Донецкий национальный технический университет

Кафедра Геоинформатики и Геодезии

Методические указания

по курсу «Геодезические приборы и измерения»

к лабораторной работе

«Приборы для определения метеорологических параметров. Вычисление влажности воздуха. Определение поправки за атмосферные условия по номограмме Leica»

Версия 1.0

01-03-2012

Донецк – 2012

УДК 528.73

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Геодезические приборы и измерения» по теме «Приборы для определения метеорологических параметров. Вычисление влажности воздуха. Определение поправки за атмосферные условия по номограмме Leica» для студентов с направлением подготовки 6.080101 «Геодезия, картография и землеустройство» специальностей «Инженерная геодезия», «Геоинформационные системы и технологии», «Землеустройство и кадастр»/ Сост. Серых А.П. – Донецк: ДонНТУ, 2012.- 32 с.

Рассмотрены вопросы определения метеорологических параметров атмосферы с целью дальнейшего определения поправок в измеряемые с помощью светодальномеров длины линий за атмосферные условия.

Дано описание и устройство метеорологических приборов – термометра-праща, барометра-анероида, психрометра Ассмана - и методика выполнения измерений по ним. Объяснена методика расчета относительной влажности воздуха по показаниям сухого и влажного термометров психрометра Ассмана.

Изложена методика графического определения поправки за атмосферные условия по номограмме применительно к электронному тахеометру Leica.

В заключении сформулированы задания для выполнения лабораторной работы и варианты исходных данных для выполнения заданий.

Составитель: Рецензент:

Серых А.П. доц.

Содержание

	Введение	4
1	Краткие теоретические сведения	8
2	Приборы для измерения метеорологических параметров. Определение метеопараметров атмосферы. Вычисление влажности воздуха	11
2.1	Термометр-пращ параметров	11
2.2	Барометр-анероид	12
2.3	Психрометр Ассмана	13
2.4	Определение абсолютной и относительной влажности воздуха	15
2.5	Пример определения влажности воздуха	16
3	Определение поправки за конкретные атмосферные условия на 1 км длины линии для тахеометра Leica TCR405 с использованием номограммы	17
4	Задания для выполнения лабораторной работы	26
5	Требования к отчету по лабораторной работы	28
	Рекомендуемый список методических указаний и литературы	29
	Приложение 1. Исходные данные к заданию 1	30
	Приложение 2. Исходные данные к заданию 2	31
	Приложение 3. Номограмма для определения атмосферной поправки ppm	32

Введение

Цель лабораторной работы: научиться оценивать влияние метеорологических параметров атмосферы на результаты измерений длин линий физическими способами (с использованием электромагнитных волн).

Задача лабораторной работы:

- освоить работу с метеорологическими приборами для определения параметров атмосферы и выполнить измерения указанных параметров;

- графически определить по номограмме для тахеометров серии Leica TPS400 значение поправки за атмосферные условия на 1 км длины линии и вычислить значение поправки в конкретно заданные значения длин линий;

- решить вопрос, в каких случаях введение поправок за атмосферные условия в измеренные значения длин линий является обязательным, а в каких нет.

Выносимые на изучение вопросы:

1. Приборы для измерения метеорологических параметров.

2. Методика измерения метеопараметров атмосферы

3. Расчет влажности воздуха

4. Определение графическим способом по номограмме Leica по измеренному давлению и температуре значения поправки за атмосферные условия на 1 км длины и в заданные значения длин линий применительно к тахеометрам серии Leica TPS400.

Объекты изучения:

- метеопараметры атмосферы;

- величина - поправка за атмосферные условия в мм на 1 км длины линии.

Предметы изучения:

- термометр-пращ;

- барометр-анероид;

- психрометр Ассмана;

- номограмма для определения значения поправки за атмосферные условия на 1 км длины линии для тахеометров серии Leica TPS400.

Используемые формулы:

- формула для вычисления значения влажности воздуха по показаниям психрометра Ассмана (парциального давления водяных паров).

