Устройство для измерения высоты

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ р»802783 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04. 11. 78(21) 2681630/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 070281,Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09. 02. 81

Р11 М. Кл.

G 01 С 5/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 5 28 . .541(088.8) (72) Авторы изобретения

Е.В. Пасхин, В.М. Хонькин и М.A. Якуба!

Всесоюзный научно-исследовательский институт " - -:..н геофизических методов разведки (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ

Изобретение предназначено для высотного обоснования геофизических, топографических и других видов съемок.

Известно устройство для измерения высоты, состоящее из стационарных и подвижных измерительных баростанций (1). Измерения, проведенные на этих станциях, синхрониэируются после окончания измерений с целью учета барометрической тенденции.

В результате использования этого комплекса уходит много времени между полевыми измерениями и получением конечного результата и остаются погрешности, обусловленные неточностью приведения к единому времени значений давления, измеренных в разных пунктах.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство, в котором стационарные баростанции укомплектовывают радиопередающими устройствами, через которые осуществляют передачу информации об атмосферном давлении на подвижную .измерительную баростанцию (2). Это, позволяет заметно-повысить точность барометрического нивелирования (путем исключения погрешностей за несинхронность измерения давления), существенно сократить время измерения барического поля.

Основными элементами блок-схемы такой барометрической системы являются стационарные (выносные) барометрические радиопередающие станции (ВБС), содержащие преобразователи атмосферного давления, например, в частоту электрических сигналов и подвижные измерительные баростанции, содержащие приемные устройства (по числу ВБС), преобразователь атмосферного давления (аналогичный преобразователям ВБС ) н устройство измерения информации об атмосферном давлении в измеряемом пункте и на ВБС.

При этом барометрическое нивелирование проводится по методике

"натуральной барометрической ступени" и обработка результатов измерения (для случаев сравнительно небольших превышений и удалений от

ВБС) производится по алгоритму (без учета горизонтального барического градиента).

80278 3

55 где h . — измеряемое превышение меж11 ду опорным пунктом Р 1 и измеряемым -ым пунктом; ьН„.=Н -H, — высотное положение опорны

Н,Нт пунктов;

Р„Р,Р„ — давление, измеренное в опор ных и измеряемсм пунктах.

При наличии минимум двух ВБС, укомплектованных преобразователями атмосферного давления с частотным выходом, блок-схема барометрической системы состоит иэ стационарных ра- 1р диопередающих баростанций, приемноизмерительной баростанции, преобразователей атмосферного давления

ВБС и измерительной станции соответственно приемных устройств и измерителей первичной информации.

Методика определения превышений включает следующие операции: измерение первичной информации о давлении атмосферного воздуха в 2р пунктах установки ВБС и измерительной баростанции; преобразование первичной информации в форму, удобную для ее регистрации на накопителе информации;

25 запись информации на накопитель и хранение ее; ввод информации с накопителя в устройство вычисления превышения; операция вычисления превышения.

Таким образом, несмотря на достигнутую автоматизацию, обеспечивающую быстроту процесса получения первичной информации (информации о давлении атмосферного воздуха), процесс обработки этой информации (т.е. пе- 35 ревода измеренного давления в высоту) занимает много времени и связан с прохождением сигналов через различные устройства (преобразователи ввода, вывода, хранения информации 4р и др.). Все это существенно сказывается на быстродействии барометрической системы (на скорости получения высотного положения измерительной баростанции) и снижает надежность системы наличием дополнительных узлов и устройств, участвующих в процессах преобразования, хранения и обработки первичной информации.

Целью изобретения является повышение производительности труда путем непосредственного определения превышений на подвижной измерительной барФстанции. фто достигается тем, что в предложенном устройстве для измерения высоты, содержащем не менее двух стационарных баростанций, каждая из которых содержит преобразователь атмосферного давления, радиопередатчик, к управляющему входу которого подключен выход преобразователя атмосферного давления, а также подвижную измерительную баростанцию, содержащую приемные устройства по чис лу стационарных баростанций, и преобразователь атмосферного давления, подвижная измерительная баростанция снабжена минимум двумя блоками формирования разностей первичной информации, блоком отношения разностей первичной информации и умножителем при этом первый и второй входы первого блока формирования разности первичной информации подключены к выходам приемных устройств, первый вход второго блока формирования разности первичной информации подключен к выходу одного иэ приемных устройств, а второй вход — к выходу преобразователя атмосферного давления, а выходы блоков формирования разности первичной информации подключены к входам блока отношения разностей первичной информации, выход которого соединен с входом умножителя, на второй вход которого подается заданный коэффициент.

На чертеже представлена блоксхема предложенного устройства (для случая двух ВБС).

Система содержит: 1, II, III стационарные и подвижную баростанции; 1, 2, 3 — преобразователи атмосферного давления стационарных и подвижной баростанций 4, 5 — радиопередатчики стациойарных баростанций; б, 7 — радиоприемники подвижной баростанции; 8, 9 — блоки формирования разностей первичной информации; 10 — блок отношения разностей первичной информации, 11 — умножитель.

