Способ определения расстояния с коррекцией влияния атмосферы

( 9) 5 6 01 С 3/ 08 ОБ Я И И Е К ПАТЕ Н тельст оиские Наук тровский ых влияениях. -осъемка АССТОЯ- АТМОСператур ногой; ГОСУДАРСТ 8 ЕННОЕ ПАТЕНТ8 ЕДОМСТ 80 СССР(73) Нижегородский архитектурнтельный институт. 1972, с, 178-200,Джуман Б,М., Матяшук И,С,ОсА.Л, Новый метод учета атмосфернний при светодальномерных измеГеодезия, картография и аэрофотВып, 30, Львов, 1979, с. 61-65.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РНИЯ С КОРРЕКЦИЕЙ ВЛИЯНИЯФЕРЫ Изобретение относится к атмосферной оптике, а точнее к электронным измерениям расстояний в воздухе, и может быть использовано в геодезии, геодинамике,Целью изобретения является повышение 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 2 высокоточным углеродом и метеорологических параметров в пункте посылки модулированных электромагнитных колебаний, и обработку результатов измерений с нахождением значения расстоянияг с учетом средних, за период(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 ут за время длиннопериодических колебаний параметров, равное 0,5-3,0 ч, а расстояние определяют иэ выра-, жения 0 = 1+ гтгггуг ут 1(Я+ Кигкг ут уг х 10 + 1), где Е,й - среднее значение предварительного расстояния и вычисленного индекса преломления, Кы Кг ут, Кму - коэффициенты регрессии соответствующих параметров, тут = ут - уа, т - среднее значение температурного градиента, уа = -0,0098 я/м - адиабатический градиент температуры, 1 ил. измерений, значений йредварительного расстояния С и вычисленного, с использованием измеренных метеорологических параметров, индекса преломления Й, одновременно с измерением предварительных значений расстояния дополнительно определяют высотный температурный градиент ут, измерения осуществляЮт во время измерения средних значений измеряемых параметров, а при обработке результатов измерений определяют коэффициенты регрессии Кы, Кг ут, Кмг соответствующих параметров и находят Ь из выражения:,о=д. к кг ут ут 3 Игг+ кигкгутх хут)10 +1) (1)ГДЕ )гт = )гт )уа,ут - среднее значение ариента эа период измеруа - адиабатический градиент температуры, равный - 0,0098 О/м.Основой заявляемого способа являетсяиспользование связи между характеристиками атмосферы, определяемыми показателем преломления воздуха и (или индексомпреломления й = (и - 1) 106) или его градиентом и характеристиками, обусловленны-.ми высотным градиентом и или Й - бй/дН,В заявляемом способе -между й и зенитным расстоянием 2, между дальностью (.и 2, а также между 2 и у т - температурнймградиентом. Фактически функции взаимнойкорреляции йи 2 = йв, йа = йг,82 у т = В,УТ.г- аномальная составляющая угла рефракции, 15определяемого градиентом ут Использовантакже тот факт, что в момент наступления изотермии или в условиях. соответствующих этому моменту.; когда ут-+ уа, индекспреломления практически одинаков для 20всех точек трассы. Однако в отличие от известных способов; в заявляемом не требуется поиск указанногомомента.Известен способ, при котором расстояние определяют в моменты времени, соответствующие .моменту наступленияизотермии.Однако этот способ не предполагает измерение параметров как по заявляемомуспособу, способствующих повышению точн,ости,Кроме того, заявпяемый способ не обязательно реализовать в момент изотермии.а в любое время, поскалькч при этом возможно определение Ь, гц, Й на возможный Момент:в условиях средних значенийметеопараметров, что расширяет диапазонприменвния способа.Сущность способа поясняется чертежом, на котором приведена схема измерения.Способ осуществляют следующим образом.. В исходном пункте А устанавливаютдальномер 1 и высокоточный угломер или 45тводаит(нв чертеже не показан), а в другомпункте - отражатель 2. В пункте А располагают также метеорологические датчики (начертеже недоказаны) для измерения температуры Т, давления Р и влажности е,Согласно способу, в исходном пунктеизмеряют одновременнорасстояния Ь, зенитные расстояния 2 ь метеопараметры:температуру воздуха Ть давление Рь влажность Ьь В йсхоДном же пункте измеряют 55температурный градиент ут с помощью.например, электронных температурныхдатчиков, располагаемых на различной высоте. Таким образом, эа время 1 получают ряды параметров 2(1), ут(с), Щ, причем индексы преломления Й определяют,например, по формуле Барелла-СирсаТс Р е.М=- с -- + К - . (2)Рс Т; Т 1где К - индекс преломления воздуха пристандартных значениях Тс, Рс.К - коэффициент, зависящий от длиныволны.После этого осуществляют корреляционную обработку полученных рядов и находят коэффициенты регрессии Ка, К 2 ут, Км 2,средние значения С, Й, Используя основноесоотношение (1); определяют искомое значение расстояния, скорректированное навлияние атмосферы.Если вычисляется непосредственно индекс преломления для длины волны дальномера, то формула для расчета дальностиимеет вид;1.о = Ь (М10 6+ 1) 1 . (3)где=Т -.К 2 г=й- Ка г(4)где Ео М, - значе ия параметров на гипотехнический момент изотермии, посколькуг= ги- г;.г = 264,12 РТ 1 - угол рефракции,соответствующий адиабатическому градиенту температуры у а = - 0,0098 о/ЧИз формул (2) и(3). (4) получают формулу(1),Если же индекс преломления вычисляют не.для длины волны дальномера, то формула для метеорологической поправки врасстояние будет иметь вид1.в =(йо - . Йо) 10 Г, (5)а для искомого расстояния справедливо соотношение.о = 1 н+ (.в . (6)В апреле 1989 г, были выполнены измерения по заявляемому способу на линейномбазисе длиной Ь = 999,72047 м. Измерениявыполнялись. дальномером Тамма"; зенйтнйе расстояния 2 - теодолитом Тпео 010, УТ- температурные градиенты - электронными термометраМи,В результате проведенных измеренийбыли получены следующие величины параметров:2 щ 22, .8 г С = 1000,0018 М = 282,55 ут=и градовл Корректор П.Ге Составитель В.Ви Техред М.Морген Редактор О,Стенина Заказ 868 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва,.Ж, Раушская наб., 4/5ГКНТ С изводственно-издательский комбинат "Патент" Гагарина, 101 го т.е. расхождение с истинным значением составило лишь 1,9 10, что по крайней мере-7в 5 раз точнее известных способов, у которых точность достигает. 106, Следует отметить, что точность 10 соответствует 5 приблизительно точности угловых измереЦний 1 - 2, что вполне достижимо,Формула изобретенияСпособ определения. расстояния с кор 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 2 высокоточным угломером и метеорологических параметров в пункте посылки модулированных электромагнитных колебаний и обработку результа тов измерений с нахождением значения расстоянияО с учетом средних за период измерений предварительного расстояния Си вычисленного с использованием измеренных метеорологических параметров, индекспреломления М, отл ич а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности. одновременно с измерением предварительных значений расстояния дополнительноопределяют высотный температурный градиент уТ, измерения осуществляют в течение периода времени, равного 0,5 - 3,0 ч,а при обработке результатов измеренийопределяют коэффициенты регрессииКы Кг ут, Км соответствующих параметров и находят Ь из,выоаженияЬ "+ Кд Кгут)т Кй+ Кнг Кгуг 7 т 1 х 10 ++1,где )т= ут - у а,ут - среднее значение температурногоградиента за период измерений;уа - адиабатический градиент температуры,