Способ определения при помощи электромагнитных волн положения пункта Советский патент 1936 года по МПК G01S3/46 

Известны способы решения триангуляционных задач, основанные на использовании электромагнитных волн (радиогониометрия). Были также предложены способы, позволяющие решать эти задачи измерением сторон треугольника без измерения углов, что представляет принципиальное преимущество перед радиогониометрическими методами, вследствие значительного повышения точности измерений в результате уменьшения ошибок, вызываемых зависимостью направления плоскости приходящей волны от условий местности.

Однако, предложенные до настоящего времени методы определения сторон, сводящиеся к измерению расстояния между двумя пунктами, требовали наличия на таковых достаточно сложных приемно-передающих устройств с точно известными длинами волн. Кроме того, при съемке ряда пунктов являлось необходимым иметь значительное количество таких устройств (не меньше двух), причем в случае наличия только двух, их необходимо было перемещать во все пункты.

Предлагаемый способ производства геодезических и аналогичных работ при помощи электромагнитных волн, требует применения (в опытных пунктах) только приеиио-измерительной аппаратуры и

заключается в том, что в определенно пункте измеряют разность фаз излучаемых опорными пунктами колебаний, частоты которых находятся в некоторой определенном соотношении и разность фаз между которыми известна. Имеются расположенные на точно известном измеренном любым способом расстоянии два устройства, излучающие электромагнитные колебания, частоты которых находятся в некотором определенном рациональном между собой отношении, причем разность фаз между этими колебаниями в исходных точках В и С известна.

В таком случае вокруг каждого из устройств будет образовано переменное электромагнитное поле, и в каждой точке пространства будет иметь место определенная разность фаз (Oi) этих колебаний, определяемая равенством;

Л(, -f ф, UC) - АВ} -f tti .

О)

где АС и АВ - стороны треугольника, образованного точками 5 и С, в которых находятся упомянутые выше передающие устройства (опорнЪте пункты), и точкой А, положение которой должно быть определено; (Oj и (D2-частоты колебаний, излучаемых соответственно в пунктах С и В, находящиеся в строго определенном рациональном соотношении. -Ni здесь означает целое циклов полного изменения разности фаз (соответственно целому числу изменений фазы на 2ic в случае разных частот), а «j - известную разность фаз между колебаниями, излучаемыми опорными пунктами.

С означает скорость распространения волн. Для определения искомых величин АС и АВ и неизвестной NI ,можно поступить следующим образом. Измерив в пункте Л разность фаз приходящих из пунктов и С колебаний, плавно изменяют частоты этих колебаний на определенную величину таким образом, чтобы соотношение между ними сохранялось постоянным, -и снова измеряют в пункте А разность фаз между «ими. Плавное изменение частоты имеет целью дать возможность учесть изменение разности фаз на целое число циклов изменения фаз.

При изменении частоты оя до ол -f- Д(о

OTI . 1 , и соответственно шз до - (ш Д wi)

первоначальная разность фаз NI - Oi обратится в -4- Ф1 + 1. где

,+,,+Ф/ - даЛ/,

-АВ} + а,

Из выражений (1) и (2), учитывая целое число циклов изменений фазового угла (AI) при переходе от значения 0i к (01 --|- Дсйь имеется возможность однозначно определить NI, а также выражение

АС-Ж

Повторное измерение при другой фазе, «апример, JBD, дает значение величины

AD - AB

откуда, как ясно из геометрических соображений,можно определить положение пункта Л.

Описанные выше измерения могут производиться либо при изменении чаСтот Ш1 и 0)2 от одного до другого фикСированного значения, причем определяется изменение разности фаз, либо путем измерения вариации частоты, необходимой для получения заданного изменения фазы. Таким образом, для определения положения некоторого пункта А на плоскости необходимо иметь 3 опорных пункта В, С, D.

Для увеличения точности измерений, разумеется, возможно произвести ряд измерений при различных разностях частот и различных базах, соответствую ших различным изменениям фаз и при различных соотношениях частот, а также применить все известные методы учета ошибок и повышения точности конечного результата (из многих измерений).

Все сказанное выше, может быть распространено на пространство трех измерений. В последнем случае необходимо иметь, по крайней мере, четыре пункта, расстояние между которыми известно; при этом, очевидно, что положение четвертого из них может быть определено только что описанным способом. Задача сводится-таким образом к определению четырех ребер АВ, АС, AD и АЕ пирамиды ABCDE, что может быть произведено либо последовательным измерением трех из них способом, указанным выше, и последующим измерением четвертого ребра, либо путем одновременного применения четырех передающих устройств, расположенных в точках В, С, D и Е, излучающих колебания, частоты которых находятся в определенном соотношении, причем в результате измерений разности фаз приходящих в пункт А колебаний при двух различных значениях длин волн, излучаемых каждым из передатчиков, с учетом целого числа циклов изменения разности фаз, может быть составлено, достаточное для определения искомых величин АВ, АС,

AD и АЕ, число выражений, аналогичных (1) и (2).

Предмет изобретения.

Способ определения при помощи электромагнитных волн положения пункта, снабженного приемным и фазоизмерительным устройствами, относительно

других пунктов, взаимное положение которых известно, отличающийся тем, что в определенном пункте измеряют разность фаз излучаемых опорными пунктами колебаний, частоты которых находятся в некотором определенном рациональном соотношении и разность фаз между которыми известна. /