Способ определения расстояния с коррекцией влияния атмосферы

 

Изобретение относится к электронным измерениям расстояний в воздухе vi может быть использовано в атмосферной оптике. Сущность изобретения: с целью повышения точности определения расстояний одновременно с измерением предварительных значений расстояний и метеорологических параметров измеряют высотный температурный градиент .уг за время длиннопериодических колебаний параметров, равное 0,5-3,Оч, а рлсстояние одределяют из выр.а-, жения Lo FL + KtzKzj/r уг + KNzKz ут + 1} , гдеТ.М - среднее значение предварительного расстояния и вычисленного индекса преломления, KLZ, Kz у т, KNZ - коэффициенты регрессии соответствующих параметров, yV ут - уь , - среднее значение температурного градиента, уа -0,0098°/м - адиабатический градиент температуры . 1 ил. ел С

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 С 3/00, 3/08

ГОСУДАРСТ8ЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

8ЕДОМСТ80 СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4707148/10 (22) 19,06.89 (46) 23.02.93. Бюл. N. 7 (71) Нижегородский инженерно-строительный институт им. В,П.Чкалова (72) В.В.Виноградов (73) Нижегородский архитектурно-строительный институт (56) Кондрашков А.В, Электрооптические и радиогеодезические измерения. М.: Наука, . 1972, с. 178-200, Джума н Б, M., Матяшук И, С, Островский

А.Л, Новый метод учета атмосферных влияний при светодальномерных измерениях.—

Геодезия, картография и аэрофотосъемка.

Вып, 30, Львов, 1979, с. 61-65. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ С КОРРЕКЦИЕЙ ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРЫ

Изобретение относится к атмосферной оптике, а точнее к электронным измерениям расстояний в воздухе, и может быть использовано в геодезии, геодинамике.

Целью изобретения является повышеwe точности определения расстояния.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения расстояния с коррекцией влияния атмосферы, включающем многократное измерение предварительных значений расстояния путем посылки и приема модулированных электромагнитных колебаний, одновременное измерение зенитных расстояний Z высокоточным углеродом и метеорологических параметров в пункте посылки модулированных электромагнитных колебаний, и обработку результатов измерений с нахождением значения расстояния о с учетом средних, за период

„„5U „„1797688 АЗ (57) Изобретение относится к электронным измерениям расстояний в воздухе и может быть использовано в атмосферной оптике.

Сущность изобретения: с целью повышения точности определения расстояний одновременно с измерением предварительных значений расстояний и метеорологических параметров измеряют высотный температурный градиент yr за время длиннопериодических колебаний параметров, равное

0,5-3,0ч . а расстояние определяют из выра-, жение Lo = (L+ кггкгуг уг)((N+ кигкгугyt)x х10 + 1), где (.N — среднее значение предварительного расстояния и вычисленного индекса преломления, Кы Kz ут, К(чае†коэффициенты регрессии соответствующих параметров, yr = ут — y . yr — среднее значение температурного градиента, y =

-0,0098я/м — адиабатический градиент температуры. 1 ил. измерений, значений йредварительного расстояния Lивычисленного,,с использованием измеренных метеорологических пара- 4 метров, индекса преломления N,, 0 одновременно с измерением предварительных значений расстояния дополнительно (, определяют высотный температурный градиент yr, измерения осуществляЮт во время измерения средних значений измеряемых параметров, а при обработке результатов измерений определяют коэффициенты регрессии Кы, Kz ут, К(чг соответ- (p3 ствующих параметров и находят 4, из выражения:

)е=у. кг Kz уг. уг)((й+кигкгугх х yr ).10 + 1} (1) где yr = ут — y; ут — среднее значение температурного градиента эа период измерений;

1797688

ya — адиабатический градиент температуры, равный - 0,0098оlм.

Основой заявляемого способа является использование связи между характеристиками атмосферы, определяемыми показателем преломления воздуха и (или индексом преломления N = (n — 1) 106) или его градиентом и характеристиками, обусловленны-. ми высотным градиентом и или N — dN/dH.

В заявляемом способе -между N и зенитным расстоянием 2, между дальностью ( и 2, а также между 2 и y T — температурнйм градиентом. Фактически функции взаимной кОрреляции RNz = RNr, RLz = RLr Rz y T = Rr yg.

r- аномальная составляющая угла рефракции, "5 определяемого градиентом yr, Использован также тот факт, что в момент наступления изотермии или в условиях. соответствующих этому моменту.; когда ) т- 7а индекс преломления практически одинаков для 20 всех точек трассы. Однако в отличие от известных способов; в заявляемом не требуется поиск указанного момента.

