициенты k1, k2, k инвариантны, т.е. они сохраняются неизменными в пределах группы подобных явлений: дневные часы летом при ясной теплой погоде. Аналогичная ситуация имеет место в способе-прототипе.

Пример. Произвели измерения h1=1727 мм и h2=-1838 мм с концов базиса (S=620,5 м, h0=1759 мм). Измерения выполнены со штативов при высоте визирного луча над земной поверхностью около 3 м в июле в Нижегородской области. Отсюда имеем: ρΣ=h2-h1=-111 мм, δ=hcp.-h0=23 мм, а также данные первой строки в табл.1. При этом Т=293 K, р=1010 Мб. Используя осредненные данные, находим: Следовательно, k1=0,74: k2=1,26. Далее имеем: и k=-0,57.

Полученные коэффициенты могут быть использованы на других объектах, например на линии с характеристиками: S=2835,8 м, h0=20427 мм. Измерения производили во Львовской области в сентябре (T=288 K, р=990 Мб) при высоте визирного луча над подстилающей поверхностью около 30 м (Дрок М.К. Исследование суточного хода невязок превышений геодезического нивелирования в треугольнике. В кн.: Геодезия, картография и аэрофотосъемка. Вып.1, Львов, 1964. С.25-34). Результаты представлены в левой части табл.2 (графы 3, 4, 5, 6).

Полученные в табл.1 и 2 величины имеют противоположные знаки. Это связано с тем, что измерения производили в первом случае в слое автоконвекции, а во втором - выше этого слоя (см. чертеж). Характерной особенностью приземного слоя является образование вблизи земной поверхности в дневные часы летом подслоя высотой 15-25 м, в пределах которого плотность воздуха возрастает с высотой, а траектория оптического луча обращена выпуклостью вниз, что является причиной появления отрицательных значений ρ. При этом величина фактических градиентов превышает величину градиента автоконвекции В другом случае имеет место обратная картина.

В правой части табл.2 (графы 7, 8, 9) представлены величины, найденные предложенным способом. Измеренное значение δ составило по данным нижней строки - 22 мм, а полученное с применением способа - 20 мм, что свидетельствует об эффективности метода учета рефракции путем введения поправок в результаты двустороннего тригонометрического нивелирования. Порядок расчета следующий: 2δ=3,79·(-0,57)·0,0183=-0,040 м. δ=-20 мм.

Для контроля: 1. 0,0183·0,74=0.0135 К/м,

ρ1=3,79(0,0342-0,0296)=0,051 м.

2. 0,0183·1,26=0,0231 К/м,

ρ2=3,79(0,0342-0,0111)=0,087 м.

Результаты измерения высот, вызванных влиянием рефракции, на опытном участке (модели).

Таблица 1
№№ п.п. Время, час ρ1, мм ρ2, мм ρΣ, мм ρ12, мм
1 2 3 4 5 6
1 11,0 -32 -79 -111 47
2 11,5 -37 -59 -96 22
3 12,0 -40 -68 -108 28
4 12,5 -46 -70 -116 24
5 13,0 -36 -73 -109 37
6 14,0 -44 -70 -114 24
Среднее -39 -70 -109 31

Результаты измерения высот на натурном объекте (графы 3, 4, 5, 6) и аналогичные им величины (графы 7, 8, 9), полученные рассмотренным способом.

Таблица 2
№№ п.п. Время, час ρ1, мм ρ2, мм ρΣ, мм ρ12, мм ρ1, мм ρ2, мм ρ12, мм
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 8 81 119 200 -38 74 124 -57
2 10 65 96 161 -31 60 100 -46
3 12 34 81 125 -44 46 77 -36
4 14 28 56 84 -28 31 52 -24
5 16 33 104 137 -71 51 85 -39
Среднее 48 91 139 -43 51 87 -40

Способ определения высоты точек тригонометрическим нивелированием, заключающийся в том, что проводят двухстороннее тригонометрическое нивелирование из определяемого пункта и двух пунктов базиса, установленных на расстоянии S с превышением h0, измеренным высокоточным геометрическим нивелированием, измеряют разности высот ρ1=h1-h0, ρ2=h2-h0, ρΣ=(ρ12)=h1-h2, вызванные влиянием рефракции, отличающийся тем, что превышение h1 измеряют в направлении положительного уклона, a h2 - отрицательного, определяют температуру и атмосферное давление воздуха, вычисляют интегральные градиенты температуры воздуха , , по формулам:
,
,
где Т - температура воздуха в градусах абсолютной шкалы, К; ρ - атмосферное давление, Мб,
определяют переходные множители (коэффициенты) , , полученные на опытном объекте (модели),
а поправки к высотам h1, h2, вычисляют по формуле:



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам навигации, самолетовождения, управления воздушным движением (УВД). .

