Устройство для измерения зенитных расстояний и рефракции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 12952 А Н 4 С О 1 С 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 О ннь уЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Казанский государстве ьй университет им. В,И.Ульянова-Ленина (72) С,С.Перуанский(56) Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, вып. 3, 1973, с.25.Авторское свидетельство СССР И 790972, кл. С 01 М 21/41, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕНИТНЫХ РАССТОЯНИЙ И РЕФРАКЦИИ(57) Изобретение относится к астрономо-геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность и увеличить диапазон измерений. Зеркальныйблок устройства выполнен в виде многогранной призмы 2 с зеркальными боковыми гранями, боковые ребра которой перпендикулярны к рабочей плоскости приспособления для фиксирования зеркального блока относительно отвесной линии.Соответствующее расположение уровня6 и индекса 23 обеспечивается юстировочным винтом 7, Иикрометренным винтом 9 пузырек уровня 6 выводится внуль-пункт. Производят отсчеты уровняи микрометра угломерного инструментапри двух положениях зеркального блока,Наблюдение светила производят беэзеркальной призмы 2. 3 ил.Изобретение относится к астрономогеодезическому приборостроению и может быть использовано для определениязенитных расстояний светил, приземнойрефракции и исследования гнутия телес копов и теодолитов,Цель изобретения - повышение точности путем привязки измерений к отвесной линии без изменения положениявизирной трубы, а также увеличение 10диапазона измерений,На Фиг.1 изображено устройство,вид сбоку; на Фиг.2 - вид зеркальногоблока со стороны объектива угломерного инструмента; на Фиг.3 - схема,по 15ясняющая вывод основных Формул,Устройство содержит угломерный инструмент 1, многогранную зеркальнуюпризму 2, ось 3 вращения призмы, жесткоскрепленную с ней, втулку 4, подвюкноскрепляемую с осью 3 закрепительнымвинтом 5, рабочий уровень Ь, юстировочный винт 7 уровня, рычаг 8 втулки,микрометренный винт 9, лагеры 10, рамы 11, жестко скрепленные с перекла 25диной 12, вспомогательный уровень 13,вертикальную ось 14 вращения зеркального блока, втулку. 15 вертикальнойоси, трегер 1 б, установочные винты,17 трегера, закрепительный винт 18,скрепляющий рычаг 19 с вертикальнойосью, микрометренный винт 20, лимб21, индекс 22 вертикальной оси, индекс 23 горизонтальной оси,Призму 2 целесообразно выполнять 35из материала с малым коэффициентомтеплового расширения, например ситалла, Изготовление ее из двух многогранников, основания которых склеены илипосажены на оптический контакт, связано с тем, что такая конструкция позволяет создать более компактные призмы с большим числом углов и с широкими гранями (соизмеримыми с диаметром45объектива зрительной трубы угломерно"го инструмента 1), Например, призма(Фиг,1 и 2) при специальном подборе,угла многогранников имеет 16 различных углов, имея размеры значительноменьшим, чем имел бы шестнадцатигран 50ник при той же ширине граней.Приспособление для Фиксированиязеркального блока относительно отвесной линии (Фиг.1 и 2) выполнено ввиде пузырькового уровня (для наглядности). Методика измерений и обработка не меняются при использовании электронного уровня. В случае изготовления полностьюавтоматизированного устройства приспособление для фиксирования зеркального блока относительно отвесной линии целесообразно выполнить в виде двухкоординатной чувствительной подвески, подобной тем, что используются для зенитных и надирных зеркал и в нивелирах с самоустанавливающимися визирными линиями. В этом случае перекладина 12 скрепляется с осью 14посредством подвески, вследствие чего зеркальный блок автоматически занимает одно и то же положение по отношению к отвесной линии при любыхповоротах по азимуту вокруг оси 14,Для измерения зенитных расстоянийсветил призма 2 должна быть заранеепрокалибрована т,е. измерены углымежду боковыми гранями например,на гониометре,При измерении зенитного расстояния Х+ светила вычисляют эфемеридноезенитное расстояние Е , которое всегда можно найти с ошибкой, не большей1, Затем вычисляют величину углапризмы, грани которого будут строитьавтоколлимационное изображение в поле зрения угломерного инструментапри следующих условиях; визирная линия угломерного инструмента наведенана эфемеридное зенитное расстояниеЕ , призма установлена перед объектив 6 м так, что биссектриса угла с совмещена с отвесной линией с точностьюпорядка 1 .Расчет производится следующим обра"зом, На фиг.3 видно что зенитное расстояние / нормали к стороне углаИ,биссектриса которого совмещена с отвесной линией, равнооЕ =902а зенитное расстояние светила равно:=2+а, (2)Для того, чтобы наблюдать автоколлимационный блик, необходимо, чтобы разность Е-К не превьшала рабочее поле зрения Е угломерного инструмента, т.е.1 К-К,МГ . (3) Используя Формулу (1) получаюто =2 (90 -Е,+ 1 ) . (4)Устройство работает следующим образом.