Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методичка-1-(Обчислення просторових квазігеоцентричних координат ШСЗ за результатами синхронних фотографічних спостережень)

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
28.06.2022
Размер:
178.34 Кб
Скачать

Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Інститут геодезії

Кафедра вищої геодезії та астрономії

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи на тему:

«Обчислення просторових квазігеоцентричних координат ШСЗ за ре- зультатами синхронних фотографічних спостережень»

Львів 2020

Вихідними даними для рішення цієї задачі (мал.5) є просторові прямокутні координати двох пунктів спостережень геодезично зв’язаних між собою X1, Y1, Z1 і X2, Y2, Z2, і отримані з обробки синхронних фотознімків ШСЗ на цих пунктах топоцент-

ричних екваторіальних координат ШСЗ α1 1; α2, δ2 , а також момент синхронних спостережень Т по всесвітньому часі і даті спостережень.

В подальшому обробку спостережень зручно вести за допомогою „обернених гринвіцьких часових кутів” ШСЗ, які обчиляються за формулою (1.14):

 

 

θ

 

(τ’1)

 

(τ’2)

 

P1

α’1 δ’1

α’2 δ’2

P2

X1Y1 Z1

 

X2Y2 Z2

 

 

γ гр

= α

 

S = −t гр , де S = S

0 + T + Tμ

 

 

Для спрощення обчислень у завданні даються відразу обернені гринвіцькі часові кути ШСЗ. Обчислення координат ШСЗ виконується за спрощеним методом І.Жонголовича у наступному порядку:

1.Обчислюються різниці координат вихідних пунктів

x = x2 x1 ; y = y2 y1 ; z = z2 z1 (2.1)

2. Розраховуються направляючі косинуси топоцентричних радіусів-векторів з вихідних пунктів на ШСЗ.

mi′ = COS δ iCOS γ i′; ni′ = COS δ iSIN γ i′;

і кут θ

′ ′

COSθ = m m

+ n n

2

+ r r .

1

2

1

1

2

Для контролю виконується тотожність

ri′ = SIN δ i(2.2)

(2.3)

m 2

+ n2

+ r 2

= 1

(2.4)

i

i

i

 

 

3.Обчислюються топоцентричні віддалі до ШСЗ.

 

 

τ

'

=

1

2 COSθ

(2.5)

τ

'

=

1

COSθ − 2

, (2.6)

 

 

1

 

D

,

2

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де D = SIN

2

θ (2.7) 1

z

 

(2.8)

 

 

 

= m1

x + n1

y + r1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

(2.9)

 

 

 

 

 

 

 

2 = m2

x + n2

+ r2 z

 

4.Розраховуються двічі (з обох пунктів) координати ШСЗ XS, YS, ZS,

;

′′

 

 

 

;

(2.10)

xs

= x1 + m1τ1

xs

= x2 + m2τ

2

 

 

′′

 

 

 

;

(2.11)

ys

= y1 + n1τ

1 ;

ys

 

= y2 + n2τ

2

;

 

′′

= z

 

 

(2.12)

zs

= z1 + r1τ

1

 

zs

 

2 + r2τ

2 ;

 

і нев’зки координат:

′′

;

′′

;

′′

. (2.13)

Vx = xs

xs

Vy = ys

ys

Vz = z s

z s

5.Обчислюються координати ШСЗ з оцінкою її точності.

Існує також наближений спосіб рішення прямої просторової засічки, в якому спочатку за оберненими часовими кутами γ1’, γ2’ , приміряючи формули Гауса, знаходять коор-

2

динати проекції ШСЗ на площину екватора XS , YS , а після координату ZS за формулами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgδ ′ = Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgδ ′

 

Z

s

= Z

1

+

(x

s

x )2

+ (y

s

y

)2

2

+

(x

s

x

2

)2

+ (y

s

y

2

)2

(2.14)

 

 

 

 

1

 

1

1

 

 

 

 

 

 

2

 

Таким чином, в даному випадку рішення просторової засічки зводиться до рішення трьох плоских засічок.

В даній задачі є 4 виміряні величини γ1’, γ2’ δ1’, δ2’ і три невідомі XS, YS, ZS. Тому строге її рішення із зрівноваженням параметричним методом, потребує складання чотирьох рівнянь поправок і їх рішення під умовою:

[P V 2γ ′

]+ [P V 2δ ′1 ]= MIN (2.15)

γ ′1

1

δ ′1

В наближеному способі І.Жонголовича використовуються три рівняння поправок для

X, Y, Zі умова мінімуму суми квадратів накладається не на похибки вимірюваних величин, а на похибки деяких функцій.

Крім того використовується просторова лінійна засічка (як мінімум по трьом віддалям від опорних пунктів) і векторна засічка (по виміряній віддалі і напрямку на ШСЗ з одного або двох пунктів).

ЗМІСТ РОБОТИ

По виміряним на двох геодезично-зв’язаних пунктах Р1 і Р2 топоцентричним ек-

ваторіальним координатам ШСЗ α1 1; α2, δ2 (або γі’ δі’) обчислити за способом І.Жонголовича:

1.Направляючі косинуси векторів τ′ і τ ′ і кут θ при ШСЗ.

