БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТ ТОЧЕК МЕСТНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01C5/06 

1

Изобретение относится к области инженерной геодезии и топографии « может быть использовано при высотном обосновании танографических съемок и геолого-геофизических разведок, при наземной высотной подготовке аэрофотоснимков, создании локальных топографических планов и продольных профилей, составляемых в процессе изысканий и проектирования Всех видов ЛИнейных сооружений - магистральных нефтяных и газовых трубопроводов, железных п шоссейных дорог, радиорелейных линий и линий электропередач, а также при редуцировании на поверхность относИМости наклонных дальностей, получаемых при «аземпых радиогеодезических и светодальномерных пзмеренпях.

Кроме того, предлагаемый Способ определения высот позволит осуществить разработку и создание трехкоординатных топопривязчиков, обеспечивающих непрерывное получение .всех трех координат - двух плановых и третьей высотной, однозначно определяющих в любой момент времени 1положение автомаЩины iB пространстве.

Известны барометрические опособы определения высот точек местности тутем учета атмосферного давления на исходных -базисных -станциях, высоты которых известны, и на пунктах, высоты которых подлежат определению, при помощи радиопередающих и радиоприемных устройств и датч-ц.ков атмосферного

давления (барометров имикробаронивелиров,

таких как, например, СМБ, ОМБ-ЗП и др.).

Эти сиособы обладают Следующими недостатками:

1)сложность в организации автомат1ической синхронизации наблюдений метеорологических факторов в наблюдаемых пунктах;

2)отсутствие возможности в а.втаматическом исключении ошибок в значениях определяемых превышений за счет неисстоянства атмосферного давления во времени На исходных пунктах;

3)громоздкость и большая трудоемкость в обработке результатов полевых наблюдений,

получаемых в процессе барометрического нивелирования;

4)весьма условное и малоточное вычисление теоретического значения барометрической

ступени высот по наблюдаемым в процессе полевых работ значенпям метеорологических факторов;

