Барометрический способ определения высот точек местности

 

394659

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

Зависимое от авт, свидетельства ¹

Заявлено 21.1!.1972 (№ 1751909 18-10) М. Кл. С Olc 5/06 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР

flD делам изооретений и открытий

УДК 528.024.5 (088.8) Опубликовано 22Л !!.1973. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 3.1.1974

Авторы изобретения

Д. Г. Клеберг, В. А. Полевой, В. С. Сорокин и В. Г. Сова

Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина

Заявитель

БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТ

ТОЧЕК МЕСТНОСТИ

Изобретение относится к области инженерной геодезии и топографии и может быть использовано при высотном обосновании топографических съемок и геолого-геофизических разведок, при наземной высотной подготовке аэрофотоснимков, создании локальных топографических планов и продольных профилей, составляемых в процессе изысканий и проектирования всех видов линейных сооруженнй— магистральных нефтяных и газовых трубопроводов, железных и шоссейных дорог, радиорелейных линий и линий электропередач, а также при редуцировании на поверхность относимости наклонных дальностей, получаемых при наземных радиогеодезических и светодальномерных измерениях.

Кроме того, предлагаемый способ определения высот позволит осуществить разработку и создание трехкоординатных топопривязчиков, обсспечивающих непрерывное получение всех трех координат — двух плановых и третьей высотной, однозначно определяющих в любой момент времени 1положение автомашины в пространстве.

Известны барометрические способы определения высот точек местности 1путем учета атмосферного давления на исходных базисных ,станциях, высоты которых известны, и на пунктах, высоты которых подлежат определению, при помощи радиопередающих и радиоприемных устройств и датчиков атмосферного давления (барометров и микробаронивелиров, таких как, например, СМБ, ОМБ-ЗП и др.).

Эти способы обладают следующими недо5 статками:

1) сложность в организации автоматической синхронизации наблюдений метеорологических факторов B наблюдаемых Il)iHIcTBx.;

2) отсутствие возможности в автоматиче10 ском исключении ошибок в значениях определяемых превышений за счет непостоянства атмосферного,давления во времени на исходных пунктах;

3) громоздкость и большая трудоемкость в

15 обработке результатов полевых наблюдений, получаемых в процессе барометрического нивелирования;

4) весьма условное и малоточное вычисление теоретического значения барометрической

20 ступени высот по наблюдаемым в процессе полевых работ значениям метеорологических

<ракторов;

5) отсутствие практической возможности ускоренного и автоматизированного вычисле25 нпя определяемых превышений с помощью простейших ЭВМ в процессе самих измерений и с фиксацией значений этих превышени11 непосредственно в цифровом виде, например, с помощью электронных декадных счет30 1 1 1 нов,,) 94659

6) HLBo3)Ioж иость кои с! Р> «Tiii. II!)I 0 О:!с (Iиия любого из извес)иы. сиосооои баромc(р:Iчсского мсточа опрслелсния высот точсI. мсс ГHOC7 ll СО C!TOPOCTHI 1)t .1! 111)TO)1<1 1 II:3:I j)013HII!Ii>i)i

CJ1OCO()O)I ОПРСЛ(ЛЕПИ Я ИЛЯ ИОН!>IХ l(ooj) (IIHH 17 ос> HEccTB751с)1ь1)! ic пом01Г(ь!О 7 0JloHPIIB51;i÷è«01>.

Прсллагасмый барометрический имиульсиоК О >I! IJ C I 1 С Я I (11 О Н И I >! i I С 17 0 С 0 О 0 И j) С; ((Л (. Н I I 51 13 bl С () 0>IPII )ICСТП0С 1 H ЧОЗВО:151СТ (ПЯТОМ ЯТИ !Сс«1! М>(ИTbH3HTb ПСПОСТ05П1СТВО (1 Т >(ос(1)сj) НОГO л)1!3 7С!1и 51

Во времени и с помои((*в .цифровых электронных лскялнblх c Iñò÷èêoâ фиксирÎвать (олько

C) I(i ) l bl Э 1 C «T P H I С С 1 . И Х I I IIIH ), I b C 0 13, С 0 0 Г! 3 С ВС Г В Хю(цие нсо() хо«имому и автоматически строго

CI(O)II7CHCHP0BBHHO)I3 ЧИСЛМ ИМИ)«ll>CIIO-ВЫСОТНЫХ СТХ>11СИСЙ, СОСТЯВЛ5ИОИ>(IIX >ИIС 1013bi(3HH l(1!IIЯ ОПРР;I(. ЛЯС,. (Bl. 13ЫСOТ.

