3. Методы и погрешности измерений координат, углов, длин. Мировые стандарты и эталоны.

Измерение координат

Географические координаты: широта, долгота, меридианы, параллели.

Географические координаты удобно использовать только на больших масштабах. На небольших используют прямоугольные координаты (свои для каждого 6 градусного сектора).

Полярные и сферические координаты используются военными для определения относительного местоположения объектов, в основном, при стрельбе.

Трилатерация – измерение расстояний до известных объектов (задача о пересечении N сфер).

Триангуляция – измерение направлений (углов) на объекты с известными координатами (куча тригонометрии). Объекты обычно формируют треугольную сетку.

Полигонометрия – используется измерение, как углов, так и расстояний. Часто используется в реальных условиях, т.к. нет прямой видимости, и представляет собой целую цепочку измерений.

Измерение углов

Есть калибры – эталону углов.

Угломер – чуть сложнее, чем транспортир.

Теодолит и его частные случаи (Кипрегель) – геодезический прибор с поворотной подзорной трубой и шкалами (возможно, нониусными), изначально выставляется по уровню.

Астролябия – круг со стереографической проекцией и вспомогательные движущиеся пластины, которые позволяют по видимым углам различных светил пересчитывать их во время или другие координаты.

Секстант – устройство для точного определения высоты астрономический объектов над горизонтом. Основная фишка – система, которая позволяет совместить исследуемое изображение с горизонтом. Зная высоту объекта и точное время можно определить координаты.

Компас.

Гониометр – общее название для прибора, измеряющего углы.

МЕМС-датчики

Интерферометр

Полярометр

Измерение длин

Линейки

Штангенциркули

Лазерные дальномеры

Интерферометры

https://ru.wikipedia.org/wiki/Средства_для_измерения_углов

Эталоны метра

Длина маятника с периодом 1 с (до 1789).

30 марта 1791. Метр - одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (то есть 1 / 10 000 000 часть расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа). Можно измерить сектор меридиана на море, определив углы по звёздам.

В 1795 году первый эталон метра из латуни.

В 1799 году изготовлен эталон метра из платины.

Во времена Наполеона метрическая система распространилась по многим странам и хорошо прижилась

В 1889 году был изготовлен более точный эталон из сплава платины (90%) и иридия (10%) с профилем в форме буквы X. Копии были переданы во все основные страны, использующие метрическую систему.

С 1960 метр определялся через длину волны оранжевой (605 нм) линии криптона.

С 1983 метр определяется через скорость света.

Специальных эталонов для углов ненужно. Т.к. есть полная окружность. Тем не менее, есть эталоны из кварца (с нанесёнными делениями), используемые для калибровки различных измерительных приборов.

Конспект по книге Контрольно-измерительные приборы и инструменты

Плоскопараллельные концевые меры

Основная задача – передача размеров от эталона до изделия. Регламентированы ГОСТом. Используются для проверки и градуировки других измерительных приборов. Изготавливаются из стали (коэффициент теплового расширения ~ 10^-5 мм / градус).

Поставляются комплектами, позволяющими с помощью минимального набора собрать любую длину с точностью до 3 знака. Диапазон 1 мм до 100 мм. Шаг от 0,01 мм. Точность порядка 1 мкм.

Меры должны притираться друг к другу (сцепляться при наличии масла между ними) и обеспечивать при этом определённое усилие на сдвиг. Минимальное количество притираний регламентировано (500 – 30 000).