Способ определения рефракции в приземном слое

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕФРАКЦИИ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ, заключаюпщйся В том, что фиксируют с помощью угломерного инструмента направление нормали ПЛОСКОЙ волны от источника света по отношению к плоскости горизонта в точке приема и в точке излучения, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности определения, фиксируют неискаженное .рефракцией направление нормали плоской волны от источника света по отношению к плоскости горизонта и по отношению к .нульпункту угломерного инструмента, а затем фиксируют искаженное рефракцией направление нормали плоской волны, причем фиксацию по отношению к плоскости горизонта сохраняют неизменной, и по разности отсчетов угломерного инструмента судят о величине полного угла рефракции.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

UN

РЕСПУБЛИК

0% (И) сю4 G 01 N 21/41

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ (21) 2793603/18-25 (22) 09.07.79 (46) 30.08.86. Бюл. 9 32 (71) Казанский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет нм. В.И.Ульянова-Ленина (72) С.С.Перуанский (53) 535.322.4 (088.8) (56) Изотов А.А., Пеллинен Л.П.

Исследования Земной рефракции и ме. тодов геодезического нивелирования.

Труды ЦНИИГА и К, вып.Щ2, 1955, с.50.

Свешникова И.С. Обзор инструментов и способов определения рефракции. Известия вузов, "Геодезия и аэрофотосъемка", вып. б, 1971,с.бО.

Прилепин М.Т, Теория одноволнаваго метода определения геодезической рефракции. Известия вузов,"Геодезия и .аэрофотосъемка", вып. 3,73, с.25. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕФРАКЦИИ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ, заключающийся в том, что фиксируют .с помощью угло мерного инструмента направление нормали плоской волны от источника света по отношению к плоскости горизонта в тачке приема и в точке излучения, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью повышения точности оп.ределения, фиксируют неискаженное .,рефракцией .направление нормали nëoñкой волны от.источника света по отношению к плоскости горизонта и по отношению к .нульпункту угломерного инструмента, а затем фиксируют искаженное рефракцией направление норма- Е. ли плоской волны, причем фиксацию по отношению .к плоскости горизонта сохраняют неизменной, и по разности отсчетов угломерного инструмента судят о величине полного угла рефракции»

1 8226

Изобретение относится к области астрометрии и геодезии и позволяет .осуществлять прямое измерение полного угла рефракции в приземном слое (например зальную, геодезическую).

Известен способ измерения рефрак.ции, в котором измеряют зенитное расстояние точки с заблаговременно измеренными координатами и высотой.

По этим данным вычисляют истинное 1О зенитное расстояние точки и по разности вычисленного и измеренного

1 зенитного расстояния находят рефракцию °

Недостатками этого .способа являются трудоемкость и недостаточная точность.

Известен также способ спектральных разностей, при котором рефракция вычисляется по разности рефрак- 20 ций света разных длин волн.

Недостатками его являются трудность реализации в полевых условиях и, как следствие, - недостаточная точнбсть, Ближайшим по технической сущности к данному изобретению, является способ двустороннего измерений вертикальных углов, основанный на использовании плоской волны, положение нормали к которой в точке .излучения и в точке приема фиксируется относительно горизонта. Этот епособ заключаетея в том, что измеряют вертикальный угол К д направления AS и верти- 35 капьный угол it.s обратного направления ВА. Разность этих углов дает полный. угол рефракции б б Афр, -ot ед, Недостатком этого способа являет- 40 ся необходимость измерения углов, отсчитываемых от плоскости горизонта, например, уровня, что вносит в определяемюй угол ошибки отсчетов вертикальных кругов. 45

Целью изобретения является новышекие точности определения полного угла рефракции б

Цель достигается тем, .что в способе определения рефракции в приземном слое, заключающемся в том, что фиксируют с помощью угломерного инструмента направление нормали плоской волны от источника света но отношению к плоскости горизонта в точке приема и в точке излучения, фиксируют неис- . каженное рефракцией направление нормали плоской волны от источника све30 2. та по отношению к плоскости горизонта и по отношению к нульпункту угломерного инструмента, а затем фиксируют искаженное рефракцией направление нормали плоской волны, причем фиксацию по отношению к плоскости горизонта сохраняют неизменной, и по разности отсчетов угломерного инструмента судят о величине полного угла рефракции.

На фиг. 1,2 показано устройство для реализации данного способа при двух измерениях; на фиг. 3 — графическая зависимость отсчетов в процессе измерения при разных положениях инструмента.

Устройство содержит угломерный инструмент 1, который при всех измерениях находится в точке А, переносной коллиматор 2, который при первом измерении находится в точке А, а при втором - в точке В, соответственно.

В первом положении горизонтальная нить микрометра 3 наведена на изображение нити коллиматора 4, освещенной источником света 5 через посредство стеклянной прозрачной пластинки 6, и зафиксирован безрефракционный отсчет микрометра Ni, Во втором положении изображение нити 4 смещено из-за рефракции на отрезке АВ и зафиксирован отсчет .И .