Эта цель достигнута тем, гго иа Hcios(иых базисных станциях определяют )kia»etiits! импульсно-высотной ступени путем «слепня ао- 20 сол)ОТПОЙ BblcoTbl исходной ()kl 311cH011

На ЗЯЛЯEIFIОC >(1!СЛО Ил1ПМ71>С013, С007 13P I>CTВУIО— щес характеристике лат шка атмосферного лавлеиия, с испрсрывной компсисяц11 II псрсх(снной части атмосферного «Явлен:!я. Baii;t- 26

СЯ(ЦЕЙ OT ЕГО ПСПОСТОЯИСТВЯ 130 13!)С)ICIIll, За

C×CÒ ИЗМСНСИИ51 ВРСМЕН1! С 1 TH и;1СЛЯ И)1!1У.IЬСНо-высотных ступеней с !помощь)о пс .;0,(у,лиPOBBHHi ГХ IHO >(ЯСТОТС ИЛИ ЯМП«И IУ:I РЯ,(10сигналов — команд, полавасмых с иc):osии)й з0

ОазиснОЙ cT(iHILHH на i(lcPc«13ижп > Io iia)lc)) Hloщую станцию.

При применении способа полностью отaaдает иеобхоли»OCTb в непосредственном измерении и фиксации в полевых журналах ат- )6 мосфсрного давления> температуры и влажности воздуха, рабочей частоты струнных H;I i других, анялопгчных им, датчиков давления.

К!роме того, полностью отпялас(необходимость в вычислении теоретiii;ccкого значения 40 барометрическо I ступени высот Н«13 пе,)сдач.

lIo каким-либо ралиотелсмстричсски)1 каналам с амплитудной или частотной мо«уляцисй эл: ктромагнитных колебаний информации об изменении,метеорологических фактор Ов и в 46 введении поправок за несинхронность 13 их измерении. .пособ предусматривает учет постоянной с0 т(11)л51юиl сЙ >(((сти Я Г)1 осфсР НОГО 7;1 I3лсн и Я, зазисящей от гсогра(1)ичсских широт; абсо- 60

ЛIОТИЬIХ 13bICOT ИСХОЛНЫХ ПХ Н!,ТО(3,:.I КОС13СИ НОС измерение и кох)пснсяцию его иер )ICHIIo!I составляющей, зависящей от тс»»cpaòó>pû

13лажностl! Воз«)t я.

Способ осу)цествляют как мииимх )1 lipl 55 помощи двух малогабаритных ра«иопсрслаюЩИХ II ГIРИ(. МНЫХ "ТРОЙС) В, СО.)(13CTCT » iIHO

> cTBHiII3 7 It l3ac. >i I ix Hkl б зиси ой Ii;lej)cл ви « I!0é

cTa El(EH six с Входящи)(н В кохlплект а>чп(ij) 11 > ры этих станций струнным:.1 лат шками ат- 60 мосферного давления, и,чентичными )(сжлу сооой по частотны vi хара!ктсристикам.

В качестве датчиков атмосферного лав. ения могут быть, кроме струнных, использовянь. емкостные, индукционные и э.7ектромс я- 66 и;1;сск!tc;(aт-н!к:t, иозво tsiiou(iic >преобразовывать HT)ioc(j)сриос лавлеиис з персмсииы. сиIIóco1I«aëüiIû(. токи.

Баз:Iсllяя и(pсча!Оlця51 j) I,(llocГаиц1151 1! с : ,(аг шк «авлсния уcTBHHB;IIIBHIoT 13 точках местности, абсогнотные вы Оты которых изВсе i i!»i, я .)ср(х(1)и «It H 51, из )1 сps»oili as! ря 7» о CTBHIEH5l CO Своп М Р)1 «Iioil j) II(. М Hil!(О)1 И .(Я Г IH ком .7Н Bл(Il llsi — 13 ГО 1«(1 х, 131>l coTbl I(OTOP I>l x ио«лежат nnpc:(елению.

