Лекция Постоянная поправка светодальномера

Постоянная поправка светодальномера

Постоянная поправка светодальномера обусловлена тем, что точки, между которыми определяют время распространения электромагнитных колебаний, не совмещены с вертикальными осями блоков дальномера. Постоянная поправка светодальномера складывается из геометрической, оптической и электрической частей.

Оптическая часть обусловлена тем, что скорость распространения света в оптических деталях отличается от скорости распространения света в воздухе. Электрическая часть постоянной поправки обусловлена задержками сигналов в оптических цепях прибора и инерционностью различных процессов, происходящих в приборе (например, процессов модуляции и демодуляции).

Вследствие сложности непосредственного определения указанных частей постоянной поправки на практике используются методы определения постоянной поправки, основанные на измерении линий известной длины.

1. Наиболее распространенный способ определения постоянной поправки заключается в ее определении из измерений высокоточного базиса. Такие базисы имеют длину 200 — 1000 м. Их измеряют инварными проволоками с относительной погрешностью 1:1000000. Постоянная поправка  определяется из соотношения

               , (1)

где — длина эталонного базиса;

— результат измерения базиса светодальномером.

Погрешность определения постоянной поправки  равна в этом случае

                                                      .

Влияние погрешности в величине постоянной поправки на результат измерения носит систематический характер. Как известно, систематическая погрешность считается допустимой, если ее величина не превышает , где  — среднее квадратическое отклонение случайных погрешностей. В рассматриваемом случае это средняя квадратическая погрешность  измерения расстояния. Среднюю квадратическую погрешность, в свою очередь, можно принять равной 0.3 от ее предельного значения. Таким образом, для значения средней квадратической погрешности  определения постоянной поправки  справедливо равенство

.

Современные высокоточные светодальномеры измеряют расстояния с относительной погрешностью 1:1000000. Постоянная поправка этих приборов должна быть известна с погрешностью не более 1 мм. Отсюда следует, что определение постоянной поправки из измерения высокоточного базиса для прецизионных приборов неприемлемо.

2. Другой способ определения постоянной поправки – определение ее из измерений отрезков неизвестного расстояния в комбинациях. При этом способе отпадает необходимость в высокоточном базисе, однако требуется сложная организация и большой объем полевых работ.

Для нахождения поправки этим способом некоторое расстояние делят на части и измеряют как все расстояние, так и каждую из его частей. Поскольку величина постоянной поправки входит как в длину полного расстояния, так и в результаты измерения каждого отдельного отрезка, то для описанного способа справедливо равенство

где — длина отрезка с номером ;

— число отрезков, на которые разбито расстояние.

Отсюда постоянную поправку можно вычислить по формуле

    Для практического использования оптимальным считают вариант, когда число  отрезков, на которые делят расстояние, равно трем. В этом случае используют четыре установленных в створе измеряемой линии штатива (рис. 1). Расстояние для контроля измеряют по четырехштативной системе между парами штативов во всех комбинациях. При этом используют один и тот же отражатель. Обработку измерений и оценку точности выполняют по способу наименьших квадратов.

     Работа по определению постоянной поправки светодальномер состоит из следующих частей:

— выбор трассы;

— деление расстояния на отрезки и провешивание трассы;

— определение превышений между закрепленными точками;

— измерение расстояний во всех комбинациях;

— вычисление постоянной поправки светодальномера.

     Трасса выбирается на ровном участке местности с небольшими превышениями. Длина трассы 100-200 метров. (В лабораторных условиях длина трассы может быть выбрана меньшей).

На трассе, в створе измеряемой линии необходимо выбрать точки, на которые устанавливаются штативы. Допустимая величина нестворности , выраженная в сантиметрах, при которой ошибка в расстоянии не превышает 0.1 мм, равна

,

     где — выражено в метрах.

     Необходимо предвычислить величину допустимой нестворности выноса промежуточных точек и определить степень выполнения этого допуска. Таким же образом следует найти допустимую погрешность определения превышения между точками по формуле

,

      где  и  выражены в метрах; — в сантиметрах. После этого необходимо сделать вывод о применении нужного способа определения превышений, обеспечивающего требуемую точность при минимальных трудовых затратах.

      Работа по определению постоянной поправки рассчитана на выполнение бригадой студентов из 5-ти человек. Измерение отрезков во всех комбинациях выполняют по четырехштативной системе, ослабляя тем самым влияние погрешностей центрирования на точность определения постоянной поправки. При измерении каждого отрезка находят и записывают значения температуры и давления воздуха (рис. ).

         Обработка результатов измерений и оценка точности производится коррелатным способом по следующей сводке формул:

В приведенных формулах:

 и — соответственно, измеренное и уравненное значения -го измеряемого отрезка:

 и — коррелаты;

 и — свободные члены уравнений коррелат;

 — поправки в измеренные расстояния;

— средняя квадратическая погрешность определения постоянной поправки .

В таблице 1 приведен пример определения постоянной поправки  из измерений отрезков линии во всех комбинациях.