4.4. Автоматизація геодезичних обчислень

Обчислення – надзвичайно важлива складова топографо-геодезичних робіт. В найпростіших випадках метою таких робіт, як правило, є визначення величин, які безпосередньо виміряти неможливо: координат пунктів, відміток висот тощо. У більш складних випадках метою можуть бути вирівнювання значень координат пунктів геодезичних опорних мереж та оцінка точності положення пунктів геодезичних мереж, визначення поверхні геоїда тощо. Для вирішення цих задач іноді приходиться розв’язувати тисячі (а то й десятки тисяч) рівнянь. Так наприклад, формула земного геоїда дає змогу визначити його поверхню з точністю до одного метра, але вона налічує 130 тис. коефіцієнтів.

Нескладні геодезичні обчислення можна виконати вручну, складніші – із застосуванням допоміжних засобів, що прискорюють роботу. Донедавна до таких засобів відносились різні таблиці (наприклад, тахеометричні, тригонометричних функцій, приростів координат), конторські рахівниці, арифмометри. На сьогодні всі ці засоби можна побачити хіба що в музеї. На зміну їм прийшли мікрокалькулятори (МК), електронно-обчислювальні машини (ЕОМ), та вбудовані в геодезичні прилади спеціалізовані програмно-обчислювальні пристрої (ПОП). Всі ці засоби не тільки значно прискорюють обчислювальні операції, але й дають змогу застосовувати нові методи та технології при виконанні геодезичних (в тому числі обчислювальних) робіт.

Мікрокалькулятори – це портативні обчислювальні пристрої, компактні та легкі (до 20г.), з живленням від сонячних батарей, дуже зручні у використанні (див. рис.4.1). За допомогою МК, що мають функції арифметичних і тригонометричних обчислень та переводу кутових величин з однієї міри в іншу, можна вирішувати відносно прості геодезичні задачі. Найсучасніші МК – це складні електронні прилади зі своєю операційною системою, оперативною та постійною пам’яттю. Окрім того вони здатні виконувати до 600 найбільш вживаних функцій, що дозволяє використовувати їх для обчислення як нескладних, так і дуже складних геодезичних задач.

Рис.4.1. Програмований мікрокалькулятор ТІ 89

Мікрокалькулятори можуть мати комп’ютерні програми орієнтовані на якусь певну галузь обчислень. Приклад – стандартна програма «Калькулятор», що поставляється оперативними системами Windows (рис. 4.2).

Рис.4.2. Калькулятор Windows

На кафедрі геодезії та картографії Київського національного університету силами студентів розроблено програму «Калькулятор» для виконання геодезичних обчислень (рис. 4.3), яка надає можливість виконувати обчислення, що частіше виконуються під час топографо-геодезичних робіт, не звертаючись до спеціалізованих програм. На рис. 4.3 показано, як розв’язується пряма геодезична задача (про неї див. 7.1).

Рис.4.3. Геодезичний калькулятор

Спеціалізовані програмно-обчислювальні пристрої, які вмонтовуються у сучасні геодезичні прилади, складаються з калькулятора з клавіатурою (рис. 4.4), запам’ятовуючого пристрою (карти пам’яті), автоматичного живлення та інтерфейсу, що дозволяє приєднувати пристрій до комп’ютера. Калькулятор може виконувати різноманітні обчислення під час польових робіт. Окрім того, приєднання пристрою до комп’ютера забезпечує виконання цілого комплексу програм з автоматизації камеральних робіт.

Рис.4.4 Клавіатура калькулятора електронного геодезичного приладу

Недоліком таких обчислювальних пристроїв є те, що вони жорстко запрограмовані на певний набір функцій і тому не дають можливості вирішувати непередбачені завдання.

Найпотужнішим обчислювальним засобом є електронно-обчислювальні машини. Для геодезичних обчислень придатні персональні електронно-обчислювальні машини ПЕОМ, або як їх ще називають персональні комп’ютери. Серед них найбільшою популярністю в нашій країні користуються настільні програмно сумісні комп’ютери з операційними системами фірми Microsoft (Windows – 98, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista) з процесорами Іntel та AMD.

Останнім часом все більше використовуються переносні комп’ютери – ноутбуки. Не поступаючись потужністю та зручністю роботи своїм «старшим братам» – настільним комп’ютерам ноутбуки мають комп’ютерний корпус, невелику вагу та автономне живлення, що дає змогу користуватися ними у польових умовах.

Сфера застосування ПЕОМ у топографо-геодезичних роботах надзвичайно широка. Створені універсальні пакети прикладних програм, призначені для математичної обробки результатів топографо-геодезичних робіт, які включають вирівнювання різних геодезичних мереж, графічне викреслювання профілів, побудову топографічних карт та іншої графічної продукції, друк вихідної документації, занесення інформації у банк даних тощо.

Контрольні запитання

1. Які вимірювання проводять на земній поверхні?

2. Яка точність геодезичних вимірювань?

3. Які є види вимірювань?

4. Які є види похибок вимірювань?

5. Які вимірювання вважаються придатними?