Баровысотомер

 

ОП HCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЗЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнческнк

Рвснублнк (i> 879304 (61) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено 29.10.79 (21) 2834127/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 071181. Бюллетень t49 41

Дата опубликования описании 07. 11. 81 (51)м. кл.з

С 01 С 5/06

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 528.S4 (088. 8) (72) Автор изобретения

Е. В. Пасхин

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (71) Заявитель (54 ) НАРО ВЫСОТОИВр

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

Известна барометрическая система, в которой стационарные баростанции укомплектовываются радиопередающими устройствами, с помощью которых осуществляется передача информации об атмосферном давлении на подвижную измерительную баростанцию, имеющую для приема этой информации радиоприемное устройство (11. Это позволяет исключить погрешности измерений эа несинхронность измерения давления и существенно сократить время измерения ба- 15 рического поля.

Несмотря на достигнутую в этих системах автоматизацию процесса измерения барического поля, процесс 20 обработки полученной информации (т.е. перевод измеренного давления в высоту) занимает много времени, связан с прохождением сигналов через различные устройства и требует 25 много времени на получение конечного результата.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является барометрическая система, 30 состоящая минимум иэ двух стационарных баростанций, содержащих каждая радиопередающее устройство с датчиками атмосферного давления и подвижные измерительные баростанции, которые содержат приемные устройства по числу стационарных баростанций, датчик атмосферного давления, блок разностей информации, давления между одной из стационарных баростанций и датчика атмосферного давления измерительной баростанции, блок отношения разностей информации давления и умножитель (2 ).

Принцип работы системы состоит в следующем.

Принимаемая приемниками измерительной баростанции информация о давлении барического поля в пунктах установки стационарных баростанций с одного из приемников поступ ет, например, на один иэ входов блока разности информации между каждой парой стационарных баростанций, а с выхода другого приемника — на второй вход блока разности информации между стационарными баростанциями и первый вход блока разности информации между стационарной баростанцией и датчиком атмосферного давле879304 ния, подключенного ко второму входу этого блока.В результате на выходе одного блока образуется разность давления 6 Р4 = Pg - Р, где Р,{ и

Pz — давление на баростанциях М 1 и

2, а на выходе второго блока — ЬР{

Р,{ - Р., где Р - давление, изме ренное на измерительной баростанции. Выходы обоих блоков разности информации давления подсоединены к со-. ответствующим входам блока отношения разностей информации, на вы- 10 ходе которого образуется сигнал, хайPqj, рактеризующий отношение — Этот

Ь Р{ сигнал поступает на умножитель, на втором управляющем входе которого 35 задается коэффициент умножения, равный

ЬН = Н - Hz, где Н, Н - высотное положение датчиков атмосферного давления стационарных баростанций. Таким образом, на выходе умножителя образуется сигнал, характеризующий превышение определяемого пункта относительно пункта установки датчика давления, например, баростанции

9 11, преобразованный по алгоритму (при методике натуральной барометрической ступени)

Ф2. где EH — натуральная барометрическая у) ступень.

Недостаток прототипа состоит в том,что преобразование измеряемой информации барического поля в высоту осуществляется по алгоритму линейной интерполяции изменения давления с высотой, пригодного лишь для вычисления превышений в очень узком высотном интервале.

Целью изобретения является повышение точности и расширения диапазона измерений путем учета нелинейности изменения давления с высотой.

Цель достигается тем, что баровысотомер, содержащий три стационар- 4 ные баростанции, каждая иэ которых состоит из преобразователя атмосферного давления, выход которого связан со входом радиопередатчика, и измерительную баростанцию„ состоящую из трех радиоприемников, преобразователя атмосферного давления, блока разности давлений стационарных баростанций, блока разности давлений стационарной и измерительной баростанций, первый вход которого связан с выходом преобразователя атмосферного давления, блока отношения разностей, первый и второй входы которого свя.заны с выходом блока разности давлений стационарных баростанций и выходом ф{) блока разности давлеиий стационарной и измерительной баростанций, а выход связан с первым входом умножителя, баровысотомер снабжен блоком сумматора и коммутатором, содержащем пять 65 направлений и три положения, при этом первое и второе направления подключены к первому и второму входам блока разности информации давления между стационарными баростанциями, третье направление подключено к второму входу блока разности информации давления между стационарной и измерительной баростанциями четвертое направление подключено к второму входу умножителя, а пятое направление подключено к выходу умножителя, при этом, выход одного иэ радиоприемников подключен к клемме первого и второго положения первого направления и к клемме третьего положения третьего направления, выход второго радиоприемника подключен к клеммам третьего, второго и первого положений соответственно первого, второго и третьего направлений, выход третьего радиоприемника подключен к клеммам первого и третьего положения второго направления и к клемме второго положения третьего направления, причем заданные коэффициенты умножения подаются соответственно на клеммы первого и второго положения четвертого направления, а клеммы первого и второго положения пятого направления соединены соответственно с первым и вторым входами блока сумматора, выход которого соединен с клеммой третьего положения четвертого направления коммутатора.

