Способ взаимного ориентирования осей вращения трех теодолитов

(21) 3879219/24-10 (22) 04.04.85 (46) 23,06.87. Бюл. (71) Московский инс 23тут инженеровмки и картогра ат. 2 ил ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ Спо делАм изОБРетений и ОткРыт геодезии, аэрофотосъефии(56) Еремеев В.Ф., Юркина М.И; Некоторые вопросы обработки пространст венных сетей, - Труды ЦНИИГАиК, М., .1966, В 171, с, 3-35.Мещанский Ф.Л., Муравьев О.Ф. Спо собы точного определения направлений коротких линий. Вопросы атомной науки и техники, серия "Проектирование"., вып. 2. - М.: ЦНИИАтоминформ, 1970.(54) СПОСОБ ВЗАИМНОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯОСЕЙ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХ ТЕОДОЛИТОВ(57) Изобретение относится к прикладной геодезии и позволяет повыситьточность взаимного ориентирования путем исключения ошибок за центрировкуи редукцию. Устанавливают в определенных точках Т Т и Т три теодолита, ориентируя их вертйкальные осивращения произвольно. На расстоянииавтоколлимационного визирования оттеодолитов жестко закрепляют зеркала3-3, Измеряют каждым теодолитом автоколлимационное направление на соответствующее зеркало и на визирные осисоседних теодолитов. Все измеренныенаправления в конечном итоге будутопределены в единой К-системе коорди 1 13Изобретение относится к прикладнойгеодезии, в частности к способам создания пространственных ориентирныхсетей,Цель изобретения - повышение точности взаимного ориентирования путемисключения ошибок эа центрировку иредукцию.На фиг. 1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2система координат, поясняющая передачу элементов ориентирования.Способ осуществляется следующимобразом.В точках Т Т и ТЗ устанавливают теодолиты, оси вращения которыхзадают частные системы координат ХУ 2 Х Уи ХЗ дЗ ЕЗеПУстьв этих системах координат возможноопределить нормали Н И и МЗ к зеркалам 31, 3 и Зз соответственно.Необходимо определить ориентирование систем координат теодолитовотносительно плоскости Т 1, Т Тз,что может быть выполнено путем определения сферических координат р и 2ортов векторов Т Т ТЗТдзТ и ТЗ, Для этого ориентируют теодолиты относительно соответствующихзеркал и берут отсчеты по кругамРя, Ен Рк, 2, " Ря, Енз Измерения последовательно проводят теодолитом Т, затем теодолитом Т и наконец теодолитом Тз. Теодолйт Т ориентируют коллиматорным способом,на теодолит Т (строят в пространстве направления орта вектора Т ) и фиксируют его положение, Ориенти 1 уют теодолит ТЗ коллиматорным способом на теодолит Т, строят в пространстве направление орта вектора Т и фиксируют его положение. Измеряют теодолитом Т, углы р и Е, обозначенные на чертеже по обычной методике, при этом в качестве визирных целей используют однозначно заданные в пространстве автоколлимационный блик от 31 и сетки нитей коллиматоров Т и ТЗ, Ориентируют теодолит Т коллиматорным способом на зафиксированный ранее коллиматор Т (трубу теодолита Т) т.е. строят в пространстве направление орта вектоРа Т, и фиксируют положение трубы1 сн =т т = х, уг,:= (72 - 2,218786 У )д + (ЕХ - Х,г)1 + (ХУ - ХдУ,)1 с. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 теодслита Т . Ориентируют теодолитТЗ коллиматорным способом на теодолит Т (строят в пространстве на 1правление орта вектора ТЗ 1 и фиксируют его положение. Измеряют теодолитом Тд соответствующие углы пообычной методике (операция, подобнаяуказанной), ориентируют трубу теодолита Т по коллиматору Тзконтролируют неизменность положения системыкоординат Х У21 путем повторного измерения направления нормалик зеркалу 3. Сравнивают направленияРК, Я., ЗфЕИ/Зи2 и углыЗ и Е, и по йоложению системы координат Х У 2 - сферические координаты нормали Х , если разности координат больше предлагаемых ошибок,выписывают поправки З в и д 7 - какразности, Ориентируют трубу теодолита Т, в пространстве путем построения по лимбам соответствующих угловт и Етизмеренных ранее стучетом поправок р и а 2. Измеряюттеодолитом ТЗ соответствующие углыпо обычной методике,В результате измерений однозначноопределяют координаты коллинеарныхпар ортов ТТ 1 ТЗ .