Известен способ, при котором расстояние определяют в моменты времени, соответствующие .моменту наступления изотермии. ... Однако этот способ не предполагает измерение параметров как по заявляемому способу, способствующих повышению точ- 0 н,ости, Кроме того, заявляемый способ не обязательно реализовать в момент изотермии. а i любое время, поскольку при этом воз . можно определением, ru, Nu на возмож- З5 ный Момент:в условиях средних значений у етеойараметров, что расширяет диапазон применвния способа.

Сущность способа поясняется чертежом, на котором приведена схема измере- 40 ния.

Способ осуществляют следующим образом. . В исходном пункте А устанавливают дальномер 1 и высокоточный угломер или 45 теодолит(нв чертеже не показан), а в другом пункте — отражатель 2. В -пункте А располагают также метеорологические датчики (на чертеже йе показаны) для измерения температуры Т, давления Р и влажности е.

Согласно способу, в исходном пункте измеряют одновременно расстояния 4, зеНитныв расстояния 2ь метеопараметры: температуру воздуха Ti. давление Рь влажность Ьь В йеменом же пункте измеряют 55 температурный градиент Ql с помощью. например. электронных температурных датчиков, оасполагаемых на различной высоте.

Таким образом, за время t получают ряды параметров 7(t), yr(t), N(t), причем индексы преломления Ni определяют, например, по формуле Барелла-Сирса

ТСР; е; . Ni =- Nc — — + К вЂ”. (2)

Р Ti Т где К вЂ” индекс преломления воздуха при стандартных значениях Tc, Pc.

К вЂ” коэффициент, зависящий от длины волны.

После этого осуществляют корреляционную обработку полученных рядов и находят коэффициенты регрессии KLz, Kz ут, Kxz средние значения L, N, Используя основное соотношение (1); определяют искомое значение расстояния, скорректированное на влияние атмосферы.

Если вычисляется непосредственно индекс преломления для длины волны дальномера, то формула для расчета дальности имеет вид;

L0=Lu(Nu 10 +1) . (3) гае Lu =Т".К г .=N-K zr J (4) где Lu> N« — значе ия параметров на гипотехнический момент изотермии, поскольку

r-- г - r; г = 264,12 PT 1 — угол рефракции, соответствующий адиабатическому градиенту температуры y = - 0,0098 /Ч.

Из формул (2) и(3). (4) получают формулу (1)

Если же индекс преломления вычисляют не.для длины волны дальномера, то формула для метеорологической .поправки в расстояние будет иметь вид

1 в =(йо —. Nu) 106Г, (5) а для искомого расстояния справедливо соотношение

Lo = н+ Ьп. (6)

В апреле 1989 г, были выполнены измерения по заявляемому способу на линейном базисе длиной Q = 999,72047 м. Измерения выполнялись. дальномером Тамма"; зенйтнйе расстояния 2 теодолитом Theo 010, рт — температурные градиенты — электронными термометраМи, В результате проведенных измерений были получены следующие величины параметров:

2 = 22..8, С = 1000,0018,,N = 282,55 yg о,„о/ M (89 41) Ktz =-2,032,Kgz--0,417,Kyrz =

-10,511,r--- Kz ут yr= 6,1

Значение скорректированной дальности равно

1 о = Lu(Nu 10 + 1) = 999.72066 м, 1797688

Й 7

3 7

Составитель В.Виноградов

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор О.Стенина

Заказ 868 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 т.е. расхождение с истинным значением составило лишь 1,9 10, что по крайней мере

-7 в 5 раз точнее известных способов, у которых точность достигает. 10 6, Следует отметить, . что точность 10 соответствует 5 приблизительно точности угловых измереЦ ний 1 — 2, что вполне достижимо, Формула изобретения

Способ определения. расстояния с кор- 10 рекцией влияния атмосферы, включающий многократное измерение в течение измеренного. периода времени предварительных значений расстояния путем посылки и приема модулированных электромагнитных 15 колебаний, одновременное измерение зенитных расстояний Z высокоточным угломером и метеорологических параметров в пункте посылки модулированных электромагнитных колебаний и обработку результа- 20 тов измерений с нахождением значения расстояния L< с учетом средних за период измерений предварительного расстояния L и вычисленного с использованием измеренных метеорологических параметров, индекс преломления N, о т л и ч а ю щ и и с si тем, что, с целью повышения точности. одновременно с измерением предварительных значений расстояния дополнительно определяют высотный температурный градиент уТ, измерения осуществляют в течение периода времени, равного 0,5 — 3,0 ч, а при обработке результатов измерений определяют коэффициенты регрессии

Кы Kz } т, Км2 соответствующих параметров и находят L из,выражения

1 - (+ Кд Kzy т p. gN + Кнг Кг уг7 т)х 10 +

+1}, / где ) т= т g а, } т — среднее значение температурного градиента за период измерений;

} а — адиабатический градиент температуры.