Процесс О:1рс;(слсии5(I)j)et)!»IHC111151 меж«с бЯзисной, псрслаюп(сй и нсрсл!)и)«ной, измеР и IОИ (Сй Тa H IHI H Хl п C130 I I ITC 51 «СЛ СЛ L IOI I (å ÌÓ.

Зиач H:(я атмосфсрного,давления, .воспринимаемые,(атчиками оазисной и псрслвиж:lOH C fakI(EII5I >III, .IpCO()pB30BbIl3aIOTC51 соидальный переменный ток соответственно с частотой fp иа базисной и с частотой / íà Нсрелвижной станции. Затем эти токи преобразовываются в непрерывно следу(о!цис друг зя .чругом с теми же частотами ссри.i импу«bco» постоянного тока. Причем на базисной станции велуT:лолсчст зарапес установленного

-(исля п„так!(к импульсов, которым за ilclioторый о(резок Bi)c)lc)и(т соотвстствуег чис 10

IIмиульc013 п(, формируемых вышсуказяппым образом:i ня Iперелвижной станции, т. е. и,= =f„H Jz,= =f,-., (1)

»> >Ч)

К K .лс ll) И) — абсол!отныс высоты баз:(спой il исрслвижной станций 13 Балтийской ci:còåìc

l3l>!СОТ 0.711 C,1013HÛC 1)ЫСОТЫ ЭТИ:>: ЖЕ To IЕК Hki,! поверхностью урони(я,,принятой за 1!ача".о их счета; т — Вj)(м51, иеоохолl!мoc;Iля полсчста Iисла (мпульсов п„и П1 обязательно Одина«о()ос ка!-(,I„I5I базисной, так и лля передвижной стаиI i > I E1;

1(импульсно-1311соТ! IH51 ступень, выраженная

B линейной мер(, ш I шслснная перел началом

j) B() o по фор мх ле

К= (2) по необходимая лля перехола от разностей схмм импульсов вила (и! — )((!), Ho7c«HTaHk1bn па ба:3:(оной и перслви)кной станциях, к опрслсляе-!

bl il .ПРЕВЫШЕНИЯМ

>1 — » > Hn — >х (+i > (>) — »о (З)

f0

Е;с;lи 131 leo I i >>f i Tо>l I H, H B 1 .ОТОРОЙ >,.С(Я нов. I(.1и (l иcj)с:1131lж ня 51 стaн!(и я и 313pстli;1, то зи ачсиис высоты эloé точки можс быть, согласllo формуле (, 31, (получено из равенства

»О+ (4)

Тяк как абсолютная высота О, базисной станции во время раооты остается неизменI>0!i, TO Il КОЛИ>IЕСТВО ИМПХ IbCOB In ПОЛСЧИТ1>1ваемых иа этои станции, согласно формуле

{ 1),,70 iil(Ho оь)ть тя(.же т(остоянг(ы:51, 07H HI(0 ввиду 11спостоянства Во времени температуры и Вла)кности Воздуха в местах размещения ();I:3tIcHoII i! передвижной станций атмосфер394659

Af Л-. h

f - H ное давление булет, как правило, непрсрывно меняться. Как следствие этого, булут в каких-то малых прелслах изменяться и раоочие частоты (о и )I, вхоляшие в формулы (1)

Таким образом, любому изменению атмосферного давления на базисной станции всегда будет соответствовать непрерывное изменение времени счета т:постоянного числа импульсов гго. Но так как время счета числа ихгпульсов по и ггг на базисной и гперсдвггжной станциях должно быть строго одинаковым, то это, и свою очередь, и будет означать, что на передвижной измеряющей станции всегда булет автоматически иметь место постоянный учет, т. с. нспрерывная компенсация изменения атмосферного давлеггггя, происходящсго на базисной станции, п всегда будет выполняться условие

Таким образом, превышения h; между местоположением базисной станцгш Б и некоторой передвижной станцией (можно, с учетом формул (1), (3) и (5), гполучнть по формулам (го,l = K (f-.г — f;-.l) = К (пг — " ) (6) В комплект апгпаратуры базисной и передвижной станций должны входить идентичныс по своим частотным характеристикам датчики атмосфсрного давления. Кроме того, на базисной станции должны быть программное счетное устройство и малогабаритный ралиопередатчик, работающий только в телеграфном режиме, а на передвижной станции— счетное устройство импульсов, например, в виде какого-либо электронного декадного счетчика, и радиоприемник, настроенный на частоту радиопередатчика базисной станции.

