Ściąga ETP.doc

(86 KB) Pobierz
Wielkości mierzone w geodezji

Wielkości mierzone w geodezji

- kąty poziome i pionowe

- długości – przeważnie pochyłe, pion i  poziom

- różnice wysokości

- azymuty – kąty kierunkowe

POMIAR jest to porównanie danej wielkości z

wzorcem polegające na n-krotnym odkładaniu

tego wzorca i odczyt. Jego pełnych

odłożeń i odczyt końcówki(reszty).

Jeśli n-krotność wzorca jest powielona i opisana

to wartość danej wielkości wykonuje się

bezpośrednio z podziału opisanego na stosowanym

przyrządzie oraz końcówki między kreskami wzorca.

DALMIERZE ELEKTROMAGNETYCZNE

Są to przyrządy które wyznaczają dł odcinka AB

Z zastos. Wzorcowej fali EM, kóra rozchodzi się

wzdłuż mierzonego odcin. tam i z powrotem.

Wyznaczenie odl. Wymaga pomiaru czasu przejścia

wzorca tam i z powrotem oraz jego prędkości.

 

W zależ.i odKSZTAŁTU wzorca faliEM rozróż dalm:

- IMPULSOWE

- FAZOWE

Z/w na dług fali EM rozróż dalmierze:

- MIKROFALOWE

- OPTYCZNE (elektrooptyczne)

 

Prędkość rozchodzenia się fal EM w próżni równa się

prędk. światła, w powietrzu prędk v=c/v

             

DALMIERZE ELEKTROOPTYCZNE

Zmiana temp o 1°C na 1km  to 1mm

1mmHg dla dAB=1km daje 0,35mm

Ciśnienie 1/3 poprawki termicznej

Np. Zmiana temp o 1° da ten sam efekt

Co zmiana o 3mmHg ciśnienia

Temp wzrosła o 5°=15mmHg

ZAS. DZIAŁANIA DALM. IMPULSOWYCH

W nadajnikach fala EM jest w formie impulsu o różnym

kształcie(trójkątnym, trapezoidalnym )

 

               

Dalmierz wysyła impuls i po określonym czasie wysyła kolejne

Znamy pręd. rozchodzenie się w powietrzu c=300 000km/s

Np. DAB=1km sAB=2km ts=s/c

Dalmierz wykonuje wiele pomiarów i podaje nam wart usredn.

Duże odl. w sek. lub poniżej sekundy

DALMIERZE FAZOWE

Dokładniejsze, stosowane w technice GPS

Wzorcem jest fala harmoniczne(sinusoidalna) optyczna

Odpowiednio zmodulowana (najczęściej)

Równanie fali y=Asin(ωt+φ0) gdzie A- amplituda

ω- częstotl. kołowa t – czas φ0 – faza początkowa

 

Znając wartość(mierząc) natężenia (sygnału amplitudy)

Potrafimy wyznaczyć wartośc odpowiadającego mu kąta

fazowego ale tylko w zakresie od 0 do 2π

λ=v*t = c/n * T = c/nf

Tłumienie fal następuje w atmosferze czyli bd coraz słabszy,

bo promień optyczny jest pochłaniany a więc jego A maleje.

Fala powracająca jest przesunięta w fazie o wartość

Δφ=ωt +φ0 – ω 2d/v         φw – φp

Δφ = n * 2π+ Δφ*

W dalmierzu w jego części nazywamy fazomiarem, mierzona jest

Wartość Δφ* a nie cała wartość kąta Δφ, która jest niemożliwa do

pomiaru ze wzgl technicznych, w związku z tym taki dalmierz w

sposób jednoznaczny pomierzyłby odl w zakresie od 0 do λ/2.

Gdy λ=20m to dalmierz mierzy do 10m

Nie znamy ilości pełnych odłożeń wzorca mierzonej dł a zatem

Nie potrafimy wyznaczyć jednoznacznie mierzonej odl

Aby ta wadę usunąć w dalm fazowych odl AB mierzymy drugi

raz wzorcem fali EM o innej długości.

ELEKTRONICZ SYS POMIARU KIERUNKÓW(KĄTÓW)

Każdy system kątomierniczy składa się z dwóch elementów:

a – kręgu kątomierniczego      b – systemu odczytowego kręgu

zatem opisanie danego syst. polega opisaniu obu tych elementów.

