книги из ГПНТБ / Генике, А. А. Геодезические фазовые дальномеры
.pdf
Согласно формуле (17) значение AN связано с измеряемой раз ностью фаз Дф следующим соотношением:
AN-- |
Дф |
(111) |
|
2л |
|
Так как шкала фазоизмерительного устройства в радиодальноме рах РДГ и РДГВ имеет 100 делений, то
л I |
2 я |
Л'І> = І № а’
где a — показания фазометра в делениях шкалы. Подставляя значение Дф в формулу (111), будем иметь
а
Д;Ѵ = TüiT
или
а
Ат 100/ ’
С учетом того, что f = ІО7 Гц, получим
Дт = Ю"9сс
или, выражая Дт в наносекундах,
Дт = а.
( 112)
(113)
(114)
Таким образом, в радиодальномерах РДГ и РДГВ на основной масштабной частоте А отсчет по шкале фазометра соответствует непосредственно времени распространения в нс.
Как отмечалось в § 33, при точных отсчетах измерения выпол няют на серии несущих частот, причем на каждой несущей частоте выполняют 4 отсчета: А%л, А + л, A t K и Azn.
Для получения среднего отсчета на одной несущей частоте в ра
диодальномерах РДГ |
и |
РДГВ вначале вычисляют разности |
I = |
|
= {А\л — А~+л) и II = |
(Atn — AZft), |
затем их полусумму |
— |
|
и, наконец, половинное значение этой полусуммы. При этом |
|
|||
л |
_ _1 ( A b - A + J + l A + t - A Z t ) |
(115) |
||
Шу. |
2 |
£ |
’ |
|
Так же как и при разрешении неоднозначности, во всех тех слу чаях, Ікогда вычитаемое больше уменьшаемого, к последнему при бавляют 100 единиц. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы средний отсчет на каждой несущей частоте приближенно равнялся отсчету А%л . Если он отличается от упомянутого отсчета примерно
на 50 делений, то к значению -Ц ^ 1- следует также прибавить 100 де-
лений. О.бычно такое прибавление делают без соответствующей записи в журнале.
240
Окончательную величину Дт вычисляют как среднее значение из Дт^ для всех использованных несущих частот, т. е.
*п
Дт = Д ^ — , |
(116). |
где п — число несущих частот.
Полное значение времени прохождения вычисляют по формуле-
т = т0 + Дт. |
(117) |
В радиодальномере «Луч» отсчетная система фазометра позволяет непосредственно со шкалы снять полуразность отсчетов на частотах -\-А и —А . В связи с этим при точных отсчетах на каждой несущей частоте в полевом журнале вычисляется только полусумма отсчетов, соответствующих нулевому и 180-градусному сдвигу низкочастот ного сигнала на ведомой станции.
Значение скорости распространения радиоволн вычисляют поформуле (20), а показатель преломления — по формуле (21).
Для упрощения вычислений последнюю формулу представляют-
в следующем виде; |
|
|
|
|
{п— 1) ■106 = Кхр -р К 2е, |
(118) |
|||
где |
к |
103,49 |
|
|
|
|
|||
|
1 _ |
273,1б-Ис ’ |
|
|
к |
495 822,48 |
17,23 |
|
|
2 |
(273,1G-W C)2 |
273,16 + fc ’ |
|
|
tc — показания сухого |
термометра |
психрометра Ассмана |
в °С.. |
|
Значения коэффициентов К 1я К 2 выбирают из специальных таблиц, по показаниям tc.
Парциальное давление водяных паров вычисляют по' формуле (96).
|
е = Е' — ^ |
-Р(іс — івл) ■ |
|
Величины Е ’ и |
также выбираются из |
таблиц, входом в которые |
|
служит значение |
tBJ]. |
|
|
По вычисленному с помощью формулы (118) значению показателя |
|||
преломления п определяют половинное |
значение скорости распро |
||
странения радиоволн |
|
|
|
. |
V _ |
с |
|
|
~2 |
~2л ’ |
|
где с — скорость |
электромагнитных |
волн в вакууме, равная- |
|
299 792,5 км/с. |
|
|
|
16 Заказ 417 |
241 |
Прием 1
Пример полевого журнала и обработки результа
Линия V. Береговой —п. Высокая
Время. Начало: 1 0 ч 30 „інін
Разрешение неоднозначности
+ А 44,0 |
+А 44,0 |
+ А 44,0 |
+ А 44,0 |
|
В 23,5 |
С 22,0 |
D 10,5 |
-А |
56,0 |
20,5 |
2 2 , 0 |
33,5 |
8 8 |
, 0 |
|
2 |
з |
44,0 |
|
2
Метеорологические данные
Облачная переменная Осадки нет
Видимость ■удовлетворительная Ветер слабый
Давление
34* барометра
4 -3 1 6
»
4 -2 5 2 |
1 |
№станции,
ПСИХром.