Т З и ТЗ,Т. в различных системах координат.Пусть есть система координат ХОУЕзаданная осями вращения теодолита.Плоскость ХОУ параллельна плоскостилимба, при этом плоскость 2 ОХ совмещена с нулевым диаметром.Измеряют сферические координатынаправлений на две твердые точкиЕ , Ед, , РКоординаты ортов векторов Т То околлинеарных с каждым направлением,определяют соотношениямиХ, ядпгсоя рУ, = ядп Е,ядп р,;г, = сояг; (1)Х = ядпгсоя р;У. - ядпг ядп 1Е = соя 2Соотношения (1) становятся очевиднымпри анализе фиг. 2.оВекторное произведение ортов Ти Т дает координаты вектора, совпадающего с нормалью к плоскости, вкотсрой лежат Т, и Т, Назовем этотвектор 1 Б = ядпт где- угол между сртами Т и Т в плоскости Т,ОТСледовательно, орт вектора определяют как ф ИН1 я 1координаты которого.Х(Т Е)фв 1 пЕсоз р1Тн 11 (ЕХ-ХЕ) вдпЕрвдп; Е в -- (Х,У -ХУ) созЕр. (2)115.Иэ уравнений (2) вычисляют сферические координаты направления нормали к плоскости ТОТ- Е р и Промежуточной целью является определение направлений на точки Т, и Т в системе координат, координатная плоскость которой компланарна с плоскостью ТОТ (К-системой). Для этого определяют матрицу А линейного преобразования1 а = А 1 охчьгде 1 в - координаты некоторого вектора в К-системе;- координаты того же вектора в ХОТ"системе. Соответствующая матрица поворотаимеет видсов Рр -здп р 0А = зпрр сов рОО О 1Далее поворачивают систему ХОТвокруг оси ОХ до совпадения оси 02и Н, т.е. на угол 40 Для этого делают два поворота системы координат ХОУ. Поворачивают систему вокруг оси 02 на угол яр. После этого ось ОХ совпадет с проекцией 35 нормали В на плоскость ХОУ.1 О О 0 совЕр -81 ПЕ ц 0 в 1.пЕ р -совЕр 2 й Тем самым искомую матрицу А определяют как произведениеА - А(5 АгрДля решения поставленной задачи необходимо проделать действия, указанные для всех трех вершин треугольника. В результате этого все направления, измеренные в частных системах координат, оказываются определенными в единой К-системе координат.По точности предлагаемый способ позволяет получить в условиях неопределенности положения вектора силы тяжести результаты, соответствующие обычным условиям. Формула изобретения Способ взаимного ориентированияосей вращения трех теодолитов, прикотором устанавливают три теодолита,каждый иэ них наводят на соседниеточки, берут отсчеты по обоим кругами обрабатывают результаты наблюденийв единой системе координат, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности взаимного ориентирования путем исключения ошибок зацентрировку и редукцию, вблизи каждого теодолита на расстоянии автоколлимационного визирования жестко закрепляют зеркало, при установке теодолитов их вертикальные оси вращенияориентируют произвольно, после чегокаждым иэ них измеряют автоколлимационное направление на соответствующее зеркало и коллимационные направления на визирные оси соседних теодолитов, 13187861318786 иг Составител тор И, Горная Техред А.Класо Ре рректор С. Черни Тираж 67 исно д. 4/5 11303 роизводственно-полиграфическое предприятие,. г. Ужгор роектн Заказ 2496/31 ВНГосударственного комитета делам изобретений и открыт Москва, Ж, Раушская наб