Pośród wielu syst elektr dla zrozumienia ich działania zastaną opisane

I – System kodowy i dwójkowym kodowym kręgiem kątomierniczym

II – System impulsowy



http://zasoby1.open.agh.edu.pl/dydaktyka/automatyka/c_elektroniczna_techn_pomiarowa/wyklady/1-6-r1.gif

np. dla dn= 1cc – n=22 ilość działek jasne ciemne

Zwiększenie dokładności odczytów w tym syst zwiększenie

wielkości kręgu, zwiększenie ilości interwałów (ścieżek podziałowych)

co z/w tech napotyka bariery innym rozw jest zróżnicowanie kształtów

interwałowych np. sinusoidalnie.

ZASADA DZIAŁANIA NIWELATORÓW CYFROWYCH (KOD.)

Są to przyrządy które automatyzują wykonanie odczyt na łatach niwelac.

Zasada odczyt. polega na wykonaniu korelacji matematycznej

(z wykorzystaniem rachunku prawdopod) między dwoma obrazami.

Jednym, który jest obrazem wzorcowym kodu łaty zapamiętanym

w mikroprocesorze. Drugim ,który jest obrazem łaty terenowej zrzutowanym

poprzez lunete na matryce CCD i dalej wprowadzonym do mikroprocesora.

W wyniku korelacji wyznaczony zostanie odczyt z łaty oraz odległość.

Z podanej zasady wynika że każdy niwelator cyfrowy musi mieć wbudowaną

Matrycę CCD, mikroprocesor oraz oprogram(algorytm) do wykonywania korelacji

Na wykonywanie odczytów niwelatorami kodowymi mają wpływ

warunki zewnętrzne, takie jak:
-turbulencja powietrza w wysokich temperaturach
-drgania kompensatora wywołane silnym wiatrem
-niejednorodne oświetlenie łaty(w warunkach dołowych

lampa górnicza nie wystarcza, bo światło nie jest równomierne

i oświetla fragment łaty)
-zasłonięcie części łaty (może uniemożliwić pomiar nawet, gdy

zasłonięta jest część łaty, w którą nie celujemy. Widoczne musi

być minimalnie 30 cm łaty) LASERY I ZASTOSOWANIE

jest generatorem światła spójnego,tj takiego które posiada cechy:

- monochromatyczność = const

- duża równoległość, mały kąt robierzności wiązki świetlnej

- spójność tj czasowo-przestrzenne uporządkowanie fotonów

LASERY: czerwone,zielone, niebieskie po lekko fiolet, podczer.

Funkcje laserów: I – wizualizacja przebiegu osi celowej i płaszcz.

- poziomy – niwelatory laserowe

- pionowy – pionowniki laserowe

- dowolnie nachylonych – teodolity laserowe wskaźniki

II – wyznaczanie(sygnalizow) punktu celu na mierzonym obiekcie

III – źródła fali nośnej i wzorcowej dalmierzem (interferometry laserowe)

IV – sterowanie położeniem i kierunkim maszyn(syst laserowe)

SYSTEM GPS I JEGO ZASTOSOWANIE

Zbudowany w USA jako wojskowy system nawigacyjny który dokładnie

rozszerzył swoją funkcj nazastosowanie cywilne w tym geodez.

SKŁADA SIĘ Z 3 SEGMENTÓW

- satelity konstelacje co najmniej 24, aktualnie 30 satelitów

- kontr ośrodek dowodzenia połączony ze stacjami pernam. Ober wszyst sat GPS

-Użytkownicy wszyscy wyposażeni w  odbiorniki GPS

Satelity krążą na orbicie 20200km nad ziemią. Rozmieszczone są na 6 kołowych

Orbitach nachylonych wzgl równika pod kątem 55°. Każda orbita różni się

azymutem o 60°. Czas obiegu satwokół Ziemi = 12 godzin

SYGN SATELITY I JEGO STRUKTURA

Składa się z 2 podst częstotliwości L1 i L2 (jednoczęstotliwościowe i dwuczęstot)

Na kóre nałożone są specjalne kody C/A i P oraz pakiet dodatkowych informacji.