I
II
'ср =
fcp. окон.=
'"с 'вЛ= 1
1
Станции
Ведущая
Ведомая
Ризмер. |
|
( барометра |
|
|
|
|
Поправки |
|
|
х норм. |
||
|
|
шкалы |
темпера |
|
добавочные |
|||||||
|
|
|
|
|
|
туры |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
609,0 |
|
|
+ 18.0 |
|
+ 0 , 1 |
|
|
- 0 , 2 |
|
- 0 , 1 |
• |
608,8 |
609,0 |
I |
|
+ 18,0 |
I |
+ 0 , 1 |
|
|
- 0 , 2 |
|
- 0 , 1 |
|
608,8 |
607.5 |
|
+17.8 |
- 0 , 2 |
|
| |
- 0 , 1 |
I |
+ 0 , 2 |
| |
607,/. |
||
606,5 |
|
|
+ 17,8 |
|
- 0 , 2 |
|
1 |
- 0 , 1 |
|
+ 0,2 |
1 |
607,4 |
tr |
|
|
(вл |
|
|
|
J’cP |
|
|
|
6 1 )8 , 1 |
|
|
|
|
|
^cp ((c |
*вл) |
|
|
3040,5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
+ 19,6 |
|
|
+ 15,0 |
|
|
|
k/a |
|
|
0,000667 |
||
+ 2 0 . 0 |
|
|
+ 15,4 |
|
|
|
М |
|
|
|
0,3528 |
|
+20,4 |
|
|
+ 15,2 |
|
|
|
N |
|
|
|
5,702 |
|
+ 2 0 . 6 |
|
|
+ 15 »4 |
|
|
|
В |
|
|
|
12,96 |
|
+ 2 0 , 2 |
|
|
+ 15,2 |
|
Р к/о.((с—(пл) |
|
|
2,03 |
|
|||
— |
|
|
- |
|
|
|
е |
|
|
|
10,93 |
|
+ 2 0 , 2 |
|
|
+ 15,2 |
|
|
|
Р-М |
|
|
|
214,5 |
|
5,0 |
|
|
|
|
|
|
е •N |
|
|
|
62,3 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
Ап |
|
I |
|
276,8 |
|
Показания приборов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Конец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клистрон |
|
|
АРУ |
|
стабил. |
|
|
|
|
|
||
32 |
|
|
48 |
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
26 |
|
1 |
46 |
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|
Г
242 |
г 4 в 8 /о гг /ь /е /д го |
тов намерения длин линии радиодальномером РДГ |
|
|
Дата 25.07.6S |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Точные отсчеты |
|
Конец: іо ч 42 мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
MS п/п |
Aft дел. |
А+ |
А- |
I |
і+ п |
1 |
А+ |
AZ- |
II |
|
|
||
|
|
-к |
|
2 |
2 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
3»о |
45.0 |
56.0 |
89.0 |
89,5 |
44,8 |
|
5*0 |
96.0 |
06.0 |
90.0 |
|
|
2 |
|
41,5 |
58,5 |
■83,0 |
83,5 |
41,8 |
|
|
93,0 |
09,0 |
84,0 |
|
|
3 |
|
41,0 |
59.0 |
82,0 |
82,8 |
41,4 |
|
|
92,5 |
09.0 |
83,5 |
|
|
4 |
|
41.0 |
58.0 |
83.0 |
83,0 |
41,5 |
|
|
93.0 |
1 0 . 0 |
83.0 |
|
|
5 |
|
43,5 |
58.0 |
85,5 |
84,8 |
42,4 |
|
|
94,0 |
1 0 . 0 |
84,0 |
|
|
6 |
|
41,0 |
56.0 |
85,0 |
85,2 |
■ 42,6 |
|
|
92,5 |
07.0 |
85,5 |
|
|
Т |
|
43.0 |
55.5 |
87.5 |
87,5 |
43,8 |
|
|
93.0 |
05.5 |
87.5 |
|
|
8 |
|
44.0 |
56,5 |
87,5 |
87,2 |
43,6 |
|
|
94.0 |
06,0 |
87,0 |
|
|
9 |
|
43.0 |
57.0 |
8 6 , 0 |
86,5 |
43,2 |
|
|
93.0 |
06.0 |
87,5 |
|
|
1 0 |
|
42,5 |
58.0 |
84,5 |
84,2 |
42,1 |
|
|
92,0 |
08.0 |
84,0 |
|
|
1 1 |
|
43.0 |
‘ 58,0 |
85.0 |
85,0 |
42,5 |
|
|
95.0 |
1 0 , 0 |
85.0 |
|
|
1 2 |
15,5 |
42.0 |
58,5 |
83.5 |
84,0 |
42,0 |
|
16,0 |
91,5 |
07,0 |
84.5 |
|
|
13 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
14 |
1 |
1 |
|
1 |
- |
|
1 |
1 |
|
' 1 . |
|
||
|
|
|
||||
15 |
1 |
1 |
. |
1 |
|
|
1 |
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|||
16 |
1 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
1 |
- |
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
17 |
1 |
1 |
|
1 |
. |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
18 |
1 |
1 |
- |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
S |
|
1630,0 |
782,5 |
|
■ 2046,5 |
511,7 |
S i — 2 а = 2 3 = 2 0 4 7 . 5 |
|
|
|
|
С р .= |
42 6 6 |
2 я /4 = 2 5 ==51і >8 |
|
|
|
|
|
|
ток= 22342,66 |
|
|
|
|
|
|
Р/2 = 0,1498547 |
|
|
|
|
|
|
Н' = 3348,153 |
|
|
|
|
|
\ |
•JG* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
243 |
|
Для облегчения вычисления также составлены таблицы.
