Способ барометрического нивелирования

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

<п>853387 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 160779 (21) 2797687/18-10 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 070881. Бюллетень N9 29

Дата опубликования описания 070881 (51)М. )(л.

G 01 С 5/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 528. 54 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ю.Д. сев (71) заявитель (54) СПОСОБ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области инженерной геодезии и топографии, а конкретнее к барометрическому ни.велированию — способу определения высот точек местности по величине атмосферного давления на них.

Известен способ барометрического нивелирования, в котором изменения атмосферного давления во времени регистрируется на станциях — точках с известными высотами. На точках, высоты которых определяют, также регистрируют величины атмосферного давления, в которые при обработке вводят поправки эа изменение атмосферного давления во времени (1) .

Недостатком способа является отсутствие учета колебаний атмосферного давления.

Наиболее близким техническим решением является способ, позвояякщий осуществлять автоматическую синхронизацию наблюдений 1 21 .

В указанном способе изменение атмосферного давления преобразуется в изменение частоты переменного электрического тока, который радиотелеметрируется с определяемой точки на станцию (или наоборот).

Недостатком способа, основанного на синхронизации наблюдений, являет. ся сильная зависимость погрешности определения высот точек местности от короткопериодических колебаний атмосферного давления.

Изменение атмосферного давления представляет собой колебательный процесс с широким частотным спектром. Колебания больших периодов носят глобальный характер, т.е. одинаково повторяются на значительных площадях. Синхронизация наблюдений позволяет исключить иэ измеренного

15 на определяемой точке атмосферного давления погрешность, вносимую длиннопериодическим изменением атмосферного давления во .времени. Короткопериодические колебания атмос20 ферного давления носят случайный характер, зависящий от местных условий: распределения поля температуры, подстилающей поверхности, силы, направления и порывистости ветра и т.п.

25 Синхронизация наблюдений в этом случае может привести к увеличению погрешности. Осреднение результатов измерений атмосферного давления, применяемого для сглаживания колеба30 ний, произвольно и ничем не обусловлено. Продолжительность и дискретность наблюдений на определяемых точках в зависимости от состояния поля давления не обусловлены ни в одном из существующих способов барометрического нивелирования.

Целью изобретения является снижение влияния периодических колебаний атмосферного давления.

Поставленная цель достигается тем, что по измеренному до или в процессе барометрического нивелирования атмосферному давлению определяют корреляционную функцию, по которой получают период колебаний давления, атмосферное давление на станциях и определяемых точках регистрируют в течение времени не менее периода колебаний давления, а интервалы времени между измерениями определяют по фор1»уле

hT =.К вЂ” п-1 где Т вЂ” период колебаний, и — количество измерений, К вЂ” число периодов.

Изменение атмосферного давления представляет собой стационарный (или приводимый к стационарному) случайный процесс.

Одной из характеристик стационарного случайного процесса является его корреляционная функция й(Т ), указывающая степень зависимости значений случайных функций в моменты времени, отстоящие друг от друга на. промежуток времени, . Если случайный процесс имеет периодические составляющие, то они обнаруживаются в корреляционных функциях. Это свойство корреляционных функций используется для задания продолжительности и дискретности наблюдений на определяемой точке и времени осреднения результатов измерений на станции.

На фиг. 1 показан вид корреляционной функции атмосферного давления (аналогичный вид имеет корреляционная функция разности атмосферных давлений, но с меняющим значением постоянной составляющей).

Отрицательные ""-начение ее указывают на наличие периодических составляющих в колебаниях атмосферного давления.фиг.2 показывает что синхронизация измерений атмосферного давления на определяемой точке и станции или станциях) при наличии периодических составляющих может привести к снижению точности нивелирования за счет случайности моментов измерения величин давлений. Результаты будут более достоверными, если при вычислениях высот (превышений)

Ъ использовать среднее значение реализаций давления продолжительностью не менее ьн

Практическая реализация способа барометрического нивелирования заключается в следующем.

По результатам измерений атмосферного давления P(t) на станции (станциях) определяется корреляционная функция давления R(5 ) » T

m{t)=5m-) Р(С)Р(Ы,1»; о IQ Корреляционная фукнция может быть определена с помощью одного иэ известных методов обработки случайных процессов или с помощью коррелятора в процессе измерений, например с помощью коррелографа HK-200. Целе15 сообразно определять R(5 ) перед началом нивелирования. Минимальная продолжительность регистрации атмосферного давления и время осреднения результатов измерений на станции равны удвоенному значению при минимальном значении корреляционной функции й(ь ).

Дискретизация измерений, т.е. количество измерений и и промежутки времени между измерениями ь t, определяются в предложении, что атмосферное давление за период наблюдений можно представить гармонической функцией вида (2) Q,й

Р =Рз п Ь.

» T»е

Среднее э начение „должно

ХР» быть равным нулю, т.е. и

Е з — .=о

»»0 (4) ь

) Sin — T„dt =O

= at{ n-1), полуУчитывая, что чаем ьФ =к

Например, по результатам измерений или вычислений корреляционной функции атмосферного давления ъ „ оказалось равным 120 сек. Значит минимальная продолжительность наблюдений должна быть не менее 240 сек и нри п=З интервал времени между измерениями должен составлять h,t = д = 120 сек, т.е. по микробаро2 ь х метру надо взять отсчеты с интервалом в две минуты. Минимальное количество отсчетов — два. формула изобретения

Способ барометрического нивелирофо вания, заключающийся в измерении-атмосферного давления на станциях и определяемых точках в заданный момент времени и математической обработке результатов измерений, о т

Я л и ч а ю щ и и сятем,,что, с це853387 т.А

БНИИПИ Заказ 5617/12 Тираж 642 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 лью снижения влияния периодических колебаний атмосферного давления, по измеренному до или в процессе барометрического нивелирования атмосферному давлению определяют корреляционную функцию, по которой получают период колебаний давления, атмосферное давление на станциях и

"определяеваюх точках регистрируют в течение времени не менее периода колебаний давления, а интервалы времени между измерениями определяют по формуле

Г

ЬФ=k i

h-4 где Т - период колебаний; и — количество измерений, К вЂ” число периодов.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Кулаков И.Н. "Барометрическое нивелирование в предгорных и горных

10 районах", М., "Недра", 1968 °

2. Роев Ю.Д. СМБ в качестве профилографа — "Геодезия и картография",„

1967, 9 4 (прототип).