Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

А.В. Матіщук, Д.В. Кухтар

РАДІОГЕОДЕЗИЧНІ І ЕЛЕКТРООПТИЧНІ ВИМІРИ

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

2010

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра землевпорядкування та кадастру

А.В. Матіщук, Д.В. Кухтар

РАДІОГЕОДЕЗИЧНІ І ЕЛЕКТРООПТИЧНІ ВИМІРИ

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Для студентів напряму підготовки 6.080101

"Геодезія, картографія та землеустрій"

Рекомендовано

методичною радою університету

Івано-Франківськ

2010

МВ - 02070855-2717-2010

Матіщук А.В., Кухтар Д.В. Радіогеодезичні і електрооптичні виміри: Лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.- 39с.

Розроблено відповідно до робочої програми. Лабораторний практикум містить дані для ознайомлення з методами посередніх вимірювань, електронними віддалемірними приладами, їх класифікацією та принципом роботи. Лабораторний практикум призначений для бакалаврів напряму підготовки 6.080101 - «Геодезія, картографія та землеустрій».

Може бути використаний студентами денної та заочної форм навчання.

Рецензент: завідувач кафедри «Землевпорядкування та кадастр», доцент,

кандидат технічних наук Ільків Є.Ю.

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол від )

© Матіщук А.В., Кухтар Д.В., 2010

© Іфнтунг, 2010

МВ - 02070855-2717-2010

Матіщук А.В., Кухтар Д.В. Радіогеодезичні і електрооптичні виміри: Лабораторний практикум. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.- 39с.

Розроблено відповідно до робочої програми. Лабораторний практикум містить дані для ознайомлення з методами посередніх вимірювань, електронними віддалемірними приладами, їх класифікацією та принципом роботи. Лабораторний практикум призначений для бакалаврів напряму підготовки 6.080101 - «Геодезія, картографія та землеустрій».

Може бути використаний студентами денної та заочної форм навчання.

Рецензент: завідувач кафедри землевпорядкування та кадастру,

доцент, кандидат технічних наук Є.Ю. Ільків

Завідувач кафедри землевпорядкування та

кадастру Є.Ю. Ільків

Член експертно-рецензійної комісії університету В.А. Старостін

Нормоконтролер Г.Я. Онуфрик

Коректор Н.Ф. Будуйкевич

Інженер І категорії Н.В. Мирка

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол від )

© Матіщук А.В., Кухтар Д.В., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

ЗМІСТ

ВСТУП 4

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1 5

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2 9

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 4 19

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5 24

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 6 30

Перелік рекомендованих джерел 39

ВСТУП

Лабораторний практикум з дисципліни "Радіогеодезичні і електро-оптичні виміри" розроблений для студентів напряму підготовки 6.080101 "Геодезія, картографія та землеустрій".

Метою курсу “Радіогеодезичні та електрооптичні виміри” є засвоєння знань про вимірювання відстаней посередніми методами, що найчастіше використовуються у віддалемірній полігонометрії.

Студенти матимуть змогу ознайомитися та навчитися працювати з віддалемірними приладами, вивчити їх будову, технічні характеристики та принцип роботи. Даний курс передбачає отримання не лише практичних навиків у роботі з геодезичними приладами різних поколінь, в тому числі і сучасними, але й закріплення фундаментальних знань з теорії гармонічних коливань та оптики.

Робота з сучасними електронними геодезичними приладами дає змогу студенту підготуватися до роботи в умовах сучасних технологій виробництва, що впроваджуються не лише задля полегшення комплексу польових та камеральних робіт, але й для зниження собівартості геодезичних робіт та підвищення прибутку.

Лабораторна робота 1

Тема: Вивчення метеоприладів, визначення робочої швидкості електромагнітних хвиль

Мета роботи: Вивчення метеоприладів, визначення робочої швидкості світла і радіохвиль

Вихідні дані

, мм рт.ст.

i – номер варіанту.

