Способ определения положения уровенной поверхности Советский патент 1988 года по МПК G01C13/00 

/ V/ W/W ////////////

Изобретение относится к топографе- геодезичесхим работам на морях и внутренних водоемах и может быть использовано при водном нивелировании и океанографических исследованияхо

. Целые изобретения является повыше ние гочно сти измерений„

На чертеже изображен уровенньй пост в ввде автономной буйковой стан™ цтди, общий вид с

Донньм якорь 1 связан кабель-тро- срм 2 положительной плавучести (например э с оболочкой из пропилена) с п итопленньм несущим буем 3, который у :танавливается глубже минимально в|эзмажного (по предварительным рас- 4та1 0 уровня моря в данной точке t, Нфлоло-ггельная плавучесть кабель-троса необходима для того чтобы от притон- енного буя до-якоря линия кабель- троса ггредставляла собой трямую як- щю что достигается за счет под ьем - кфй силь; кабель-троса и необходимо я более точного расчета глубины на- хфждения притопленного буя -по извест- кЬй длине кабель™троса и измepeннo fy углу его наклона На якоре .установлен &тчик 4 гидростатического давления а в корпусе буя размещены датчики ёвления: 5, солености 6 температуры

7и угла наклона 8 кабель троса отно си-тельно вертикали: 8, Оба датчика 4

Hi 5 давления имеют демпфирующее устойство j устраняющее влияние ветрового волненияэ Для .связи с береговым (судовым) центром служит поверхностный сигнальный буй 9 оснащенньш преобразователем сигналов и радиостанцией о

На сигнальном поверхностном буе крепятся также датчики температуры 10 и солености 11 для определения соответствующих величин на поверхности.

8качестве этих датчиков используются стандартные океанографические прибо- ры. Измеритель угла наклона кабель- троса представляет собой потенциомет- Р ически И.ПИ гидростатический датчик о

Способ осуществляют следующим об-

Дискретно в заданном режиме или по запросу из центра информация со всех датчиков поступает На преобразователь сигналов, С помощью счетно- решающего устройства в преобразователе или непосредственно -в центре по измеренным температуре и солености на поверхности моря и на горизонте

S

0

5

притопленного буя определяют среднее значение плотлости воды (р) в верхнем деятельном слое над несущим буем, что дает возможность определить превгзпле- ние уровня моря (h) над ним по формуле

Р, pqh,

откуда р 0 Ъ ,

где Р, - величина гидростатического

давленияJ измеренная на при топленном буе

. Определение среднего значения плотности по всей толще воды по од

с

ному-дв ум горизонтам вносит значительную погрешность, так как эта величина претерпевает существенные.изменения в своем вертикальном распределении, не учитывая даже изменений во времени. Наибольшим же изменениям подвержен верхний деятельный слой в котором и размещаются поверхност ньй и притопленный буй, позволяющие зарегистрировать слой скачка плотное-, ти и соответственно уменьшить погрешности в определении средней плотности

Q По измеренным углам наклона (cf) кабель-троса определяется глубина Н под притопленным буем

Н К 1 COSIO,

где К коэффициент растяжения троса| 1 - длина кабель-троса.

Тогда г;лубина моря Н в месте постановки буйковой станции в данньй момент времени вычисляется как сумма глубин под несущим буем и превышения над ним

Н„ Н -« ho

Зная величину давления всего столба воды (Р), можно получить значение средней плотности морской воды (5) на станции по вертикали

5. -р

f H7q

™ 5 - -™2-.„ - -

I H.p -q + Р, кТр-q cosif+ Р,

Q По значениям р, полученным таким образом для всей сети буйковых станций, получают пространственное распределение поля средней плотности , морской воды по всей исследуемой ак-

5 ваториив

Известно, что плотностные изменения оказывают значительное влияние на колебания уровня моря, а с учетом внешних анемобарических воздействий

можно с большой точностью определить прирап1ение уровня () .меяоду двумя пунктами по измеренным величинам плотности в этих пунктах

Н(р, -р,)

где Н - средняя глубина между двумя

станциями; р, - средняя плотность морской во

ды на одной станции; PJ- средняя плотность морской воды на второй станции; Рпоб средняя плотность морской на поверхности. Учитьтая, ч-то рпов 1,0 г/см и переходя к единицам условной плотности, получают

I Н-10-3 где ьО. - средняя условная плотность между двумя смежными станциями .

Принимая береговой уровенный пост имеющий абсолютную отметку в циной системе высот, за основную станцию, последовательным суммированием приращений уровня () от станции к станции получают отклонение уровня моря на них от нуля глубин feдинoй системы высот

{: . - 2 . .+Гпм

где & Z Z „ - отклонение уровня от нуля глубин единой системы высот на п-й станции;

,,,.,-.„.,-приращение уровня 1, 2, ,,., п-1 станций относительно берегового уровенного поста. Величина Ь2„ и глубина станции в

данньй момент времени позволяет передать абсолютную отметку на все станции сети.

Значение абсолютной высоты уровен- ной поверхности б Z в топке наблюдения определяется выражением f Z Z + К + h, где Z - абсолютная высота якоря; Н, h - превышения притопленного буя над 10 якорем и поверхностного буя над при- топленным с учетом температуры и солености воды.

Ф о в

рмула изобретения

Способ определения положения уро- венной поверхности, включанщий измерение угла наклона кабель-троса, соединяющего притопленньпЧ буй с закрепленным на дне якорем, измерение на притопленном буе гидростатического давления и вычисления, отличающийся тем, что, с целью повьте- нил точности, одновременно с измерекиями на притопленном буе измеряют гидростат уческое давление на якоре с известной абсолютной высотой, температуру и соленость на якоре, притопленном буе и поверхностном буе,

связанном кабель-тросом с притоппек- ным буем, установленным ниже минимально возможного уровня водной поверхности, а вычисления производят по зависимости

Z Z + Н + h,

где Z - абсолютные йысоты уроненной поверхности и якоря; Н, h - превьшения притопленного буя над якор.ем и поверхностного буя над притоп- ленным с учетом температуры и солености.

Изобретение относится к области топографо-геодезических работ на морях. С целью повьппения точности измерений на дне устанавливают донный якорь 1 с датчиком давления 4, соединенный посредством кабель-троса 2 положительной плавучести с притогшен- ным буем 3. Притопленный буй содержит датчики давления 5, солености 6, температуры 7 и угла наклона 8 кабельтроса. Поверхностный сигнальный буй 9 снабжен датчиками температуры 10 и солености 11 и соединен с притс(плен- ным буем 3. По измерениям температуры и солености на поверхности моря и на горизонте притопленного буя определяют среднее значение плотности воды на этом участке, которое с учетом показания датчика давления 5 позволяет определить превьшение между -притоп- ленным буем и уровнем моря. По измеренному углу наклона кабель-троса 2 определяют глубину под притопленным буем, суммируя ее с глубиной притоп- ленного буя под уровнем моря, определяют глубину моря в месте постановки сигнального буя 9. Используя показания датчиков 4, 5, 6,7, 8, 10, 11, определяют значение средней плотности морской воДы на станции по вертикали. Для передачи измеренной информации в пункт ее обработки поверхностный буй снабжен радиостанцией. 1 ил. (rt С 4 tc 00 со to