Устройство для измерения зенитных расстояний и рефракции

Устройство для измерения зенитных расстояний и рефракции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к астрономо-геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность и увеличить диапазон измерений. Зеркальный блок устройства вьшолнен 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 уровня 6 и индекса 23 обеспечивается юстировочным винтом 7. Микрометренным винтом 9 пузырек уровня 6 выводится в нуль-пункт. Производят отсчеты уровня и микрометра угломерного инструмента при двух положениях зеркального блока. Наблюдение светила производят без зеркальной призмы 2. 3 ил. 1чЭ со О1 ISD ) « mtft-J.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5Н 4 G О1 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСИОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

22 у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3779009/24-10 (22) 31.07.84 (46) 07.03.87. Вюл. Р 9 (71) Казанский государственный университет им. В,И.Ульянова-Ленина (72) С.С.Перуанский (53) 528.521 (088.8) (56) Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, вып. 3, 1973, с.25.

Авторское свидетельство СССР

И - 790972, кл. G 01 N 21/41, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕНИТНЫХ

РАССТОЯНИЙ И РЕФРАКЦИИ (57) Изобретение относится к астрономо-геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность и уве„„SU„„1295229 А I личить диапазон измерений. Зеркальный блок 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 уровня

6 и индекса 23 обеспечивается юстировочным винтом 7. Иикрометренным винтом 9 пузырек уровня 6 выводится в нуль-пункт. Производят отсчеты уровня и микрометра угломерного инструмента при двух положениях зеркального блока.

Наблюдение светила производят беэ зеркальной призмы 2. 3 ил.

1295229

Изобретение относится к астрономогеодезическому приборостроению и может быть использовано для определения зенитных расстояний светил, приземной рефракции и исследования ""Hóòèÿ телес-5 копов и теодолитов, Цель изобретения — повышение точности путем привязки измерений к отвесной линии без изменения положения визирной трубы, а также увеличение ®0 диапазона измерений.

На фиг.1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг.2 — вид зеркального блока со стороны объектива угломерного инструмента; на фиг.3 — схема,по15 ясняющая вывод основных формул, Устройство содержит угломерный инструмент 1, многогранную зеркальную призму 2, ось 3 вращения призмы, жестко скрепленную с ней, втулку 4, подвюкно скрепляемую с осью 3 закрепительным винтом 5, рабочий уровень Ь, юстировочный винт 7 уровня, рычаг 8 втулки, микрометренный винт 9, лагеры 10, рамы 11, жестко скрепленные с перекла25 диной 12, вспомогательный уровень 13, вертикальную ось 14 вращения зеркального блока, втулку 15 вертикальной оси, трегер 16, установочные винты ,17 трегера, закрепительный винт 18, скрепляющий рычаг 19 с вертикальной осью, микрометренный винт 20, лимб

21 индекс 22 вертикальной оси, индекс 23 горизонтальной оси.

Призму 2 целесообразно выполнять из материала с малым коэффициентом теплового расширения, например ситалла. Изготовление ее из двух многогранников, основания которых склеены или посажены на оптический контакт, связано с тем, что такая конструкция позволяет создать более компактные призмы с большим числом углов и с широкими гранями (соизмеримыми с диаметром

45 объектива зрительной трубы угломерно" го инструмента 1). Например, призма (фиг. t и 2) при специальном подборе угла многогранников имеет 16 различных углов, имея размеры значительно меньшим, чем имел бы шестнадцатигран50 ник при той же ширине граней.

Приспособление для фиксирования зеркального блока относительно отвесной линии (фиг.1 и 2) выполнено в виде пузырькового уровня (для наглядности). Методика измерений и обработка не меняются при использовании электронного уровня.

В случае изготовления полностью автоматизированного устройства приспособление для фиксирования зеркального блока относительно отвесной линии целесообразно выполнить в виде двухкоординатной чувствительной подвески, подобной тем, что используют.— ся для зенитных и надирных зеркал и в нивелирах с самоустанавливающимися визирными линиями. В этом случае перекладина 12 скрепляется с осью 14 посредством подвески, вследствие чего зеркальный блок автоматически занимает одно и то же положение по отношению к отвесной линии при любых поворотах по азимуту вокруг оси 14.

Для измерения зенитных расстояний светил призма 2 должна быть заранее прокалибрована., т.е. измерены углы

d.между боковыми гранями„ например, на гониометре, При измерении зенитного расстояния Х+ светила вычисляют эфемеридное зенитное расстояние Е, ко-орое всегда можно найти с ошибкой, не большей

1 . Затем вычисляют величину угла призмы, грани которого будут строить автоколлимационное изображение в поле зрения угломерного инструмента при следующих условиях: визирная линия угломерного инструмента навепена на эфемеридное зенитное расстояние

Z призма установлена перед объективом так, что биссектриса угла d совмещена с отвесной линией с точностью порядка 1 .