12

2.Топоцентричні віддалі (радіуси-вектори) до ШСЗ τ1’, τ2’.

3.Прямокутні квазігеоцентричні координати ШСЗ XS, YS, ZS.

4.Середню квадратичну похибку одиниці ваги, ваги віддалей, похибки віддалей і положення ШСЗ.

3

ПРИКЛАД ОБЧИСЛЕНЬ

1.Вихідні дані

XP1=

3698631

XP2=

3183780

γ ′

= 354O 02′33,75′′ + 0, bc′′,

1

 

 

 

 

 

γ ′

= 335O36′12,00′′ + 0, bc′′,

YP1=

-2308821

YP2=

-1421510

2

 

δ ′

= 20O 49′41,5′′ + 0, bc′′,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

ZP1=

4639732

ZP2=

5322971

δ ′

= 0O 43′21,0′′ + 0, bc′′,

 

 

 

 

2

 

де в, с – номер в списку групи (наприклад: 01, 07, 12, 23).

Вихідні дані нульового варіанту.

Обчислення просторових квазігеоцентричних координат ШСЗ за результатами синхронних фотог- рафічних спостережень

Вихідні дані:

 

Елем.

Р1

Р2

Елем.

 

 

Р1

 

 

 

Р2

 

 

ф-л

ф-л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

3698631

3183780

 

град

мін

сек

градус

град

мін

сек

градус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

-2308821

-1421510

γі

354

2

33,75

354,0427

335

36

12,00

335,6033

 

Z

4639732

5322971

δі

20

49

41,50

20,8282

0

43

21,00

0,7225

 

∏=

3,141592654

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обчислення різниці координат вихідних пунктів

 

 

 

 

Елем.

Значення

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф-л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆x

-514851

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆y

887311

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆z

683239

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Розрахунок направляючих косинусів топоцентричних радіусів-векторів з вихідних пунктів на

 

 

 

 

ШСЗ

 

 

 

Розрахунок

 

 

Контроль

 

 

Елем.

Р1

Р2

Елем.

Р1

Р2

 

ф-л

ф-л

 

 

 

 

 

 

γі’, рад

6,17921095

5,8573831

M2I

0,864162241

0,829256626

 

 

 

 

 

 

 

 

δі’, рад

0,36352057

0,0126100

N2I

0,009409914

0,170584371

 

 

 

 

 

 

 

 

COS γі

0,9945995

0,9107077

R2I

0,126427844

0,000159004

 

COSδі

0,9346508

0,9999205

Σ

1

1

 

 

-

 

M1 M2

0,8465295

 

SINγі

0,103787117

-0,4130514

 

 

 

 

 

MI

0,92960327

0,9106353

N1 N2

0,0400648

 

NI

-0,09700471

-0,4130186

R'1 R'2

0,0044836

 

R'I

0,355566934

0,0126097

COSθ

0,8910779

 

 

 

 

COS2θ

0,7940198

 

 

 

 

D=SIN2θ

0,2059802

 

4

3. Обчислення віддалей t1’, t2

 

Елем.

Р1

Р2

Елем.

Р1

Елем. ф-л

Р1

 

ф-л

ф-л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MIDX

-478607

-468841

S1

-321743

S1 COSq

-286698

 

 

NIDY

-86073

-366476

-S2 COSq

736656

- S2

826702

 

 

R'IDZ

 

 

Σ1-

 

S1 COSq - S2

 

 

 

242937

8615

S2COSq

414913

540004

 

 

 

 

 

 

 

S

-321743

-826702

t1

2014332

t2

2621629

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Обчислення Координат ШСЗ XS, YS, ZS

 

 

 

Елем.

Р1

Р2

Середнє

Нев’язки V

V2

 

 

 

 

ф-л

 

 

 

 

 

 

 

XI

3698631

3183780

 

 

 

 

 

 

 

t'I MI

1872530

2387348

 

 

 

 

 

 

 

XS

5571161

5571128

5571144

-33

1090

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

YI

-2308821

-1421510

 

 

 

 

 

 

 

t'I NI

-195400

-1082781

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

5005

 

 

 

 

YS

-2504221

-2504291

2504256

-71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZI

4639732

5322971

 

 

 

 

 

 

 

t'I RI

716230

33058

 

 

 

 

 

 

 

ZS

5355962

5356029

5355995

67

4491

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[V2]=

10478

 

 

 

5. Оцінка точності

Середня квадратична похибка одиниці ваги

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ =

 

[PV 2 ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n - k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ =

 

 

[V 2 ]

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 102 M

 

 

10478

4 - 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ваги віддалей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

= P

 

 

 

 

 

= [bb ×1] = SIN 2 θ

τi

 

 

 

τ ¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

= 0.206

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ ¢

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Похибка віддалей

 

 

 

 

μ

 

mτ ′

= mτ ′

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ ′

 

m

=

102

 

= 225

 

 

 

 

 

 

M

τ ′

0.454

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Похибка в положенні ШСЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M S

=

mτ

2

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SIN θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M S

=

225 ×1.41

= 699M

 

 

0.454

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Соседние файлы в предмете Космічна геодезія