5)отсутствие практической возможности ускоренного и автоматизированного вычисления определяемых Превышений с по-мощью простейших ЭВМ в процессе самих измерений и с фиксацией значений этих превышений непосредственно в цифровом виде, например, с помощью электронных декадных счетпиков;6) невозможность копструктшиитго сочетания любого 113 пзвеСтныл ciiocooOB баро.метриMCCKOiD метола опрелеленпя высот точек местности со скоростньгм и автоматизированным сиособом Определення илаиовых координат, осун1.ествляемым с иомошыо топопривязчико)). П р е лл а г а е м ы и б а р о м ет i и ч к и ii и у л i с и о колниеисаннониын снособ онрелеления пыеот точе1К местности иозволяет автоматичес1уи учитывать иеностояИСтво атмос(})ерного л;115лекия во времени л с 1иомощыо ,ци|фровых электронных декадных счетчиков (|)икснровать толычо суммы электрнчсских импульсов, соответсгвующие необходимому и автоматически строго ск0:мпенсированному чнслу им-иульсио-высотных стуне.ней, составляюниьх числовые значения С нределяемых высот. Эта цель достигнута тем, что на исходиых базисных станциях оиредсляют зиачеиия имиульсио-вьгсотиой стуиенн иутем деления абсолютной высоты исходной базисной станции на заданное чнсло нмлульсов, соответствующ&с характернстнке датчика атмос1|1ерного давления, с ненреры.вной комненсаццей неременной Части атмосферного давления, за15ися цей от его неностоянства во времени, за счет изменеиия времени счета числа импульсно-высотных ступеней с 1номои1ыо немодулированных IHO частоте или амилитуде радиосигналов- команд, -подаваемых с исходно базисной стагщнн на передвижную 1изме)эя1ощую с т аи ни ю. При примененнн снособа полностью отиадает необходимость в непосредственном измерении и фиксацин в полевых журналах атмооферного давлення, темнературы .и влажности воздуха, рабочей частоты струнных или других, ана,логнчных им, .датчиков давления. Кроме того, полностью отпадает необходимость в вычислении теоретического значения барометрнческой ступени высот и в -передаче но какнм-лнбо радиотелемстрическим каиалам с амплитудной или частотной модуляцией электро-магннтных колебаний ннформаииц об нзмененнн .метеарологическнх факторов н в ВБСденин нонравок за несннхронност в нх измерении. Спосо.б предусматривает учет иостоя.нно составляюн1ей части атмосфериого давлс:пия, зависящей от географических широт и абсолютных высот исходных Пунктов, и косвенное измерение и КО.МНенса1ЦНЮ его неремеиной составляющей, зависящей от температуры п влажности воздуха. Способ осуи1,ествляют как мнПимум при помоии двух малогабаритпых раа-попередающнх п |Приемных устройств, соответстнонно устанавливаемых на базнсноГ: н передвнжной станцнях с входящнми в коМНлект аНнаратуры этих станцнй Струнными датчикаМи атмооферного давлення, идентичными между собой по частотным характеристикам. В качестве датчиков атмосферного давления могут быть, кроме струнных, использованы емкостные, пндлкцнонные и электромеханическне датч;пки, иозволяюниш .преобразовывать атмосферное давление в Иеремеипыс сипусоидальиые токи. Базисиая иереДаюн1,ая радиостаппня и ее датчик давления устанавливают в точках местности, абсолютные высоты которых извести1 1, а пере.движная, измерякицая радиостаицня со своИМ радиоприемником и датчиком давления - is точках, высоты которых нодлежат опрсделенпю. Процесс определения превынюния между базисной, передаюн1.ей и 1перед1 ижиой, из.геряюи1ей станниями сводится iK е;1едуюи1ему. Значеиия атмосферного .давления, воспрнппмаемые датчиками базисной iii передвижной станциями, преобразовываются в сниусондальный переменный ток соответственно с частотой fo на базисной « с частотой f; на передвижной станцнй. Затем этн токн преобразовываются в нецрерывно следующие друг за другом с же частотамн сер.ии импульсов ностоянного тока. Причем на базисной стан.ции ведут подсчет заранее лттановлен юго числа /1(1 такпх импульсов, которым за некоторый отрезок в;).и т соответст)ует число импульсов «.|, (1)ормируемых В1)1шеуказапным образом и на передвижной сташцип, т. е. o-- -fo-H ,г, ,, 0) АА, где Яи и Я) - абсолютные высоты базисиой и иередвижной станций в Балтийской системе высот или условные высоты этих же точек наД иоверх иостью уровня, 1прн«ятой за начало их счета; т - время, иеобходимое для нодсчета числа импульсов Г(и н lit обязательно одинаковое ка1К для базисной, так Н для атередвижной стаици и; К- и шульсно-высотная ступень, выраженная в линейной мере, вычисленная перед началом работ но (.юрмуле г, Н„ е - , необходн.мая для перехода от разностей сумм нмнульсов вида (Л|-По),нодсч.итанных на базисной н нередвижной станцняХ, к определяемым атревышенпям (/,-/о) 11 К(п,-п„} Но Еслп высота //i точ1;и, на которой установена передвижная станцня известна, то значение высот| 1 этой точкн може быть, согласно формуле (31, аолучсно из равенства Н,Н, + h.(4) Так как абсолютная высота Яо базисной TaiuiHiH во время работы остается неизменой, то и количество импульсов п подсчитываемых на этой станцнн, согласно формуле (1), должно быть также постоянным. Однако ввиду неностоянства во времени темнературы н влажностн воздуха в местах размещения азисной II нередвнжной станцнй атмосферное давление оудет, -как правило, непрерывно меняться. Как следствие этого, будут в каких-то малых пределах изменяться и рабочие частоты /о и /1, входящие в формулы (1)

Таким образом, любому изменению атмооферного давления на базисной станции Всегда будет соответствовать непрерывное изменение времени счета т 1иостояииого чиСла импульсов По- Но так как время .счета чиСла «миульсов По и 1 на базисной и (иередвижной станциях должно быть строго одинаковы, то это, в свою очередь, и будет означать, что на передвпжной измеряющей станц-ии всегда будет автоматически иметь место постоянный учет, т. е. непрерывная компенсация изменения атмосфериого давлен:ия, -проИСходящего на базисной станциИ, и всегда будет вьшолняться условие