Длину измеряемой линии вычисляют при этом по формуле (87)
D = T - ^ + K.
Остальные поправки определяются так же, как и при измерении ли ний светодальиомерами.
§ 42. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ СВЕТОII РАДИОДАЛЬНОМЕРАМИ *
Как и при любых иных видах геодезических измерений, критерии для оценки точности свето- и радиодальномерных измерений могут быть получены лишь по результатам избыточных измерений. В зави симости от вида этих избыточных измерений различают следующие ■способы оценки точности;
1) по внутренней сходимости (из обработки результатов измере
ний на пункте); |
уравнений |
(по невязкам); |
||
2) |
по |
свободным членам условных |
||
3) |
по |
контрольным измерениям (по |
результатам |
измерения той |
или иной величины, значение которой заранее известно с необходи мой точностью).
В практике геодезических работ преимущественное распростра нение получили первые два способа, причем в качестве критерия оценки точности используют среднюю квадратическую ошибку т, поскольку она достаточно надежно определяется при сравнительно небольшом числе измерений п и в сильной степени зависит от крупных по абсолютной величине ошибок.
При измерении расстояний свето- и радиодальномерами обычно выполняют ряд наблюдений (приемов), позволяющих несколько раз однозначно определить длину измеряемой линии. В этом случае косвенная оценка точности производится по уклонениям результатов измерений от арифметической средины, причем среднюю квадрати ческую ошибку одного приема вычисляют по формуле
< 1 1 9 >
а среднюю квадратическую ошибку окончательного значения рас стояния — по формуле
|
|
|
М = |
( 120) |
||
где п — число |
приемов; |
V п |
|
|||
арифметического значения расстоя |
||||||
|
ѵ — уклонение |
от среднего |
||||
[ |
ния; |
|
обозначение |
гауссовой |
суммы. |
|
] — условное |
||||||
* |
Этот раздел |
подготовлен канд. техи. наук В. В. Злотипым. |
||||
244
Кроме указанных величин часто вычисляют еще и относительную среднюю квадратическую ошибку, равную отношению величины М
к длине измеряемой линии D. |
Обычно относительную ошибку — |
записывают или в виде дроби |
с числителем, равным единице, или |
в виде числа, указывающего, |
какую долю от расстояния D соста |
вляет величина М. Например |
|
+— -— = -+-і ■Ю”5.'
Для оценки точности результатов измерений свето- и радиодаль номерами по свободным членам условных уравнений (невязкам) необходимо знать не только вид условия, связывающего измеренные величины, но и количественные характеристики геометрии геодези ческого построения. Так, например, при оценке точности линейных измерений по координатным невязкам полигонометрических ходов необходимо знать коэффициенты, характеризующие изломанность ходов; при вычислении ошибок измерения сторон по условиям гори зонта в трилатерации необходимо знать величины углов треуголь ников, образующих центральную систему, и т. д.
Следует отметить, что при оценке точности результатов измерений свето- и радиодальномерами как по внутренней сходимости, так и по свободным членам условных уравнений, как правило, не удается получить объективных характеристик точности. Это объясняется тем, что при оценке по внутренней сходимости не учитывается влия ние целого ряда источников ошибок, которые при измерении одной линии имеют систематический характер, но при переходе от одной линии к другой изменяют свое значение. При оценке точности по невязкам на величину свободных членов некоторых условных урав нений существенное влияние оказывают ошибки исходных данных.