Используемое приборы, оборудование, таблицы, методические указания:

- термометр-пращ;

- барометр-анероид;

- психрометр Ассмана;

- номограмма для определения значения поправки за атмосферные условия на 1 км длины линии для тахеометра Leica TCR405;

- методические указания к лабораторной работе по курсу «Электрооптические и радиогеодезические измерения» (для студентов специальности 1301). Донецк: ДПИ., 1988 г. – 36 с. – Составитель Ю.Ф. Кругликов. - № 3.11

Организация лабораторной работы

1. Группу/подгруппу студентов в аудитории разбить на бригады из 3-5 человек в зависимости от имеющегося количества метеорологических приборов. Показания по приборам снимает каждая бригада.

2. Кратко обрисовать проблему влияния метеопараметров атмосферы на скорость распространения электромагнитных волн в атмосфере и, соответственно, на правильность определения длин линий, измеряемых физическими способами. Подвести к необходимости определения метеопараметров.

3. Показать и охарактеризовать метеорологические приборы, используемые при геодезических измерениях.

Обратить внимание студентов на то, что хотя приборы и находятся в состоянии, далеком от рабочего, это не мешает выполнению работы. Пояснить, что задача лабораторной работы заключается не в том, чтобы получить, максимально близкие к реальным, значения параметров атмосферы, а в том, чтобы научиться работать с приборами, освоить методику работы. Для этого в данном случае вовсе не обязательно иметь метеоприборы в идеальном состоянии. В качестве примера можно привести подготовку спортсменов, солдат в армии и др. Там ситуация аналогичная: сначала учатся на макетах, тренажерах, заменителях и т.д.

4. Объяснить методику измерения температуры с использованием термометра-праща, давления с использованием барометра-анероида и температуры по сухому и влажному термометрам для определения влажности воздуха с использованием психрометра Ассмана.

При объяснении необходимо, чтобы студенты активно работали с методическими указаниями [1].

5. Дать задание каждой бригаде выполнить измерения указанных метеопараметров с помощью имеющихся приборов. При этом в измеренные значения ввести соответствующие поправки.

6. По исправленным значениям (вне зависимости от достоверности полученных значений) вычислить парциальное давление водяных паров, а по нему относительную влажность воздуха. Для этого использовать методические указания [1].

7. Объяснить, что означает величина . В каких единицах она записывается, и к какой величине и значению самой величины она относится. Показать, как величина используется в геодезии, в частности при измерении длин линий. Пояснить, что в рассматриваемом случае это не что иное, как поправка в миллиметрах на 1 км длины линии. Объяснить, как через величину записывается в общем виде поправка к любой длине линии. Отметить, что именно значение вводится в электронный тахеометр для учета атмосферных условий. Дать задание записать в общем виде с использованием конкретно заданного значения : а) поправку к произвольной длине линии; б) произвольную длину линии.

8. Перейти к номограмме Leica для определения графическим способом значения величины . Для этого каждому студенту выдать отдельный лист формата А4 с номограммой для тахеометров серии Leica TPS400. Объяснить, что такое номограмма и как ею пользоваться. Указать какие величины являются входными для определения значения . При этом необходимо пояснить, как переводятся миллиметры ртутного столба в миллибары, в которых оцифрована номограмма, и наоборот. Пояснить, в каких случаях и почему вместо давления можно использовать высоту точки стояния прибора, и как в этом случае определять значение . Дать задание определить значение для произвольно заданных значений температуры и давления, а также температуры и высоты точки стояния.

9. Для закрепления полученных знаний все студенты должны выполнить четыре задания по данной лабораторной работе. С этой целью каждому студенту должен быть выдан номер варианта индивидуального задания, по которому студент выбирает значения исходных данных к заданию. Значения исходных данных приведены в настоящих методических указаниях в разделе Приложения. Выполнение задания заключается в изучении материала по теме задания, выполнении всех необходимых вычислений и анализе полученных результатов. Выполнение задания должно сопровождаться кратким описанием выполняемых действий и завершаться соответствующими выводами. Выполнение каждого задания базируется на тех знаниях, которые были получены в аудитории на лабораторной работе, а также на материале, изложенном в настоящих методических указаниях. Для более углубленного понимания рассматриваемых вопросов в настоящих методических указаниях приводится список рекомендованной дополнительной литературы.