Д/ Дт Л,,

-я-()

Таким образом, превышения lit между местоположением базисной станции Б и некоторой передвижной станцией / можно, с учетом формул (1), (3) и (5), получить ио формулам

ho,(hi-fr-i) K(,}. (6)

в комплект аппаратуры базисной и лередвижной стаиций должиы входить Идентичные НО СВОИМ чаСтотным хара ктеристикам датчики атмосферного давления. Кроме того, на базисной станции должны быть программное счетное устройство и .малогабаритный радиопередатчик, работающий только в телеграфном режиме, а на передвижной станции - счетное устройство имлульсов, например, в виде какого-либо электронного декадного счетчнка, и радиоприемник, настроенный на частоту радиопередатчика базисной стандии.

Процессу определения вьгсот данным способом должен оредществовать выбор 1места для базисной |Станции с известной высотой Яо, которое должно обеспечивать наибольшую дальность действия ее передатчика. На выбранной позиции для базисной станции, перед началом работ, должен быть, согласно формул (1) и (2), сделан подсчет числа и.мпульСОв По и III и произведена сверка рабочих частот /о и /1 датчиков атмосферного давления, имеющихся «а базисной и передвижиой станциях, с последующим при.ведением этих частот на выбранной и известной высоте //о к одному ее значению, равному /о. После этого ло формуле (2) должно быть вычислено чиеловое значение импульсно-высотной ступени К.

Процесс взаимодействия базисной стаиций с передающей, после перемещения последней в ее Исходную позицию, будет заключаться в следующем.

Программное уетройство базисной станции систематически, через определяемые формулами (1) промежутки времени т должно подавать на вход своего радиопередатчика кодовые сигналы-команды, после приема которых на передвижной станции должен с помощью счетного устройства начинаться подсчет числа импульсов /, соответствующих рабочей частоте /i датчика атмосферного давления этой Станции и ее известной абсолютной высоте HI.

Промежуток времени счета числа импульсов til между двумя соседними сигиаламикомандами составляет один ЦИКЛ счета и;мпульсов По и til, соответствует одному полному приему в определении превышен.пя между базисной и передвижной станциями, т. е,

ho,,-H, K(n,-n,).(7)

Любое другое, заранее .выбранное число приемов в измерении этого же превышения /гол обеспечивается непрерывностью следования циклов счета числа Импульсов По и П и тем, что каждый из кодированных сигналовкоманд является концом времени счета любого цикла импульсов и одновременно - началом счета для другого, соседнего цикла нмпульсов.

Результат счета числа импульсов HI, полученный на цифровом табло декадного электронного счетчика передвижиой стаиций, регистрируется В иолевом журнале нивелирования или сразу же фиксируется на перфоленте с целью уравнивания высот определяемых пунктов на электронно-вычислительной мащиие.

Концом работ, связанных с определением высот пунктов, следует считать повторный заезд передвижной станции на позицию базисной станции и повторное, в целях контроля, сравнение результатов подсчета числа импульсов По и П), а также контрольная сверка рабочих частот /о и /1 обоих датчиков атмосферного давления, имеющихся Как на базисной, так н на передвижной станциях.

Предмет изобретения

Барометрический способ определения высот точек местности Путем учета атмосферного давления на исходных базисных станциях, высоты которых известны, и на пунктах, высоты которых подлежат определению, при помондн радиопередающих и радиоприемных устройств ц датчиков атмосфериого давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точиостн и автоматизации процесса измерений с получением значений абсолютных высот или превышений в цифровом виде, на исходных базисных станциях определяют значения имиульспо-высотной ступени путем деления абсолютной высоты исходной базисной станции на заданное число импульсов, соответствующее характеристике .датчика атмосферного давления, с непрерывной компенсацней переменной части атмосферного давления, зависящей от его пепостоянства во времени, за счет изменения времени счета числа импульсио-высотных ступеней с помощью немодулц 7 . рованных по частоте или ам плитуде радиосигналов-команд, шодаваемых ic исходной ба8зисной станции на передвижную измеряющую станцию.