СПОСОБ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ Советский патент 1950 года по МПК G01L7/12 

Известный способ барометрического нивелирования требует измерения температуры и влажности на измеряемых точках местности.

Предложенный способ барометрического нивелирования заключается в том, что на местности выбирают две базисные точки с известными высотами, определяют на них барометром перепад давлений, вычисляют перепад давлений по барометрическим таблицам и по полученной разности этих перепадов вычисляют высоты точек местности.

Теоретическое обоснование способа состоит в следующем.

Если условно принять, что температура воздуха на различных высотах, от земной поверхности остается неизменной, то такому состоянию атмосферы (изометрическое состояние) удовлетворяет барометрическая формула:

где: H_X - высота точки х;

К - барометрическая постоянная;

760 - давление воздуха на уровне моря на широте 45°;

P_X - давление воздуха на точке х при указанной выше условии.

Действительное давление воздуха всегда отличается от давления при неизменной температуре на некоторую величину.

Для действительного состояния атмосферы барометрическая формула имеет вид:

где: P_X - давление воздуха, измеренное на точке х;

ΔP_X - отклонение наблюдаемого давления от вычисленного в предположении неизменной температуре воздуха.

Если давление воздуха измерено на точке местности с известной высотой, то для такой точки значение ΔР определяется по формуле (I). Если же давление измерено на точке, высота которой неизвестна, то для определения высоты этой точки необходимо знать как изменяется ΔР с изменением высоты и с перемещением по уровненной поверхности.

Величина ΔР может быть определена с необходимой точностью в любой земной поверхности и для любого состояния атмосферы (за исключением гроз и ураганов), если имеется ряд точек с известными высотами (опорных точек). Для опорных точек I, II, III значения ΔP₁, ΔР₂ и ΔР₃:

где: ΔPo_I, ΔPo_II, ΔPo_III - давление воздуха на опорных точках, вычисленное в предположении неизменной температуры по таблицам для барометрического нивелирования по аргументу "абсолютная высота точки";

Для определяемой точки х значение P_X вычисляется следующим образом:

величины ΔP_I, ΔP_II, ΔP_III редуцируются с уровненных поверхностей опорных точек на уровненную поверхность определяемой точки;

редуцирование величины ΔP_I, ΔP_II, ΔP_III интерполируются или экстраполируются по уровенной поверхности определяемого пункта для точки х, и определяется величина ΔP_X.

Если определяемые точки расположены на большом удалении отопорных точек, то высоты определяемых точек могут быть подучены лишь из долговременных наблюдений. Продолжительность наблюдений на определяемых и опорных точках устанавливается в зависимости от требуемой точности определения высот.

Величины ΔP_I, ΔP_II, ΔP_III редуцируются посредством так называемого масштаба стратификации. Интерполирование и экстраполирование величин ΔP_I, ΔP_II, ΔP_III производится пропорционально удалению определяемого пункта от исходных. Масштаб стратификации γ для некоторой средней высоты должен определяться в поле. При вычислении, масштаб стратификации, определенный в поле, исправляется поправкой Δγ, выбираемой из таблиц для барометрического нивелирования.

Способ барометрического нивелирования, отличающийся ген, что, с целью исключения необходимости измерения температуры и влажности, выбирают на местности две базисные точки с известными высотами, определяют на них барометром перепад давлений, вычисляют на тех же точках перепад давлений по барометрическим таблицам и по полученной резкости этих перепадов вычисляют высоты точек местности.