В баровысотомере путем определения функциональной связи между блоками измерительной баростанции входные сигналы, характеризующие значение атмосферного давления на стационарных баростанциях и в определяемых пунктах преобразуются на выходе в Сигнал, характеризующий высотное положение пункта, определенного по алгоритму интерполяции изменения атмосферного -давления с высотой степенной функцией второго порядка, т.е. ьЬ „=ohp +Ьд - (g), где О и b — коэффициенты, определяемые по результатам измерения давления в опорных пунктах установки стационарных баростанций; < Р— †P > — Р, Р, Р,{ - атмосферное давление, измеренное на и-ой стационарной баростанции и в определяемом -ом пункте.

Пусть определение высотного положения {,-гo пункта .производится относительно пункта установки стационарной барометрической станции 1{ (n=2) °, находящейся в середине высотного интервала пунктов установки баростанции 1 и I { (Н4 HzC Н у Р,{) Р ) Р ) .

Измерение давления на станционарных и измерительной баростанциях

879304

6S дают возможность написать следующую систему уравнений

Решение системы уравнений дает следующие выражения для определения коэффициентов O и Ь б дНИ ЬН

a= р (р 4P + р Р ) >4> ! З4 ) гл <" гЪ

Подставляя выражения для у и р в выражение (2) при n=2 после некоторых преобразований, получаем алгоритм определения превышения в виде

Блок-схема барометрической систе мы представлена на чертеже.

Система содержит преобразователи атмосферного давления 1,2,3,4, радиопередатчики 5,6,7; радиоприемники 8,9,10, блок 11 разности информации давления между стационарными баростанциями, блок 12 разности информации давления между стационарной и измерительной баростанциями, блок 13 отношения разностей информации, умножитель 14, сумматор 15, коммутатор К направления коммутатора обозначены К, К, К, К4, К и соответственно первое, второе и третье положения коммутатора Ct, Ь,с.

На блок-схеме Х выходы преобразователей 1,2,3 атмосферного давления подключены к управляющим входам радиопередатчиков 5,6,7, а выход преобразователя 4 — ко второму входу блока 12 разности информации давления между станционарной и измерительной баростанциями. Выход радиоприемника 8 подключен к клемме положения О и Ь направления К, и клемме положения С направления К коммутатора.

Выход радиоприемника 9 подключен .к клеммам положения С, Ь и С3 соответственно направлений К, К и К .

Выход радиоприемника 10 подключен к клеммам положений O и с направления К< и к клемме положения b направления К . Направление К соединено с первйм входом, а направление

К -со вторым входом блока 11 разности информации давления между стационарными баростанциями. Направление К 9 соединено. с первым входом блока 12 разности информации давления между стационарной.и измерительной баростанциями. Направление К соединено со вторым входом умножителя а К вЂ” с выходом умножителя.

Выходы блоков 11 и 12 подключены к соответствующим входам блока 13 отношения разностей информации, выход которого соединен с первым входом умножителя 14. При этом первый и нторой входы сумматора соединены с клеммами положений Q и Ь направления К, а его выхоц соединен с клеммой положения С направления К >. На клеммах положений C! u b направления К4 подаются заданные коэффициенты.

Работа барометрической системы происходит следующим образом.