Загальні положення

Робоча швидкість електромагнітних хвиль υ залежить від показника заломлення повітря n і пов’язана з ним співвідношенням

υ (1.1)

де с- швидкість електромагнітних хвиль у вакуумі ( с=299792458 м/с).

Показник заломлення для світлових хвиль у кожній точці є функцією метеоелементів і довжини хвилі:

n = f ( λ, T, P, e ) (1.2)

де λ- довжина хвилі, мкм; T- температура повітря, град. Кельвіна; P - тиск повітря, мм.рт.ст.; e- вологість повітря, мм.рт.ст.

Замість показника заломлення частіше використовують індекс заломлення

N = ( n – 1 ) · 10⁶.

Залежність групового індекса заломлення світла в стандартних умовах (T₀=273,16 К, Р₀=760 мм.рт.ст., е=0 мм.рт.ст.) визначається дисперсійною формулою

(1.3)

де λ- середнє значення довжини хвилі у мікрометрах. Для гелій-неонового лазера λ = 0,6328 мкм; А₀, В₀, С₀ – дисперсійні коефіцієнти: А₀ = 287,604; В₀ = 1,5288; С₀ = 0,0136.

Значення індекса заломлення для інших атмосферних умов T, P, e визначають за формулою Барела-Сірса, яку у скороченому для практичних розрахунків записують у вигляді

(1.4)

де (1.5)

Температуру повітря визначають за показниками сухого термометра, виправлених шкаловою поправкою за паспортними даними. Аналогічно виправляють відлік по вологому термометру.

Тиск визначають по анероїду, показники якого виправляють трьома поправками: постійної, шкалової, температурної.

Вологість повітря знаходять за допомогою психрометра, використовуючи формулу Шпрунга

(1.6)

де t_C; t_B - виправлені відліки по сухому і вологому термометрам; Е – парціальний тиск насиченого пару; ; a – психометрична постійна ( а = 1510 для додатніх температур; а = 1756 для від’ємних температур).

Поправку δυ за відміну реальної швидкості світла від стандартної знаходять зо формулою

(1.7)

Виправлене значення віддалі D дорівнює

(1.7а)

При радіодалекомірних вимірюваннях робоча швидкість υ знаходиться відразу за індексом заломлення N, який для УК радіохвиль визначають за формулою Фрума-Есена

(1.8)

де а = 103,49 ; b = -17,23 ; с = 495822 .

(1.9)

Таблиця 1.1 – Поправка шкали барометра-анероїд (БАММ-1) №9108, (Па)

Р0	Поправка	Р0	Поправка	Р0	Поправка
105 000	+120	96 000	0	87 000	+200
104 000	+80	95 000	+10	86 000	+210
103 000	+40	94 000	+30	85 000	+230
102 000	+20	93 000	+50	84 000	+270
101 000	0	92 000	+70	83 000	+310
100 000	+10	91 000	+90	82 000	+350
99 000	+10	90 000	+110	81 000	+380
98 000	0	89 000	+130	80 000	+430
97 000	0	88 000	+160

2. Температурна поправка на 1˚С + 3 Па ( ∆_р).

3. Додаткова поправка +70 Па (∆_д).

Тиск Р обчислюється за формулою Р=Р₀+∆_д+∆_ш+∆t

де ∆_д - додаткова поправка; ∆_ш - шкалова поправка, вибирається з таблиці 1, ∆t - температурна поправка, обчислюється по формулі

∆t = ∆_p·t,

де ∆_р - температурна поправка на 1˚С ;

t - температура анероїда.