В большинстве случаев оценка точности по внутренней сходи мости, так же как и по невязкам замкнутых фигур, дает преумень шенное значение средней квадратической ошибки, а при оценке по невязкам геодезических построений между твердыми пунктами, как правило, получают преувеличенное значение средней квадратической ошибки.
Наиболее объективную оценку точности свето- и радиодальноме ров дает метод контрольных измерений, при котором дальномером измеряют линию известной длины. Точность дальномерных измерений при этом оценивают по формуле
т = ± У |
(121) |
где А — разность между результатом измерения линии дальноме ром и точным ее значением;
п — число измерений.
Основной недостаток данного метода состоит в том, что необхо димо иметь линию, длина которой известна с высокой точностью. Более того, для объективной оценки дальномерных измерений необ
ходимо иметь несколько таких линий различной длины, так как сред няя квадратическая ошибка измерений для большинства свето- и радиодальномеров зависит от длины линии. Обычно эту зависимость записывают в виде
mD — ± (a + bD), |
(122) |
где а и Ъ — эмпирически определяемые коэффициенты; D — длина измеряемой линии.
Для вывода подобного уравнения необходимо иметь ряд достато чно точно определенных значений «iß, соответствующих различным значениям D, по которым и определяют коэффициенты а и Ъ.
Описанный метод оценки точности дальномерных измерений из-за большой трудоемкости редко применяется в процессе эксплу атации свето- и радиодальномеров. Однако он является основным при детальном исследовании дальномеров такого типа.
С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы |
|
|
|
|
|||||
1. |
И о р д а н |
В., |
Э г г е р т |
О., |
К н е й с е л ь |
М. Руководство по гео |
|||
дезии. |
Т. 6. М., «Недра», 1971. |
Электрооптические |
и радиогеодевические |
||||||
2. |
К о н д р а т |
к о в |
А. |
В. |
|||||
измерения. М., «Недра», |
1972. |
|
Р а т ы н с к н й М. В., |
С е р а п и - |
|||||
3. К о н д р а ш к о в А. В., |
|
||||||||
н а с |
Б. Б. Практикум по электрооптическим и радиогеодезическим измере |
||||||||
ниям. М., «Недра», 1967. |
3. |
Радио- |
и светодальномеры. М-, «Недра», 1972. |
||||||
4. |
П а щ е н к о в |
В. |
|||||||
5. |
П р о в о р о в |
К. Л. , |
Н о с к о в Ф. П. Радпогеодезия. М., «Недра», |
||||||
1973. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О Г Л А В Л Е Н И Е
|
|
Стр. |
Предисловие |
.................... |
3 |
Введение ........................................................................... |
'............................................... |
5 |
Г л а в а I . О б щ ая |
теория геодезических фазовых дальномеров................. |
10 |
§1. Принцип определения расстояний путем измерения времени
§ |
2. |
|
распространенияэлектромагнитных в о л н .............................................. |
4 |
. . . |
Ю |
||
Некоторые сведения из теории к о л е б а н и й ...................... |
ц |
|||||||
§ 3. |
Принцип работы |
фазового дальном ера ........................... |
іу |
|
|
|||
§ 4. |
Скорость распространения электромагнитных в о л н ........................... |
|
19 |
|||||
§ 5. |
Несущая и масштабная частоты ................................................ |
|
|
|
21 |
|||
§ |
6. Определение разности фаз по экстремумам регистрируемой вели |
24 |
||||||
§ |
7. |
|
чины . . . |
: |
|
|
|
|
|
Равносигнальный (парафазный) метод индикации разности фаз |
27 |
||||||
§ |
8. |
|
Низкочастотный |
метод фазовых измерений . |
............................... |
31 |
||
§ |
9. |
|
Методы разрешения неоднозначности в фазовых дальномерах . . |
37 |
||||
§ |
10. |
|
Выборсетки масштабных ...............................................................ч а сто т |
|
|
|
42 |
|
§ |
11. |
|
Учет «постоянных ..................поправок» в фазовых дальном ерах |
|
46 |
|||
Г л а в а |
II. Основные узлы ...............................свето-и радиодальномеров |
|
|
50 |
||||
§ 12. |
|
Функциональные .........................................схемы дальномеров |
|
50 |
|
|||
§ 13. |
|
Генераторы |
..................................................................................................... |
|
|
|
54 |
|
§ |
14. |
|
Усилители |
..................................................................................................... |
|
|
|
61 |
§ 15. |
|
Источники электромагнитных колебаний несущих частот . . . |
66 |
|||||