Pomiar prowadzony na dwóch częstotl jest prakt wolny od refrakcji jonosferycznej.

Kody zaw w sygn satel wykorzystywane są do pomiaru odl(tzw pseudoodl) satel od

anteny odbiornika. Użytkow. nie wysyła żadnych inf di satel tylko odbiera inf.

Użytkow nie są rozróżniani przez satelity.

POMIAR GPS

Polage na wyznaczeniu odległości od odbiornika satelitarnego do satelity. Można

Go wykonać metodą kodową(pseudoodległość) albo met fazową( pomiar fazowy).

Emisja kodu( w pomiarze kodowy wukorzystuje się fakt,że satelita emituje kod

(C/A lubP) a odbiornik  wytwarza identyczny w tych samych określonych

Momentach czasu. Kod który z sygnałem satelitarnym dociera do instrumentu,

Jest przesunięty względem kodu wytworzonego w odbiorniku o czas przebiegu

Sygnału z satelity do anteny. W odbiorniku następuje ponowne przesunięcie

obu kodów względem siebie aż do uzyskania korelacji. Pomierzony w ten

sposób czas pomnażamy przez prędkość rozchodzenia się falu elektromagn.

= mierzonej odl Ziemia - satelita  KOD C/A 1,023    KOD P 10,23 na 30cm

METODA FAZOWA polega na pomiarze fazy sygnału dochodzącego

do odbiornika (jak w dalmierzu)

Syst GPS jest tak skonstruowany aby każdy okt na pow Ziemi można było

Ober przynajmniej 4 satelit pomierzyć odl do 4 satelitów, których położenie

W przestrzeni znamy. Stąd wnioskujemy, że po9łożenie anteny naszego

odbiornika GPS wyznaczony na podst przestrzennego wcięcia wstecz.

Geometrycznie rzecz rozważając mamy tu do czynienia z metodą „trysfenacji”

Wyznaczamy pkt(odbiornik GPS) lezy na przecięciu 3 kul zataczających ze

znanych w przestrzeni położeń satelitów promieniowi równym pomierzonym

odległości Ziemi. W zadaniu wyznacz. współrz. Przestrzennych stanowiska

tech. satelitarnymi GPS wyst. 4 niewiadome X,Y,Z oraz wyzn. Δt oznaczający

synchronizację zegara w odbiorniku do czasu GPS STĄD 4 satelity

(x – a)2+(y – b)2+(y – c)2 = r2    a,b,c – odbiornik współrz  x,y,z – satelity współrz

 

 

 

 

ZASADA DZIAŁANIA NIWELATORÓW CYFROWYCH (KOD.)

Są to przyrządy które automatyzują wykonanie odczyt na łatach niwelac.

Zasada odczyt. polega na wykonaniu korelacji matematycznej

(z wykorzystaniem rachunku prawdopod) między dwoma obrazami.

Jednym, który jest obrazem wzorcowym kodu łaty zapamiętanym

w mikroprocesorze. Drugim ,który jest obrazem łaty terenowej zrzutowanym

poprzez lunete na matryce CCD i dalej wprowadzonym do mikroprocesora.

W wyniku korelacji wyznaczony zostanie odczyt z łaty oraz odległość.

Z podanej zasady wynika że każdy niwelator cyfrowy musi mieć wbudowaną

Matrycę CCD, mikroprocesor oraz oprogram(algorytm) do wykonywania korelacji

Na wykonywanie odczytów niwelatorami kodowymi mają wpływ

warunki zewnętrzne, takie jak:
-turbulencja powietrza w wysokich temperaturach
-drgania kompensatora wywołane silnym wiatrem
-niejednorodne oświetlenie łaty(w warunkach dołowych

lampa górnicza nie wystarcza, bo światło nie jest równomierne

i oświetla fragment łaty)
-zasłonięcie części łaty (może uniemożliwić pomiar nawet, gdy

zasłonięta jest część łaty, w którą nie celujemy. Widoczne musi

być minimalnie 30 cm łaty)

 

LASERY I ZASTOSOWANIE

jest generatorem światła spójnego,tj takiego które posiada cechy:

- monochromatyczność = const

- duża równoległość, mały kąt robierzności wiązki świetlnej

- spójność tj czasowo-przestrzenne uporządkowanie fotonów

LASERY: czerwone,zielone, niebieskie po lekko fiolet, podczer.