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Для измерения полного угла рефракции на отрезке АВ в точку А устанавливают угломерный инструмент, имеющий микрометр, например универсальный инструмент (универсал). В трубу универсала направляют пучок света, выходящий из коллиматора, с которым скреплен уровень типа талькоттовского (в качестве коллиматора можно использовать второй универсал), причем объективы угломерного инструмента и ксжлиматора максимально сближены, так что рефракцией, возникающей в слое воздуха между объективами можно пренебречь.

Наводят нить микрометра универсала на нить коллиматора и замечают отсчеты. микрометра ш, и уровня коллиматора м .

Переносят. коллиматор в точку В и вновь направляют пучок света в трубу универсала. Ставят пузырек уровня на тот же отсчет m, сохраняя неизменным взаимное расположение оси уровня

822630

М (2 )Rр,(1) = 0,84.

3 и оптической оси коллиматора. Определяют повторный отсчет микрометра на нить коллиматора. Полный угол рефракции б вычисляют.по формуле где R — цена оборота винта микрометра;

10 ьЧ вЂ” угол между отвесными линиями в точках А и В.

Поскольку выводить пузырек высокоточных уровней на адин:и тот же отсчет затруднительно, определяют ряд отсчетов микрометра р; при различных установках пузырька ш; н строят график, откладывая на одной оси Jb„ на другой оси m . .По смещению графиков, построенных для безрефракционных отснетов, и аналогичных .отсчетов, искаженных рефракцией, судят о величине угла б

С целью контроля стабильности системы угломерш»й инструмен -колли- 25 матор возвращают коллиматор из точки

В в исходное положение и вновь опре.деляют безрефракцианные отсчеты, В качестве светоприемника может использоваться фотопластинка или фотоэлектрический микрометр.

Пример. Проводилиеь измере- ния зальной рефракции в павильоне меридианного круга Астрономической обсерватории нм. Энгельгардта aampes" ке АВ, равном 5 и, между объективом телескопа (точка А) и столбом южного коллиматора (тонка B). В качестве светоприемннка использовался меридианный круг, в качестве переносн - . го инструмента- - универсал У-5. Ре40 зультаты. сведены в таблице.

Данные таблицы представлены на фиг. 3 в виде графиков. Из фиг 3 видно,что линия,характеризующаясвязь

-45 первоиачальных безрефракционных. отсчетов (кружочки) близка к аналогичной линии, построенной по дайным повторных измерений (точки). Прямая, показывающая зависимость отсчетов уровня и микрометра, когда коллнматор находился вне павильона в точке В (крестики) смещена влиянием рефракции света на отрезке AS и углом между отвесными линиями в точках

АиВ.

При вычислении безрефракционного отсчета исходим из того, что средний момент измерений в точке В (17,39,5) близок к среднему моменту измерений первоначальных и повторных безрефракционных отсчетов (17;38,5). Поэтому в качестве безрефракционного отсчета, соответствующего некоторому отсчету уровня m (см.фиг. 1) можно взять среднее арифметическое отсчетов, снятых с первой и второй линий: Р (8,040 + 8,044)

= 8;042.

Определив с графика отсчет ш», искаженный влиянием рефракции (8,062) и учитывая, что цена оборота

50",0, а угол между отвесными линиями

Ф в точках А и В равен О, 16 получаем по формуле (1) 0 = (8,062 - 8,042) 50,0 - О, 16 =

Предлагаемый способ повышает точность измерения рефракции по сравнению с прототипом, потому что в нем все измерения относительные и не тре буется измерять абсолютные значения вертикальных углов, вследствие чего отпадают ошибки, связанные с отсчетами вертикальных кругов и исключаются систематические ошибки фиксации нормали плоской волны по отношению к плоскости горизонта.

Способ позволяет измерять аномальную рефракцию в приземном слое и благодаря этому имеет как научное значение для исследования зависимости рефракции от расстояния, от зенитного расстояния, от длины волны света и для изучения строения атмосферы,так и практическое значение для учета влияния рефракции при высокоточном геометрическом и тригонометрическом ннвелированиях, а также для учета зальной реФракции.

Способ прост в реализации как с точки зрения наблюдений, так и с точки зрения обработки результатов, н может быть реализован с уже существующими инструментами без их реконструкции.

Коллиматор в т. В время микро- уроотсчета метр вень

Коллиматор в т. А °

Коллиматор в т. А время микро- уроотсчета метр вень уровень время микроотсчета метр

1 17 04 8,073 14,7 17 38 8,086 15,4 18 10 8,074 15,2

2 05 58 15 8 39 66 16 3 11 52 16 2

06 41 16 б 40 53 17 3

17,0

4 17 07 8,029 17,3 17 41 8,037 17,9 18 13 8,027

17,5, Трека 8

ЗР

je

Фма2

®фю

35 . Ф t7 М wg 4ВВ3

Редактор Л.Письман Техред В.Кадар

Корректор.: А.Зимокосов

Заказ 4755/3 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

l

/, Ю

Ь

Ю