Процессу определения высот данным clioсобом должен предшествовать выбор места для базисной станции с известной высотой

Но, которое должно обеспечивать наибольшую дальность действия сс передатчика. На выбранной гпозиции для базисной станции, перед началом работ, должен быть, согласно формул (1) и (2), сделан подсчет числа импульсов по и ггг и произведена сверка рабочих частот fo u fI датчиков атмосферного давления. имеющихся на базисной и передвижной станциях, с последующим приведением этих частот на выбранной и известной высоте Но к одному сс значению, равному fu. После этого чо формуле (2) должно быть вычислено числовое значение импульсно-высотной ступени К.

Процесс взаимодействия базисной станции с передающей, после перемещения последней в ее исходную позпцию, будет заключаться в следуюшем.

Программное устройство базисной станции систематически, через определяемые формул а м г г (1 ) п р о гм е >го уTl< ll B p eM e ll l r T д ол >г; н о Il одавать иа вход своего радиопередатчика ко5

65,довые сигналы-команды, после приема которы; на перелвижиой стаицшг лолжен с помощью счетного устройства начинаться подсчет числа импульсов пг, соответствуюших ра бочей частоте f, датчика атмосферного давления этой стаицгш и ес известной абсолютной высоте Н .

Промежуток времени счета числа импульсов п, межлу двумя соседнггхш сигналамикомандами составляет один цикл счета импульсов гго и ггг, соответствует одному полному приему в опрсделении превышения между базиснои и псрсдвижной стан циями, т. с. гго*г — Hü Hà — К (n nî) (7)

Люоое другое, заранее выбранное число приемов в измсрении этого же .превышения

/го,l обеспечивается непрерывностью следования циклов счета числа импульсов по п п, и тем, что кажлый из кодированных сигналовкоманд является концом времени счета любого цикла ггм пульсов и одновременно — началом счета для другого, соседнего цикла импульсов.

Результат счета числа импульсов пь получсиньш на цифровом табло декадного электронного счетчика передвижной станции, регистрируется в полевом журнале нивелировашгя или сразу же фиксируется на перфоленте с целью уравнивания высот определяемых гпунктов на электронно-вычислительной машине.

Концом работ, связанных с определением высот пунгктов, следует считать повторный заезд передвижной станции на позицию базисной станции и повторное, в целя контроля, сравнение результатов подсчета числа импульсов /го гг»I, а такжe 1 .онтрольная сверка рабочих частот 1о и (г обоих датчиков атмосфеРного давления, имеющихся как на базисной, так и иа передвижной станциях.

Предмет изобретения

Барохгстрггческий способ определения высот точек местности путем учета атмосферного давления на гисходных базисных станциях, высоты которы.;. известны, и на пунктах, высоты которых подлежат определению, при помоши ралиопсрслающпх и радиоприемных устройств и датчиков атмосферггого,давления, от.шчаюигггйся тем, что, с целью повышения точности гг автоматизации процесса измерений с получением значений абсолютных высот или,превышений в цифровом виде, на исходных базисных станциях определяют значения импульсно-высотной ступени путем деления абсолютной высоты исходной базисной станц:ги на заданное число импульсов, соотвстств гогцсс характерггстпг e Латчггка атмосферного давления, с непрерывной компенсацией переменной части атмосферного давления, зависящей от его непостоянства во времени, за счет изменсния времени счета числа ггхопульсио-высотных ступеней с помощью немолули394659

Составитель Л. Колюбакина

Текред Л. Богданова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Е. Хмелева

Заказ 3462/11 Изд. № 1851 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 рованных по частоте или амплитуде радиосигналов-команд, подаваемых с исходной базисной станции на передвижную измернюгцую станцию.