WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Визначення та врахування впливу вертикальної рефракції - Реферат

Визначення та врахування впливу вертикальної рефракції - Реферат


Реферат на тему:
Визначення та врахування впливу вертикальної рефракції
Рефракція - фізичне явище, яке астрономи та геодезисти вивчають впродовж трьох століть. У зв'язку з сучасними вимогами до точності визначення положення точок поверхні Землі проблеми визначення, врахування та усунення впливу рефракції на геодезичні виміри набули значної актуальності. Підвищення точності геодезичних вимірів фактично неможливе без підвищення точності визначення рефракції.
При досліджуванні та визначенні вертикальної рефракції її поділяють на нормальну та аномальну [1,2]
ср. = н. - ан.ср., (1)
або
ср. = 0,198 (2)
Для визначення нормальної складової вертикальної рефракції розроблені досить надійні методи [3].
Визначення аномальної рефракції у термічно турбулентній атмосфері є проблематичнішим. У термічно турбулентній атмосфері хаотичне переміщення з прискоренням різновеликих об'ємів та елементарних частинок повітря призводить до короткочасних просторових змін густини повітря, а, зрештою, до зміни його показника заломлення. Проявом аномальної рефракції є видимі коливання зображення візирної цілі, оцінювання величини яких виконують фіксуванням положення зображення у бісекторі сітки ниток на око. За таких умов важко гарантувати об'єктивність визначення величини рефракції, а, тим більше, підвищити точність вимірів.
Досягти цієї мети можна, якщо вдатися до вимірювання рефракції лазерного променя, який підкоряється тим же законам розповсюдження у атмосфері, що й світловий. На відміну від коливань зображень візирної цілі у полі зору зорової труби, лазерний промінь, а, зокрема, його слід реально коливається у вертикальній площині. Доведено [4], що амплітуда коливань за короткий проміжок часу дорівнює середній аномальній рефракції за той же час.
У практиці геодезичних вимірів застосовують лазерні геодезичні прилади, які за точністю не поступаються високоточним оптичним, а у сукупності з відповідними приймальними пристроями, переважають їх. У геодезичних лазерних приладах використовують малопотужні, найчастіше газові, наприклад, Hе-Nе лазери. Генеровані ними лазерні промені розповсюджуються у термічно турбулентній атмосфері за тими ж законами, що й світлові. Коливання лазерної плями ідентичне коливанню візирної цілі.
Величину аномальної вертикальної рефракції можна визначити, якщо на шляху лазерного променя у фіксованій точці розташувати фотоелектричний датчик з рухомим світлочутливим елементом. Оскільки на промінь одночасно діють нормальна і аномальна вертикальна рефракція, частину променя для порівняння спрямовують на фотоелектричний датчик з нерухомим світлочутливим елементом. На практиці при контролі прямолінійності, або відхилень об'єктів у вертикальній площині під час прецизійних інженерно-геодезичних робіт значення величини вертикальної рефракції можуть бути співрозмірними з відхиленням контрольованих точок, тому потрібно враховувати її вплив.
Поставлену задачу розв'язують у такий спосіб. Спочатку визначають початкові, або вихідні величини відхилень контрольованих точок. Для цього лазерним випромінювачем 1 геодезичного лазерного приладу і опорним фотоелектричним датчиком 2 задають опорну пряму (рис.1).
Рис.1 Схема вимірювання відхилень та визначення вертикальної рефракції
Енергетичну вісь лазерного променя суміщують з центром чутливого елемента опорного датчика.
Відліковий фотоелектричний датчик 3 встановлюють у контрольованій точці. У конструкцію відлікового фотоелектричного датчика входить світлоділильний елемент 4, наприклад, напівпрозора розрізна куб-призма, який жорстко скріплений з основою датчика. Світлоділильній елемент дає можливість фіксувати положення енергетичної осі лазерного променя одночасно на чутливих елементах опорного і відлікового датчиків. Чутливий елемент відлікового датчика, який розташовано перпендикулярно до частини лазерного променя, відбитого світлоділильним елементом, може рухатись у напрямку, що збігається з напрямком лазерного променя. Чутливі елементи датчиків являють собою фотодіоди з двома фоточутливими ділянками, включені в електричну схему датчика у генераторному режимі. В автоматичному режимі чутливий елемент рухають серводвигуни, привід включення яких під'єднано до виходу схеми.
Ідеально було б сумістити, або встановити нулі відліків датчиків 2 і 3 коли лазерний промінь розповсюджувався б від випромінювача до датчика 2 прямолінійно. Тим не менше, нулі датчиків 2 і 3 можна встановити у ті короткочасні проміжки часу, коли вертикальна рефракція відсутня ?ср.= 0, тобто ?н.= ?ан..(У цей час середній аномальний градієнт температури ?ан. = -0,0244 град/м.) Або починати вимірювання у час спокійних зображень. Величину нормальної вертикальної рефракції визначають за наведеною вище залежністю для ?н., для чого необхідно знати, чи виміряти температуру Т і тиск Р.
Після встановлення відлікового датчика у контрольованій точці при наявності її відхилення енергетична вісь лазерного променя, що потрапляє на чутливий елемент датчика, не збігається з його центром. Чутливий елемент переміщують, а показами реєструючого приладу, наприклад, мікрометричного індикатора фіксують його положення, яке відповідає розташуванню контрольованої точки без відхилень. Таке положення світлочутливого елемента відлікового датчика відповідає нульовому відліку опорного датчика при умові прямолінійності опорної лінії. При під'єднанні датчиків через блок порівняння встановлюються нулі обох датчиків. У разі потреби вимірюють тиск і температуру у контрольованій точці і вводять або враховують поправку за нормальну рефракцію.
Подальші виміри можна проводити під час дії аномальної рефракції та одночасній зміні положення контрольованої точки. За таких умов досить часто доводиться вести монтаж обладнання. Зміна положення сліду лазерного променя на чутливому елементі відлікового датчика призводить до фактичного розбалансування схеми фотоелектричного датчика. В результаті включається привід серводвигунів і центр чутливого елемента відлікового датчика відслідковує рух, або коливання енергетичної осі лазерного променя. Крайні положення чутливого елемента відповідають точкам максимальної амплітуди коливань променя. Оскільки у турбулентній атмосфері максимальна амплітуда коливань променя дорівнює середній аномальній рефракції, величини
Loading...

 
 

Цікаве