1 мм.рт.ст.=1,333 224 гПа

Таблиця 1.2 Поправка для приведення показників термометрів аспіраційного психрометра до міжнародної температурної шкали

Термометр №9304

-10	0	+10	+20	+30	відлік по термометру
+0,07	+0,23	+0,14	+0,10	+0,02	поправки

Термометр №9310

-10	0	+10	+20	+30	відлік по термометру
+0,05	+0,05	-0,05	-0,10	-0,08	поправки

Таблиця 1.3 Обчислення вологості повітря

tB	E					K
	0,0˚	0,2˚	0,4˚	0,6˚	0,8˚
+0	4,58	4,65	4,72	4,79	4,85	1509
1	4,92	5,00	5,07	5,15	5,21	1507
2	5,29	5,37	5,45	5,52	5,60	1506
3	5,69	5,76	5,84	5,93	6,02	1504
4	6,10	6,18	6,27	6,36	6,45	1502
+5	6,54	6,63	6,73	6,82	6,92	1501
6	7,01	7,11	7,21	7,31	7,41	1499
7	7,52	7,61	7,72	7,83	7,94	1497
8	8,04	8,15	8,27	8,38	8,49	1495
9	8,61	8,72	8,84	8,96	9,08	1494
+10	9,21	9,33	9,46	9,59	9,71	1492
11	9,85	9,98	10,11	10,25	10,38	1490
12	10,52	10,66	10,80	10,94	11,09	1489
13	11,24	11,39	11,54	11,69	11,84	1487
14	11,99	12,15	12,31	12,47	12,63	1485
+15	12,80	12,96	13,13	13,30	13,47	1484
16	13,64	13,82	14,00	14,18	14,36	1482
17	14,54	14,72	14,91	15,10	15,29	1480
18	15,49	15,68	15,88	16,08	16,28	1479
19	16,49	16,70	16,91	17,12	17,33	1477
+20	17,54	17,76	17,99	18,21	18,44	1475
21	18,66	18,89	19,13	19,37	19,60	1474
22	19,85	20,09	20,33	20,58	20,83	1472
23	21,08	21,35	21,60	21,86	22,13	1470
24	22,40	22,67	22,94	23,22	23,50	1469
+25	23,78	24,06	24,35	24,65	24,94	1467
26	25,23	25,53	25,84	26,15	26,45	1466
27	26,76	27,08	27,40	27,72	28,05	1464
28	28,38	28,71	29,05	29,39	29,73	1462
29	30,08	30,42	30,78	31,14	31,50	1461
+30	31,86	32,23	32,60	32,97	33,55	1450
	0˚0	0˚2	0˚4	0˚6	0˚8	К

Порядок виконання роботи

1. Після знайомства з метеоприладами, візьміть відліки по анероїду і психрометру. Внести поправки, користуючись паспортними даними. Зразки паспортів приведені в таблицях 1.1, 1.2.

2. За формулою (1.6) визначіть вологість повітря. Значення Е і К вибирають за аргументом t_B (таблиця 1.3).

3. Знайдіть за формулою (1.3) індекс заломлення світла для стандартних умов.

4. За формулою (1.4) визначіть індекс заломлення світла для реальних метеоумов (довжина хвилі λ = 0,6328 мкм).

5. Обчисліть поправку δυ (1.7) і виправлене значення віддалі D (1.7а); D₀ прийняти рівним 1519,311 м.

6. За формулами (1.8) і (1.9) знайдіть робочу швидкість радіохвиль.

Звітність по роботі

1. Стислий опис метеоприладів.

2. Відліки по метеоприладам, виправлені поправками.

3. Формули і результати обчислень робочої швидкості радіохвиль; поправки δυ.

Контрольні запитання

1. З якою метою знаходять робочу швидкість світла і радіохвиль?

2. Які метеоумови називають стандартними?

3. Який порядок має вплив вологості повітря на індекс заломлення світла?

4. Який метеоелемент має найбільший вплив на індекс заломлення радіохвиль?

5. Чому в діапазоні радіохвиль не враховують залежність показника заломлення від довжини хвилі?

6. Яку швидкість (фазову чи групову) дає формула (1.9)?