Устанавливают визирную линию угломерного инструмента на эфемеридноезенитное расстояние Е ., открепляют1295229 эакрепительньп винт 5 и поворачивают ось 3 таким образом, чтобы один из штрихов, нанесенных на основании призмы, расположился напротив индекса 23, а именно тот штрих, который соот ветствует вертикальному положению биссектрисы углакогда пузырек уровня 6 выведен в нуль-пункт (на фиг.1 этот штрих подписан цефрой О). Соответству. ющее расположение уровня и индекса 0 23 всегда можно добиться юстировочным винтом 7 уровня 6, тем более, что точность установки биссектрисы в отвес 1. ное положение невысока - порядка 1 После требуемой установки призмы по 5 отношению к уровню закрепляют винт 5 и устанавливают призму перед объективом угломерного инструмента 1 (Фиг.1).Выводят пузырек уровня 6 в куль- пункт микрометренным винтом 9. Опре деляют отсчет уровня ш и автоколлимационный отсчет микрометра угломерно 1го инструмента И . Поворачивают зера кальный блок вокруг оси на 180 , ори 5 ентируясь по индексу 22 и лимбу 21 Точную установку производят микрометренным винтом 20 после закрепления винта 18. Контроль установки по азимуту производится совмещением автоколлимационного иэображения вертикальной нити с самой нитью. Контроль неизменности положения горизонтальной оси 3 по отношению к плоскости горизонта осуществляется с помощью вспомогательного уровня 13. Снимают аналогичные 3511 11отсчеты и и М При измерении рефракции г на отрезке с эфемеридным зенитным расстоянием 2 проводится описанная подготовка устройства, причем устанавливается призма на конце отрезка, ближнем к объективу (например, так,как на фиг.1). Проводят описанные измерения для определения отсчета микрометра при вертикальном положении биссектрисы (И ). Переносят зеркальный блок на противоположный конец отрезка (дальний от объектива) и определяют аналогичный отсчет М, В безвоздушном пространстве эти отсчеты отличались бы только на величину угла ь 9 между отвесными линиями в точках, ограничивающих отрезок измерения рефракции, В условиях атмосферы разность.отсчетов определяется еще и полной рефракцией г на отрезке измерения:г=(М ,-М , ) К+аУ, (10) Все эти измерения производятся занесколько минут до прохождения черезполе зрения угломерного инструмента 40данного светила. Для наблюдения светила призму убирают. Отсчет микрометра М на всетило определяют по обычнойметодике.Обработка наблюдений производится 45следующим образом. Так как угол сизвестен (призма прокалибрована), тоавтоколлимационный отсчет микрометраИ при вертикальном положении биссектрисы соответствует известному зенитному расстоянию 2, вычисляемому поформуле (1). Разность отсчетов М -М,равна величине а 2, входящей в формулу(2), Поэтому для вычисления 2 имеем:552 =(90 - -)+(М -фй, . (5)% Ю.где К - масштабный множитель микро-.метра,Остается получить формулу для вычисления отсчета И , Поскольку биссектрису угла се невозможно совместить точно с отвесной линией и она отклонена от вертикали на некоторьп угол 8, то автоколлимационньг отсчет М по первой грани угла отличается от г на угол 0:ВМ= +О. (6)Если после поворота призмы на 180 вокруг вертикальной оси пузырек уровня выведен на тот же самый отсчет,1то отсчетпо второй грани также отличается от 1 на угол 6, но с другим знаком:И= +6. (7)Из уравнений (6) и (7) имеем И=-(М +И ),2(8)а практике при использовании высокоточных уровней отсчеты ш и ш" не равны между собой, поэтому в формуле (8) появляется поправка на разность отсчетов уровня ( с - цена деления уровня):М = - (М +И )+(ш -ш ) - .2К(9)формуль (5) и (9) решают задачу определения 2 без использования отсчетов разделенного круга с использованием окулярного микрометра и уровня.Если зеркальный блок фиксируется по отношению к отвесной линии с помощью чувствительной подвески, то используются Формулы (8) и (5).1295 29 Сравнивая измеренное зенитное расстояние 2 с подсчитанным по формуле (1), получают величину гнутия аМ на данном зенитном расстоянии5 а 2 М=2-2 (12) При исследовании гнутия наиболееточные результаты получаются, еслииспользовать прокалиброванную призму, 10которая, согласно формуле (1), задаетнабор эталонных зенитных расстояний,=-(М-М)ставитель В.Лыковхред В.Кадар, Корректор Л.Пилипенко дактор Н,Тупица аказ б 09/47 Тираж 618 ПодпВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 о роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Для исключения возможных подвижек угломерного инструмента многократно определяют отсчеты М и М и строятПЯих зависимость от времени, что позволяет отнести зти отсчеты к одному моменту времени. Отределяют, как описано отсчет вертикального круга угломерного инструмента при вертикальном положении биссектрисы угла д- для положения угломерного инструмента круг право (М), Определяют аналогичный отсчет М для положения "круг лево" и находят зенитное расстояние нормали к грани угла по формуле Формула изобретения Устройство для измерения зенитных расстояний и рефракции, содержащее угломерный инструмент с автоколлнмационным окуляром и зеркальный блок, подвижно соединенный с приспособлением для фиксирования зеркального блока относительно отвесной линии, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, а также увеличения диапазона измерений, зеркальный блок выполнен в виде. многогранной призмы с зеркальными боковыми гранями, боковые ребра которой перпендикулярны к рабочей плоскости приспособления для фиксирования зеркального блока относительно отвеснойлинии,