Выходы преобразователей атмосферного давления 1 и 2 подключены к управляющим входам радиопередатчиков 4 и 5 стационарных баростанций

Х и II соответственно. В подвижной баростанции выход радиоприемника б подключен к первому входу блока

8 формирования разностей первичной информации, а выход радиоприемника 7 подключен к второму входу блока 8 формирования и первому входу блока 9 формирования разностей информации. К второму входу блока 9 формирования подключен выход преобразователя 3 атмосферного давления. Выходы блоков 8, 9 формирования разностей информации подключены к соответствующим входам блока 10 определения отношения, выход которого подключен к информационному входу умножителя, имеющего также установочный вход.

Барометрическая система работает следующим образом.

Информация с преобразователей

1 и 2 атмосферного давления в виде электрических сигналов поступает на радиопередатчики 4 и 5, где используется для модуляции высокочастотного излучения любым иэ из- вестных способов. "1астоты излуче,ния передатчиков 4 и 5 при этом

802783 не совпадают. Радиоприемники бi и 7, настроенные на высокие частоты радиопередатчиков 4 и 5, осудествляют прием сигналов высоких частот,их усиление и выделение на выходе электрических сигналрв, несущих информацию о давлении атмосферного воздуха на ВБС.

В блоках 8 и 9 производится попарное формирование разностей поступающей информации. В блоке 8 формируется разность первичной информации, характеризующая, например, разность атмосферного давления на

ВБС I и ВБС II (Р -P ), а в блоке формирования 9 — разность атмосферного давления между ВБС !I и подвижной баростанцией II! (Р -Рз).

Электрические сигналы, характеризующие разность давления (Р -Рз)и (p„ -Р ), подаются на соответствующие входы блока 10 определения отношений, на выходе которого образуется сигнал, характеризующий отношение сигнала Р2-РЭ к сигналу Р! Р2- Сиг/ нал, характеризующий отношение поступает на информационный выход -умножителя 11, на установочном входе которого устанавливается кодовое значение числа, равного разности высотного положения стационарных баростанций, т.е. <Н .

F1a выходе умножителя 11 образуется сигнал, характеризующий высотное положение подвижной баростанции относительно одной из стационарных баростанций по значению натуральной барометрической ступени, определенной по высотному базису пунктов установки стационарных баростанций.

Комбинируя подключение выходов радиоприемников 6 и 7 к входам блоков 8 и 9, можно высотное положение подвижной. баростанции определять относительно той или иной стационарной

При числе ВБС большем двух подвижная баростанция дополняется приемными устройствами, а также блоками формирования разностей первичной информации, блоками определения отношений и умножителями,, Однако можно число блоков формирования разностей первичной информации, определителей отношения и умножителей оставить в таком же количестве, что, и при двух ВБС, но в блок-схему включить коммутатор, обеспечивающий подключение входов блоков формирования разностей первичной информации к приемным устройствам в различной комбинации. Это позволит получить в одной определяемой высотной точке несколько значений превышения.

Предложенная блок-схема реализована в барометрической системе, использующей преобразователи атмос-. ферного давления с частотным выходом (струнные датчики давления). В качестве блоков формирования разностей первичной информации использованы преобразователи частоты (смесители) выходные фильтры которых настроейы на разностную частоту, Блок определения отношений представляет собой обычный счетчик импульсов, на счетный вход которого подается одна частота, а время счета ее определяется периодом второй частоты. В качестве умножителя используют схему, состоящую из регистра сдвига и сумматора.

Непрерывность получения на выходе системы выходной информации в виде превышений позволяет осуществить непрерывную регистрацию высотного профиля местности.

Формула изобретения

Устройство для измерения высоты, содержащее не менее двух стаЯ ционарных баростанций, каждая из которых содержит преобразователь атмосферного давления, радиопередатчик, к управляющему входу которого подключен выход преобразователя атмосферного давления, а также подвижную измерительную баростанцию, содержащую приемные устройства по числу стационарных баростанций и преобразователь атмосферного цавленяя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности труда путем непосредственного определения превышений на подвижной измерительной баростанции, подвижная измерительная баростанция снабжена минимум двумя блоками формирования разностей первичной информации, блоком отношения разностей первичной информации и умножителем, при этом первый и второй

49 входы первого блока формирования разности первичной информации подключены к выходам приемных устройств, первый вход второго блока формирования разности первичной информа45 ции подключен к выходу одного иэ приемных устройств, а второй вход к выходу преобразователя атмосферного давления, а выходы блоков формирования разностей первичной информации подключены к входам блока отношения разностей первичной информации, выход которого соединен с первым входом умножителя, на второй вход которого подается заданный коэффициент.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Жилин Ю.A. идр. Барометрическое нивелирование при геофизических съемках в горных районах.-M., р) "Недра", 1972.

2. Пасхин E.Â. и др. Баронивелирование повьыенной точности с помощью высотомера "Бар". "Разведочная геофизика", вып. 74. — M., "IIåäðà", 1977, с. 119-122 (прототип).

802783

Соеяавитрль В. Лыков .

P акто T. Эаг ебельная Теи е А. А Ко екто C. Шекмар

Эаказ Об00/53 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений .и открытий ..

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4