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

переміщень чутливого елемента від одного крайнього положення до другого є величинами аномальної вертикальної рефракції.
Якщо величина аномальної вертикальної рефракції відома, то при потребі вимірюють температуру і тиск, щоб визначити та відділити значення нормальної вертикальної рефракції від відхилень точки. Відхилення точки визначають відносно положення чутливого елемента, яке було зафіксоване на першому етапі вимірювань.
Таким чином підвищується об'єктивність визначення аномальної вертикальної рефракції, а виміри можна виконувати, враховуючи її значення.
Але, оскільки, лазерний промінь є генерованим, з'являється можливість цілеспрямованого керуванняним на відміну від світлового променя. Якщо знати закон коливання лазерної плями, або відстежити коливальний процес, можна вплинути на положення лазерного променя у просторі.
Пристрої, що служать для зміни напрямку, або положення променя у просторі, у тому числі і лазерного, називають дефлекторами. Приклад найпростішого оптичного дефлектора - призма заломлення. Складність процесу руху променя в результаті аномальної вертикальної рефракції потребує розробки складних засобів керування променем. Це пов'язано з відстежуванням руху променя, перетворення та передачі інформації на пристрій, що керує променем.
На рис.2 наведена принципова схема визначення рефракції лазерного променя у термічно турбулентній атмосфері та усунення впливу її.
На виході променя з випромінювача 1 геодезичного лазерного приладу встановлено напівпрозорий світлоділильний елемент 2. Частина лазерного випромінювання, що пройшла через світлоділильний елемент, направляється на відліковий датчик 3, який відіграє роль візирної цілі. Частина відбитого випромінювання направляється світлоділильним елементом на опорний датчик 4, який розташовано у безпосередній близькості від випромінювача, наприклад, він може бути в одному блоці із світлоділильним елементом. В усякому випадку, віддаль від датчика 4 до лазерного променя, що вийшов з випромінювача, є такою короткою, щоб не позначався вплив рефракції. Нулі датчиків 3 і 4 встановлюють за тих же умов, що й у попередньому випадку.
Аномальну вертикальну рефракцію визначають згідно відстежування руху сліду лазерного променя по відліковому датчику 3. Система відстежування, що виконана, наприклад, на основі серводвигунів, рухає світлочутливий елемент датчика услід за переміщенням енергетичної осі лазерного променя, фіксуючи амплітуду та частоту його переміщень. Ці параметри передаються на систему управління дефлектора 5, який встановлено на виході променя з світлоділильного елемента 2. Згідно з інформацією про амплітуду та частоту коливань, дефлектор,працюючи у протифазі, вирівнює коливання променя. Промінь стає короткочасно нерухомим, незалежно від турбулентності атмосфери. Внаслідок дії вертикальної рефракції енергетична вісь променя не буде збігатися з центром світлочутливого елемента датчика 3 при нульовому відліку, тобто з'явиться різниця
показів відлікового 3 та опорного 4 датчиків, яку фіксують за допомогою блоку порівняння 6. Різниця відліків опорного 4 та відлікового 3 датчиків відповідає різниці вертикальних рефракцій, або величині вертикальної рефракції.
Для прикладу конкретного схемного рішення з метою реалізації принципу усунення впливу вертикальної рефракції у турбулентній атмосфері дл відстежування руху енергетичного центру лазерної плями застосовано квадрантний масив фотодіодів, наприклад, ФДК-142. Оскільки необхідно відстежувати рух по вертикалі, квадранти були з'єднані між собою попарно. Фотодіод під'єднано на вхід балансового або різницевого підсилювача, який дає можливість досягти повної симетрії відносно оптичних входів. Схемне рішення визначення аномальної рефракції у попередньому випадку принципово не відрізняється від описуваного.
Робота балансового підсилювача пояснена на схемі (рис.3).
Коли лазерний промінь нерухомий, його енергетична вісь розташовується на центральній лінії фотодіода, а обидві його півколові ділянки освітлюються з однаковою інтенсивністю. Електричні сигнали, що йдуть від кожної з ділянок, також однакові. Ці сигнали є вхідними для схеми балансового підсилювача. Якщо зміни вхідних електричних сигналів від фотодіода однакові Uвх1= Uвх2, тобто вони збігаються за фазою і однакові за амплітудою, вихідний сигнал Uвих прямує до нуля. Це спостерігається у тому випадку, коли енергетична вісь випромінювання збігається з центральною лінією фотодіода. Коли енергетична вісь внаслідок руху променя, що коливається, не збігається з центральною лінією, півколові ділянки фотодіода освітлюються з різною інтенсивністю Uвх1? Uвх2, а Uвих приймає різні значення за величиною. Величина сигналу Uвих подається на магніто-електричну основу дзеркального оптико-механічного дефлектора. В залежності від величини Uвих, тобто в залежності від коливань лазерної плями, магніто-електричний привід змінює кут нахилу відбивача, який повертає промінь до положення, коли його енергетична вісь збігається з центральною лінією фотодіода, а Uвих?0.
Запропоноване схемне рішення являє собою варіант принципової схеми визначення та усунення впливу вертикальної рефракції, зокрема, її аномальної складової. Роздільна здатність схеми не гірша від 0,1мм. Оптико-механічний дефлектор є одним з конструктивних варіантів досліджуваних дефлекторів дл вивчення вертикальної рефракції у термічно турбулентній атмосфері. Перспективними для цієї ж мети можна вважати конструкції магнітно-електричних або п'єзоелектричних дефлекторів у комбінації їх з оптико-механічними.
Література
1. О.Мороз, А.Островський. Прогнозування вертикальної рефракції. Вісник геодезії та картографії. Київ, 1999, №1 ст.14-18.
2. О.Мороз. До питання рефракції в термічно турбулентній атмосфері. Інженерна геодезія. Київ, 2000, №43 ст.157-163.
3. Учет атмосферных влияний на астрономо-геодезические измерени . //А.Л.Островский, Б.М.Джуман, Ф.Д.Заблоцкий, Н.И.Кравцов,- М.: Недра,1990.-235с.
4. O.Moroz , A.Ostrovskij. Generalized theory of refraction and turbulence. Reports of geodesy. Warsaw university of technology. Рroceedings of the EGS symposium G12. "Geogetic and geodynamic programmes of the CEJ (Central Europian Initiative)".
5. Nice, France, 24-29 april 2000, № 6(52), 2000, s.217-226.
Loading...

 
 

Цікаве