Способ определения рефракции в приземном слое

СОЮЗ СОВЕТСНИХШЦ.ИЕПИКРЕСПУБЛИК 09(И) а)4 0 01 Н 21/41 СПИ САНИ К АВТОРСКОМУ ОБРЕТЕНИ таъя",й" . ЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Казанский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина(56) Изотов А.А Пеллинен Л.П. Исследования Земной рефракции и методов геодезического нивелирования. Труды ЦНИИГА и К, вып,Щ 2 1955 с.50.Свешникова И.С, Обзор инструментов и способов определения рефракции. Известия вузов, "Геодезия и аэрофотосъемка", вып. 6, 1971,с.60.Прилепин М.Т, Теория одноволнового 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 угломерного инструмента направление нормали плоской волны от источника света по отношению к плоскости горизонта в точке приема и в точке излучения, о т л и ч а ю щ и й с. я тем, что, с целью повышения точности оп.ределения, Фиксируют неискаженное ,рефракцией .направление нормали плоской волны от.источника авета по отношению к плоскости горизонта и па 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 ре- фракции.осуществлять прямое измерение полного угла рефракции в приземном слое(например зальную, геодезическую), 5Известен способ измерения рефрак.ции, в котором измеряют зенитное расстояние точки с заблаговременно измеренными координатами и высотой.По этим данным вычисляют истинное 10зенитное расстояние точки и по разности вычисленного и измеренного1зенитного расстояния находят рефракциюеНедостатками этого .способа являются трудоемкость и недостаточнаяточность.Известен также способ спектральных разностей, при котором рефракция вычисляется по разности рефракций света разных длин волн.Недостатками его являются трудность реализации в полевых условияхи, как следствие, - недостаточнаяточндсть,Ближайшим по технической сущностик данному изобретению, явпяется способ двустороннего измерения вертикальных углов, основанный на использовании плоской волны, положение З 0нормали к которой в точке .излученияи в точке приема фиксируется относительно горизонта, Этот епособ заключаетея в том, что измеряют вертикальный угол К , направления АВ и верти-. 35капьный угол Кз обратного направления ВА, Разность этих углов даетполный. угол рефракции бб ф Аду, -Обед,Недостатком этого способа является необходимость измерения углов, отсчитываемых от плоскости горизонта,например, уровня, что вносит в определяемюй .угол ошибки отсчетов вертикальных кругов. 45 Целью изобретения является новышение точности определения полного угла рефракции бЦель 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 све 30 1.та по отношению к плоскости горизонта и по отношению к нульпункту угломерного инструмента, а затем Фикси" руют 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 И, Во втором положении изображение нити 4 смещено из-за рефракции на отрезке АВ и зафиксированотсчет И.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Для измерения полного угла рефракции на отрезке АВ в точку А устанавливают угломерный инструмент, имеющий микрометр, например универсаль-. ный инструмент (универсал). В трубу универсала направляют пучок света, выходящий из коллнматора, с которым скреплен уровень типа талькоттовского (в качестве коллиматора можно использовать второй универсал), причем объективы угломерного инструмента и ксалиматора 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 в . Переносят. коллиматор в точку В и вновь направляют пучок света в трубу универсала, Ставят пузырек уровня на тот же отсчет в, сохраняя неизменным взаимное расположение оси уровня= 0,84. 3и оптической оси коллиматора. Определяют повторный отсчет микрометрана нить коллиматора. Полный угол рефракции б вычисляют.по формуле где К - цена оборота винта микрометра;10ЬЧ - угол между отвесными линиямив точках А и В,Поскольку выводить пузырек высокоточных уровней на адин и тот же отсчет затруднительно, определяют рядотсчетов микрометра 0; при различныхустановках пузырька ш; н строят график, откладывая на одной оси Ц;, надругой оси ш . По смещению графиков,построенных для безрефракционных отснетов р, и аналогичных .отсчетов, ис.каженных рефракцией, судят о величине угла бС целью контроля стабильностисистемы угломернмй инструмент-колли 25матор возвращают коллиматор из точкиВ в исходное положение и вновь опре.деляют безрефракционные отсчеты,В качестве светоприемника можетиспользоваться фотопластинка илифотоэлектрический микрометр.Н р и м е р. Проводилиеь измере-ния зальной рефракции в павильонемеридианного круга Астрономическойобсерватории нм. Энгельгардта наотрез"ке АВ, равном 5 и, между объективомтелескопа (точка А) и столбом южногоколлиматора (тонка В). В качествесветоприемннка использовался мери.дианный круг, в качестве переносного инструмента - универсал У. Ре"40зультаты.сведены в таблице. Данные таблицы представлены на фиг. 3 в виде графиков, Из фиг 3 видно,что линия,характеризующаясвязь-45 перво Начальных 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 АВи углом между отвесными линиями в точках 55 АиВ. 4При 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 ш (см.фиг. 1) можно взять среднее арифметическое отсчетов, снятых с первой и второй линий:(8,040 + 8,044)1(8,062) и учитывая, что цена оборота500, а угол между отвесными линиямив точках А и В равен О, 1 б получаемпо формуле (1) б = (8,062 - 8,042) 50,0 - О, 1 б = 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 зенитногорасстояния, от длины волны света идля изучения строения атмосферы,таки практическое значение для учетавлияния рефракции при высокоточномгеометрическом и тригонометрическомннвелированиях, а также для учетазальной реФракции,Способ прост в реализации как сточки зрения наблюдений, так и сточки зрения обработки результатов,н может быть реализован с уже существующими инструментами без их реконструкции822630Коллиматор в т. В время микро- уроотсчета метр вень Коллиматор в т, АКоллиматор в т. А микро- урометр вень уро- вень время микроотсчета метр времяотсчета 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 бб 16,3 11 52 16,2 3 06 41 16,6 40 53 17,34 40 17,0 4 17 07 8,029 17,3 17 41 8,037 17,9 18 13 8,027 17,5Тираж 778Государственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.; д и жгород, ул.Проектная,4 Производственно-полиграфическое предприяти