В первом сй положении коммутатора

К информация о давлении атмосферного воздуха на баростанциях и II (P, Р4) через направления К4(, К поступает на входы блока 11 разности

15 информации данления между баростанциями, а с баростанции I)! (Pg), через направление коммутатора К, на первый вход блока 12 разностй информации между стационарной и измеЩ рительной баростанциями. На выходе бл,>кон разностей информации 11 и 12 образуются сигналы, характеризующие разность давления соотнетственно

АР 4, и ЬРн4, которые поступают на

75 соответствующие входы блока 13 отношения разностей информации, в котором формируется сигнал, характеризующий отношениедР -)дР„.Этот .сигнал поступает затем на йервый вход умножителя, на втором входе которого через направление К 4 устанавливается заданный коэффициент умножения (АН ). В результате на выходе умножителя вырабатывается сигнал, характеризующий значение(дН „/д )дР .

Этот сигнал через направлейие коммутатора К подается на первый вход сумматора и там запоминается. Во втором Ь положении коммутатора К на первые и вторые входы блока 11 через

40 направления К и K поступает информация о давлейии атмосферного ноэдуха на баростанциях !! и !1! (Р2,Pg), а на блок 12, через направление К, поступает информация о давлении ат45 мосферного воздуха на баростанции ! (Р,!). На выходах блоков 11 и 12 образуются сигналы, характеризующие разность давления h Р S и hp«которые поступают на входы блока 13 отношений, для формирования сигнала, характеризующего отношение p«/ Р и затем на блок умножения 14 для формирования сигнала(дР д Р )д Н Сигнал с выхода умножителя 14 через направление коммутатора К поступает на второй вход сумматора, в котором происходит его алгебраическое сложение с запомненным ранее сигналом положения а. (т. е.(д Aq„(h H z) a p . Результат алгебраического сложения (дн,„zH р bp . + дР 1),запоминается на йыд я дР у ходной шина сумматора.

В третьем -С положении коммутатора К на входы блока 11 поступает

879304

I информация о давлении атмосферного воздуха на баростанциях III и 1, а на первый вход блока 12 — Р .На выходе блока 11 образуется сигнал, характеризующий разность b,Р, а на выходе блока 12 — @PE . На выходе блока 13 образуется сигнал, характеризующий отношение дР /дР 4,а на выходе умножителя 14 сигнал, характеризующий высотное положение -го пункта относительно стационарной баростанции 11.

Формула изобретения

Баровысотомер, содержащий три стационарные баростанции, каждая из которых состоит из преобразователя атмосферного давления, выход которого связан с входом радиопередатчика и измерительную баростанцию, состоящую иэ трех радиоприемников, преобразователя атмосферного давления, блока разности давлений стационарных баро-. станций, блока разности давлений стационарной и измерительной баростанМий, первый вход которого связан с выходом преобразователя атмосферного давления, блока отношения разностей, первый и второй входы которого связаны с выходом блока разности давлений стационарных баростанций и выходом блока разности давлений стационарной и измерительной баростанций, а выход связан с первым входом умножителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений путем учета нелинейности изменения давления с высотой, баровысотомер снабжен блоком сумматора и коммутатором, содержащем пять направлений и ри положения, при этом первое и второе направления подключены к первому и второму входам блока разности информации давления между стационарными баростанциями, третье направление подключено к второму входу

° блока разности информации давления между стационарной и измерительной баростанциями, четвертое направление подключено ко второму входу умножителя, а пятое направление подключено к выходу умножителя, при этом, выход одного из радиоприемников подключен к клемме первого и второго положения первого направления и к клемме третьего положения третьего направления, выход второго ра15 диоприемника подключен к клеммам третьего, второго и первого положений соответственно первого, второго и третьего наиравлений, выход третьего радиоприемника подключен к клеммам первого и третьего положения второго направления и к клемме второго положения третьего направления,причем заданные коэффициенты умножения подаются соответственно на клем25 мы первого и второго положения четвертого направления, а клеммы первого и второго положения пятого направления соединены соответственно с пер.вым и вторым входами блока сумматора, выход которого соединен с клеммой третьего положения четвертого направления коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Насхин Е.В. и др. Барометрический высотомер Бар для высотного обоснования наземных геофизических съемок. Разведочная геофизика.

Вып. 71, М., "Недра", 1976, с. 129131.

4О 2. Заявка Р 2681630/18-10, кл. G 01 С 5/06, 04.11,78(прототип).

879304

Составитель В. Лыков

Редактор Т. Кузнецова Техред С Веца Корректор С. Шекмар

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отКрытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9697/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4