Изобретение относится к измерительным приборам для измерения расстояний в направлении, ортогональном к линии опорной оси, в частности с автоматической стабилизацией линии визирования, и может применяться в области строительства.

Изобретение относится к измерительной технике и строительству, а именно к гидроуровням, предназначенным для определения превышения одной точки сооружения над другой, в частности к применению резинового кольца в качестве подвижной метки уровня жидкости, охватывающей колбу гидроуровня.

Изобретение относится к области геодезического приборостроения. .

Изобретение относится к области геодезии и в частности к устройствам для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов, например, нивелиров и реек. .

Изобретение относится к области геодезии, в частности к поверочным схемам в области угловых и линейных измерений, обеспечивающих оперативный и объективный контроль поверяемых параметров и характеристик геодезических приборов.

Изобретение относится к геодезической измерительной технике и может быть использовано для оценки единичных результатов угловых измерений при производстве геодезических работ непосредственно в полевых условиях.

Изобретение относится к геодезической измерительной технике и может быть использовано для контроля результатов измерений при производстве геодезических работ. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для высокоточного измерения превышений, а также постоянного контроля за высотным положением точек инженерных сооружений и технологического оборудования сочетанием методов гидродинамического и гидростатического нивелирования.

Изобретение относится к области геодезии и предназначено для измерения превышений нивелируемых точек, особенно при измерениях в неблагоприятных условиях (вибрация, затененность, потоки неравномерно нагретого воздуха и пр.).

Изобретение относится к мобильным устройствам, в частности для точного определения высоты мобильного устройства

Изобретение относится к устройствам для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов, например штриховых и штрихкодовых реек

Изобретение относится к устройствам для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано при проведении разбивочных работ в строительстве, при монтаже технического оборудования в машиностроении, а также в других областях науки и техники, где требуется использование световой плоскости и возможность переноса отметок в горизонтальной и вертикальной плоскости

Изобретение относится к области геодезического приборостроения, в частности к лазерным приборам для построения плоскостей

Изобретение относится к вспомогательному инструменту и может быть использовано при определении расположения поверхностей элементов строительных конструкций и сооружений

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и технике геодезических измерений и может быть использовано, в частности, при строительстве различных сооружений для передачи осей с одного монтажного горизонта на другой, для определения кренов сооружений башенного типа, для построения вертикальных плоскостей, горизонтальных и наклонных направлений

Изобретение относится к области геодезии, в частности к методам определения превышений между измеряемыми точками с использованием электронных тахеометров, и может быть использовано в тригонометрическом нивелировании

Изобретение относится к области геодезии, в частности к устройствам для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов, например штрих-кодовых реек. Стенд содержит изолированные от пола фундаменты, на которых укреплены направляющие рельсы с установленной на них перемещающейся кареткой с эталонной и поверяемой рейками, микроскоп-микрометр, поворотное зеркало, винт микроподачи и лазерный интерферометр. При этом в него дополнительно введена калиброванная штриховая мера длины, расположенная жестко между пятками реек. Рабочие поверхности меры, контактирующие с пятками реек, выполнены в виде сфер, обеспечивающих точечный контакт с центром пяток и заданные расстояния до штрихов меры, а сама калиброванная штриховая мера длины установлена на жесткой горизонтируемой базе. Технический результат - повышение точности измерений. 3 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах определения уровня водоемов. Техническим результатом заявленного устройства является повышение точности определения дальности до водной поверхности при наличии волнения. Технический результат достигается благодаря введению двух постоянных запоминающих устройств, блока автосопровождения по дальности, элемента и-или, блока определения временного рассогласования между двумя сигналами, при этом группа выходов блока определения минимальной частоты соединена через первое постоянное запоминающее устройство, через блок автосопровождения по дальности с первой группой входов сумматора, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с группой входов индикатора и через второе постоянное запоминающее устройство - с группой выходов блока определения временного рассогласования между двумя сигналами, вход которого соединен с выходом элемента и-или, имеющего группу входов, соединенную с группой выходов блока автосопровождения по дальности, и вход, соединенный с выходом этого блока. 1 ил.
Наверх