§ 16. |
|
Модуляторы |
...................... . . . . ...................................................... |
■ |
|
|
85- |
|
§ 17. |
|
Оптические и радиотехнические системы для направленного |
|
|||||
§ 18. |
|
излучения |
..................................................................................................... |
|
|
108 |
99 |
|
|
Приемники света ....................и ультракоротких радиоволн |
|
|
|||||
§ |
19. |
|
Детекторы |
..................................................................................................... |
|
|
|
116 |
§ |
20. |
|
Фазоизмерительные ..............................................................устройства |
|
|
|
121 |
|
§ |
21. |
|
Частотоизмерительные ..........................................................устройства |
|
|
|
131 |
|
§ 22. |
Электропитание .............................свето- и радиодальномеров |
|
145 |
|
||||
Г л а в а |
III. Существующие типы свето- |
и радиодальномеров . . . . |
152 |
|||||
§ 23. Светодальномер СВВ-1 |
|
|
|
152 |
||||
§ 24. Светодальномер ...............................................................................ЭОД-Н |
|
|
|
156 |
||||
§ 25. |
Светодальномер ........................................................................... |
|
|
|
161 |
|||
§ 26. |
Краткие сведения о других советских светодальномерах. . . . |
167 |
||||||
§ 27. |
Краткие сведения о некоторых зарубежных светодальномерах |
172 |
||||||
§ 28. |
Геодезические |
радиодальномеры |
отечественного |
производства |
180 |
|||
§ 29. |
Краткие сведения .................. ....о зарубежных радиодальномерах |
|
195 |
|||||
247
|
|
|
|
' |
|
Стр, |
Г л а в а |
IV. Измерение |
длин |
л и н и й .................................................................. |
|
igg |
|
§ 30. |
Общие |
положения |
.................................................................................. |
|
199 |
|
§ 31. |
Измерение |
длин |
линий ...................... |
светодальномѳром |
«К варц» |
204 |
§ 32. |
Измерение длпн |
линий светодальномѳрами ЭОД-1, СВВ-1 п ие- |
207 |
|||
§ 33. |
которыші д р у г ш ш ........................................................................................ |
|
РДГ п РДГВ . . . |
|||
Измерение длин линий радиодальномерами |
216 |
|||||
§ 34. |
Измерение |
длин |
линий ........................... |
радиодальномером |
« Л у ч » |
220 |
§ 35. |
Определение постоянных поправок дальномеров и эталониро |
222 |
||||
|
вание их масштабных ч .......................................................................астот |
|
||||
§ 36. |
Измерение метеоэлемеитов и вспомогательные работы на пункте |
225 |
||||
Г л а в а |
V. Вычисление |
длші .................................................................. |
л и н и й |
|
227 |
|
§ 37. |
Общие |
положения .................................................................................. |
|
|
227 |
|
§ 38. |
Вычисление длин линий, измеренных светодальномѳром «Кварц» |
229 |
||||
§ 39. |
Вычисление длнн линий, измеренных светодальномѳром ЭОД-1 |
233 |
||||
§ 40. |
Вычисление длпн линпй, измеренных свѳтодальномерами СВВ-1, |
235 |
||||
|
СТ-62 и «Кристалл».................................................................................... |
|
|
|||
§ 41. |
Вычисление длпн линий', измеренных радиодальномерами . . |
238 |
||||
§ 42. |
Оценка точности |
результатов пзмерення свето- и радиодально |
244 |
|||
|
м ерам |
.............................................................................................................. |
|
|
|
|
Список |
литературы ...................................................................................................... |
|
|
|
246 |
|
Аркадий Александрович Генике, Борис Афанасьевич Ларин, Вадим Михайлович Наваров
Геодезические фазовые дальномеры
Редактор издательства Н. Т. Куприна Переплет художника С. И. Голубева
Технический редактор О. Ю. Трепенок Корректор С. С. Борисова
Сдано в наОрр 17/Ѵ ХХ 1973 г. Подписано в печать 13/ХІ 1973 г. Т-17498. Формат 60 х 901/,а. Бумага № 2. Печ. л. 15,5. Уч.-изд. л. 16,8- Тираж 13 000 экз. Заказ № 417/4909—15.
Цена 78 коп.
Издательство «Недра», 103633, Москва, К-І2, Третьяковский проезд, 1/19.
Ленинградская типография М 6 «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете Совета Министров СССР, по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 196006, г. Ленинград, Московский пр., 91.