Расчет производится следующим обра" зом. На фиг.3 видно, что зенитное расстояние / нормали к стороне углаИ, t1 1.а биссектриса которого совмешена с отвесной линией, равно о

Z = 90

2 а зенитное расстояние светила равно

Е = Z„+ aZ. (2)

Для того, чтобы наблюдать автоколлимационный блик, необходимо, чтобы разность ZÄ-К не превьш ала рабочее поле зрения Е угломерного инструмента, т.е.

1 Z„-Z,I"- E . (3)

Используя формулу (1)„ получают

d.=2(90 -Z,+F )). (4)

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают визирную линию угломерного инструмента на эфемеридное зенитное расстояние Е . открепляют

1295229 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- 5 ветствует вертикальному положению биссектрисы угла „когда пузырек уровня 6 выведен в нуль-пункт (на фиг.1 этот штрих подписан цифрой О). Соответствующее расположение уровня и индекса

23 всегда можно добиться юстировочным винтом 7 уровня 6, тем более, что точность установки биссектрисы в отвес1. ное положение невысока — порядка 1

После требуемой установки призмы по отношению к уровню закрепляют винт 5 и устанавливают призму перед объективом угломерного инструмента 1 (фиг.1).

Выводят пузырек уровня 6 в нульпункт микрометренным винтом 9. Опре- р деляют отсчет уровня ш и автоколлимационный отсчет микрометра угломерноI

r"o 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 g5

tt 1l отсчеты m u M

При измерении рефракции r на отрезке с эфемеридным зенитным расстоянием Z 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

1-1» блок на противоположный конец отрезка (дальний от объектива) и определяют аналогичный отсчет и„ . В безвоздушном пространстве эти отсчеты отличались бы только на величину угла а9 между отвесными линиями в точках, ограничивающих отрезок измерения рефракции. В условиях атмосферы разность отсчетов определяется еще и полной рефракцией r на отрезке измерения:

r (И„-И„,)R+ V. (10) Все эти измерения производятся за несколько минут до прохождения через поле зрения угломерного инструмента 40 данного светила. Для наблюдения светила призму убирают. Отсчет микрометра M на всетило определяют по обычной методике.

Обработка наблюдений производится 45 следующим образом. Так как угол с известен (призма прокалибрована), то автоколлимационный отсчет микрометра и при вертикальном положении биссекtj трисы соответствует известному зенит- 5р ному расстоянию Z вычисляемому по формуле (1). Разность отсчетов и -М„, равна величине t».Z входящей в формулу (2). Поэтому для вычисления Z„ имеем:

Z =(90 — -)+(И - QR, . (5)

% %где R — масштабный множитель микро-. метра.

Остается получить формулу для вычисления отсчета И . Поскольку биссектрису угла d- невозможно совместить точно с отвесной линией и она отклонена от вертикали на некоторьп» угол

»У, то автоколлимационньг» отсчет М по первой грани угла отличается от и на угол 0:

В I

И„=И + g. (6)

Если после поворота призмы на 180 вокруг вертикальной оси пузырек уровня выведен на тот же самый отсчет, ll то отсчет II по второй грани также отличается от It на угол 6, но с другим знаком:

ll„=I 1 + 8. (7)

Из уравнений (6) и (7) имеем

И=-(М +И ) .

2 (8)

На практике при использовании высокоточных уровней отсчеты ш и m" не равны между собой. поэтому в формуле (8) появляется поправка на разность отсчетов уровня (с — цена деления уровня): 1 l 11

М = — (М +И )+(m -m ) —.

2 R (9)

Формуль» (5) и (9) решают задачу определения Z 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 расФ стояние Z с подсчитанным по формуле (1), получают величину гнутия аМ на з данном зенитном расстоянии

5 aZzM =Z -2. (12) формула изобретения

При исследовании гнутия наиболее точные результаты получаются, если использовать прокалиброванную призму, 10 которая, согласно формуле (1), задает набор эталонных зенитных расстояний.

2 ь г

Йсг. Е

Составитель В.Лыков

Техред В.Кадар, Корректор Л.Пилипенко

Редактор H.Òóïèöà

Заказ 609/47 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для исключения возможных подвижек угломерного инструмента многократно определяют отсчеты М и М и строят н ПЯ их 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 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

Устройство для измерения зенитных расстояний и рефракции, содержащее угломерный инструмент с автоколлнмаIIHoHHbM 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.