Funkcje laserów: I – wizualizacja przebiegu osi celowej i płaszcz.

- poziomy – niwelatory laserowe

- pionowy – pionowniki laserowe

- dowolnie nachylonych – teodolity laserowe wskaźniki

II – wyznaczanie(sygnalizow) punktu celu na mierzonym obiekcie

III – źródła fali nośnej i wzorcowej dalmierzem (interferometry laserowe)

IV – sterowanie położeniem i kierunkim maszyn(syst laserowe)

 

 

SYSTEM GPS I JEGO ZASTOSOWANIE

Zbudowany w USA jako wojskowy system nawigacyjny który dokładnie

rozszerzył swoją funkcj nazastosowanie cywilne w tym geodez.

SKŁADA SIĘ Z 3 SEGMENTÓW

- satelity konstelacje co najmniej 24, aktualnie 30 satelitów

- kontr ośrodek dowodzenia połączony ze stacjami pernam. Ober wszyst sat GPS

-Użytkownicy wszyscy wyposażeni w  odbiorniki GPS

Satelity krążą na orbicie 20200km nad ziemią. Rozmieszczone są na 6 kołowych

Orbitach nachylonych wzgl równika pod kątem 55°. Każda orbita różni się

azymutem o 60°. Czas obiegu satwokół Ziemi = 12 godzin

SYGN SATELITY I JEGO STRUKTURA

Składa się z 2 podst częstotliwości L1 i L2 (jednoczęstotliwościowe i dwuczęstot)

Na kóre nałożone są specjalne kody C/A i P oraz pakiet dodatkowych informacji.

Pomiar prowadzony na dwóch częstotl jest prakt wolny od refrakcji jonosferycznej.

Kody zaw w sygn satel wykorzystywane są do pomiaru odl(tzw pseudoodl) satel od

anteny odbiornika. Użytkow. nie wysyła żadnych inf di satel tylko odbiera inf.

Użytkow nie są rozróżniani przez satelity.

 

 

POMIAR GPS

Polage na wyznaczeniu odległości od odbiornika satelitarnego do satelity. Można

Go wykonać metodą kodową(pseudoodległość) albo met fazową( pomiar fazowy).

Emisja kodu( w pomiarze kodowy wukorzystuje się fakt,że satelita emituje kod

(C/A lubP) a odbiornik  wytwarza identyczny w tych samych określonych

Momentach czasu. Kod który z sygnałem satelitarnym dociera do instrumentu,

Jest przesunięty względem kodu wytworzonego w odbiorniku o czas przebiegu

Sygnału z satelity do anteny. W odbiorniku następuje ponowne przesunięcie

obu kodów względem siebie aż do uzyskania korelacji. Pomierzony w ten

sposób czas pomnażamy przez prędkość rozchodzenia się falu elektromagn.

= mierzonej odl Ziemia - satelita  KOD C/A 1,023    KOD P 10,23 na 30cm

METODA FAZOWA polega na pomiarze fazy sygnału dochodzącego

do odbiornika (jak w dalmierzu)

Syst GPS jest tak skonstruowany aby każdy okt na pow Ziemi można było

Ober przynajmniej 4 satelit pomierzyć odl do 4 satelitów, których położenie

W przestrzeni znamy. Stąd wnioskujemy, że po9łożenie anteny naszego

odbiornika GPS wyznaczony na podst przestrzennego wcięcia wstecz.

Geometrycznie rzecz rozważając mamy tu do czynienia z metodą „trysfenacji”

Wyznaczamy pkt(odbiornik GPS) lezy na przecięciu 3 kul zataczających ze

znanych w przestrzeni położeń satelitów promieniowi równym pomierzonym

odległości Ziemi. W zadaniu wyznacz. współrz. Przestrzennych stanowiska

tech. satelitarnymi GPS wyst. 4 niewiadome X,Y,Z oraz wyzn. Δt oznaczający

synchronizację zegara w odbiorniku do czasu GPS STĄD 4 satelity

(x – a)2+(y – b)2+(y – c)2 = r2    a,b,c – odbiornik współrz  x,y,z – satelity współrz

 

 

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin