ppm в тахеометре что это
Точность измерений электронного тахеометра
Многие при выборе и покупке геодезического оборудования, в частности — электронного тахеометра задаются вопросом о том, какой точности прибор необходим для выполнения тех или иных работ.
В общем случае выбор как правило сводится к финансовым возможностям, но точность измерений – немаловажный фактор, который может и влиять на конечную цену геодезического прибора, но не существенно.
Однако часто появляются сомнения и возникают вопросы вроде того, а что лучше, тахеометр — «двухсекундник» или «пятисекундник»?
Попробуем разобраться, а в чём же разница?
Как известно, точность измерения характеризует погрешность измерений, которая неизбежна при работе измерительным оборудованием или инструментом. В применении к тахеометру точность характеризуется среднеквадратической погрешностью измерения углов и расстояний.
рисунок 1. погрешности измерений электронного тахеометра
Из рисунка видно, что чем меньше погрешность измерения углов и расстояний, тем ближе определяемое положение точки к истинному положению.
Казалось бы, ответ очевиден! Нужно брать инструмент как можно точнее и пользоваться!
Однако в таком случае для чего производители делают инструменты с разной точностью измерений? Многим этот ответ очевиден, но вопрос классификации пока не будем здесь рассматривать.
Разберём вопрос, для чего может пригодится более точный тахеометр (СКП измерения углов 2”), и в чём его преимущество по сравнению с менее точным (к примеру, 5”). Учитывая, что результат измерений тахеометра – информация о положении измеряемой точки, и что современные дальномеры примерно с одинаковой точностью измеряют расстояние в широком диапазоне (не будем рассматривать специальные инструменты, речь не о них), этот результат мы получаем в виде того, что положение точки с заданной достоверностью будет находиться в некоторой области:
Рисунок 2. эллипс ошибок измерений электронного тахеометра
Видно, что в результате измерений мы получаем информацию о том, что местонахождение нашего определяемого положения находится в пределах эллипса. Этот эллипс ещё иногда называют «эллипс ошибок».
Посчитаем суммарную погрешность.
Погрешность измерения угла линейно выражается в длине дуги, измеряемой от истинного направления и направления, определённого точностью инструмента:
Где mxβ – СКП измерения горизонтальных углов, в секундах,
p – число перехода угловой величины (число секунд в радиане),
S – расстояние до измеряемой точки, м.
Погрешность измерения расстояний – паспортная величина и составляет как правило значение ms = (2+2D), мм, где D – расстояние в км.
Суммарная погрешность в таком случае будет равна:
Устанавливая различные условия измерений, посчитаем численное значение в зависимости от расстояния до точки.
Для тахеометра с СКП измерения углов = 5“:
расстояние, м | СКП угловая, мм | СКП линейная, мм | СКП суммарная, мм |
20 | 0.5 | 2.0 | 2.1 |
50 | 1.2 | 2.1 | 2.4 |
100 | 2.4 | 2.2 | 3.3 |
150 | 3.6 | 2.3 | 4.3 |
200 | 4.8 | 2.4 | 5.4 |
250 | 6.1 | 2.5 | 6.6 |
Для тахеометра с СКП измерения углов = 2“:
расстояние, м | СКП угловая, мм | СКП линейная, мм | СКП суммарная, мм |
20 | 0.2 | 2.0 | 2.0 |
50 | 0.5 | 2.1 | 2.2 |
100 | 1.0 | 2.2 | 2.4 |
150 | 1.5 | 2.3 | 2.7 |
200 | 1.9 | 2.4 | 3.1 |
250 | 2.4 | 2.5 | 3.5 |
Видно, что на коротких расстояниях точность определения положения точки электронным тахеометром практически сопоставима, и чем больше расстояние до точки, тем большую роль играет угловая точность.
погрешность измерений электронным тахеометром
Здесь синей линией показана точность определения координат точки электронным тахеометром с СКП углов = 5″, красной — СКП = 2″.
Каждый геодезист знает, что выбор средства измерения, в данном случае электронного тахеометра, основывается на технических требованиях к выполнению геодезических измерений. Работа геодезиста разнообразна, геодезисты могут выполнять работы по созданию и развитию государственных, опорных сетей, делать топографическую съёмку или межевание, выполнять инженерные изыскания, работать в строительстве (промышленно-гражданском, дорожном, линейном и др.), заниматься эксплуатацией зданий и сооружений, выполнять специальные геотехнические работы, или обмерные работы и фасадную съёмку.
Все эти виды работ выполняются по своим технологиям и требуют разной точности выполнения измерений, от которой и нужно отталкиваться при выборе геодезического оборудования.
Разумеется, кроме инструментальной погрешности измерений существуют другие погрешности (установки, центрирования, наведения, погрешность исходных пунктов и др.), но полученная информация позволит пролить свет на вопрос точности измерений электронным тахеометром. Конечно, при условии соблюдения технологии измерений.
Тахеометр Leica TCR-405 Ultra: настройка PPM – пользовательское значение поправки, Настройка SCALE – масштабный коэффициент проекции, настройка и регистрация проекта
Настройка [ PPM ] – пользовательское значение поправки
Назначение: ввод пользовательского значения метеорологической поправки.
Данный режим настройки используется в том случае, когда атмосферная поправка PPM вычисляется не автоматически, а вводится пользователем самостоятельно, например, по результатам аналитических расчетов.
После активации дисплейной кнопки [ PPM ] на дисплее прибора появляется следующее диалоговое окно
Для ввода значения поправки PPM необходимо активировать дисплейную кнопку [ВВОД], после чего поле значения поправки станет доступным для редактирования. Далее необходимо ввести необходимое значение поправки и выйти из режима редактирования, нажав кнопку Enter (красного цвета). Для записи набранного значения поправки в память прибора необходимо активировать дисплейную кнопку [ОК]. Сразу же после активирования кнопки [ОК] и записи поправки в память прибора автоматически произойдет выход из диалогового окна «Атмосферные данные» и возврат к диалоговому окну «Настройки EDM».
Если пользовательское значение поправки ppm введено не было, то для возврата на верхний уровень дисплейных кнопок, надо активировать дисплейную кнопку [ПРЕД]. При этом произойдет возврат к исходному диалоговому окну «Настройка EDM».
Задание нулевого значения поправки производится в диалоговом окне «Атмосферные данные» с помощью дисплейной кнопки [ PPM =0].
Настройка [ SCALE ] – масштабный коэффициент проекции
Назначение: ввод масштабного коэффициента используемой проекции.
Задание PPM по умолчанию (1.000000)
Ввод пользовательского значения масштабного коэффициента
Данная настройка используется в том случае, когда измеренные величины и координаты необходимо скорректировать посредством введения индивидуального параметра масштабирования.
После активации дисплейной кнопки [ SCALE ] на дисплее прибора появляется диалоговое окно « Projection Scale » (рис. ):
По умолчанию масштабный коэффициент Scale Factor равен 1.000000. Соответственно, поправка Scale PPM равна в этом случае 0.
Для записи нового значения масштабного коэффициента в память прибора необходимо активировать дисплейную кнопку [ОК]. Сразу же после активирования кнопки [ОК] и записи масштабного коэффициента в память прибора автоматически произойдет выход из диалогового окна «Атмосферные данные» и возврат к диалоговому окну «Настройки EDM».
В случае, если значение масштабного коэффициента не было равно значению по умолчанию, а нужно привести его к этому значению, то для этого необходимо в диалоговом окне « Projection Scale » активировать дисплейную кнопку [ PPM =0]. После чего выполнить все необходимые операции по записи значения коэффициента в память прибора.
Если пользовательское значение масштабного коэффициента Scale Factor введено не было, то для возврата к предыдущему диалоговому окну надо активировать дисплейную кнопку [ПРЕД]. При этом произойдет возврат к исходному диалоговому окну «Настройка EDM» и второму уровню дисплейных кнопок.
Данный режим используется для индикации силы отраженного сигнала EDM на шкале с 10-процентным шагом. Эта информация полезна для оптимального визирования на плохо видимые точки. В этом случае наведение зрительной трубы прибора на отражатель может производиться в режиме «Настройка». Для этого можно использовать следующий порядок действий.
1. Навести максимально точно зрительную трубу на отражатель.
2. Перейти в режим «Настройка [Сигнал].
Файл (Менеджер файлов)
Менеджер файлов расположен на первой из трех страниц диалогового окна «Система меню» (рис. ). Менеджеру файлов соответствует дисплейная кнопка «Файл», которая активируется функциональной клавишей F 4.
После активации дисплейной кнопки «Файл» на экране дисплея появляется первая страница диалогового окна «Менеджер файлов», которая имеет заголовок «Меню работы с файлами». Всего же данное диалоговое окно состоит из двух страниц (рис. ).
Рис. – Диалоговое окно «Меню работы с файлами»:
а) страница 1; б) страница 2
Из диалогового окна «Менеджер файлов» можно получить доступ ко всем функциям, связанным с вводом, редактированием и контролем результатов полевых измерений.
Назначение: создание нового, просмотр или удаление существующего проекта или проектов.
Понятие «проект» является одним из главных понятий в работе с электронным тахеометром. Любая новая работа, связанная с измерениями, всегда начинается с создания нового проекта. Даже, если исполнитель не создает специально новый проект, а сразу после установки прибора и его настройки начинает производить измерения, прибор сам в этом случае создает новый проект по умолчанию.
Проект объединяет в себе данные различных типов, такие как, информация об исполнителе, твердых или иначе опорных точках, выполненных измерениях, кодах объектов и т.д. Все эти данные должны относиться к конкретному объекту съемки или измерений, и быть привязаны к конкретному времени выполнения работы. Для съемок или измерений на том же объекте, но производимых в другое время, если только это не есть продолжение предшествующих работ, необходимо создавать новый проект, в котором, тем не менее, могут использоваться некоторые данные из существующих проектов, например, данные, содержащие информацию о твердых точках.
В указанном окне можно:
1 – просмотреть список существующих проектов;
2 – удалить выделенный проект;
3 – создать новый проект;
Рис. – Окно просмотра проекта
1. Просмотр списка проектов осуществляется с помощью кнопок «влево-вправо» джойстика. Общее количество проектов в списке указывается в знаменателе, а номер просматриваемого проекта – в числителе числа, отображаемого справа в строке заголовка окна. На рис. хх это число 5/8, что означает: общее количество проектов в списке равно 8, а просматриваемый проект является 5-м по порядку в списке проектов. При переходе к следующему проекту при просмотре списка проектов значения нижележащих полей на экране изменяются, т.е. отображается информация о конкретном выделенном в первой строке, т.е. текущем, проекте.
2. Для того, чтобы удалить какой-либо проект из списка, необходимо предварительно выделить этот проект, т.е. сделать его текущим. После этого необходимо активировать дисплейную кнопку [Удалить], после чего система задаст вопрос, показанный в диалоговом окне «Удаление проекта» на рис.
Рис. – Диалоговое окно «Удаление проекта»
Ответ «НЕТ» позволит вернуться в проект без каких-либо его изменений.
Ответ «ДА» удалит проект без возможности восстановления удаленных данных. Удаление занимает обычно по времени несколько секунд. Все это время на экране будут отображаться песочные часы.
3. Создание нового проекта осуществляется с помощью дисплейной кнопки [Новый].
После ее активирования на дисплее появляется диалоговое окно «Ввод нового проекта» (рис. ), которое по внешнему виду почти аналогично диалоговому окну «Просмотр проекта», но отличающееся от него тем, что в окне «Ввод нового проекта» для редактирования доступны четыре строки: «Проект», «Оператор», «Прим 1» и Прим 2».
Рис. – Диалоговое окно «Ввод нового проекта»
В поле значения первой строки записывается название проекта. Название может содержать до 15 алфавитно-цифровых символов, включительно. Рекомендуется придерживаться какой-то определенной системы при выборе названий проектов, чтобы впоследствии, спустя некоторое время, можно было относительно легко из названия проекта понять, о каком именно объекте съемки идет речь.
В поле значения второй строки указывается фамилия оператора, производящего съемку или работающего в данном проекте с прибором. Данное поле может содержать до 15 алфавитно-цифровых символов, включительно.
В полях значений третьей и четвертой строк записывается дополнительная информация о проекте либо объекте съемки. Эти поля могут содержать до 16 алфавитно-цифровых символов каждое, включительно.
4. Выбор проекта осуществляется с помощью дисплейной кнопки [ OK ]. Предварительно с помощью кнопок джойстика «влево-вправо» необходимо найти требуемый проект в списке проектов (имя проекта высвечивается в поле значений строки «Проект»), а затем активировать дисплейную кнопку [ OK ]. На экране появится сообщение
и управление вернется к первой странице диалогового окна «Меню работы с файлами 1 / 2».
Понятие точности в ГНСС
Но какова вероятность, что измеренная точка совпадет с истинной? А какова вероятность, что измеренная точка будет иметь погрешность не более 8мм и вообще попадет в эту область?
Ответ на эти вопросы нужно искать также в технической документации приборов, где обычно указывается не только точность измерения в различных режимах, но и степень вероятности попадания ошибки в указанный интервал.
Для обозначения степени вероятности используется величина СКО (среднее квадратическое отклонение), которая обозначается буквой σ (сигма). СКО показывает, насколько измеренная величина может отличаться от истинного значения (математическое ожидание M).
Поэтому нам необходимо понимать, что погрешность измерения, указанная в ТТХ, вовсе не абсолютная величина. Скорее всего ее вероятность равна 1σ, так принято у большинства производителей, а значит ошибка в 8 мм произойдет лишь в 68,27% случаев и при идеальных условиях измерений.
Что интереснее, математическое ожидание рассчитывается путем арифметического осреднения множества значений из полученной выборки. Если данное множество значений скапливается в какой-то одной области, то среднее значение будет считаться математическим ожиданием, даже если не совпадает с истинным. Поэтому практически невозможно оценить вероятность, с которой случайная величина не попадает в истинное математическое ожидание. Особенно это влияет на автономные ГНСС-измерения, т.к. радиус области ошибок может быть более 1м, и разница между средним арифметическим и истинным математическим ожиданием может быть значительной.
Естественно, чем точнее ГНСС-модуль определяет свое местоположение, тем меньше погрешность. А на точность приемника влияют, в основном, его характеристики и заложенные производителем алгоритмы. Неудивительно, что с повышением класса точности прибора повышается и его стоимость. Ниже приведены средние цены и точности спутниковых приборов различных сегментов.
Точность геодезических работ
Понятия точности геодезических работ
Комплекс инженерно-геодезических изысканий включает в себя огромный спектр геодезических работ.
Есть вопрос? Звоните 8 (812) 318-44-01.
Все геодезические работы на объектах изысканий должны выполнятся с необходимой и достаточной точностью. Быть основой для проектирования, оценки точности и параметров конструктивов и объектов подлежащих инженерным изысканиям.
Начиная геодезические работы, специалисты-геодезисты определяют с какой погрешностью будут выполнены геодезические измерения. Уточняют будут ли они удовлетворять требованию технического задания и нормативной документации.
В качестве примера, рассмотрим объект изысканий на котором выполнены геодезические работы по наблюдению за деформацией зданий и сооружений. Как правило для определения вертикальных перемещений заложенных деформационных маяков применяется метод геометрического нивелирования. Точностные характеристики геометрического нивелирования уже рассчитаны ранее. Параметры приведены в инструкции по нивелированию.
Подбор геодезических приборов
Для того чтобы соблюсти расчетные точности и получить значения перемещений по вертикали с погрешность не превышающей расчетной, необходимо производить геодезические работы оборудованием отвечающим точности. Выполнять работы надо по методике обеспечивающей геодезические наблюдений по программе нивелирования нужного класса.
Основным документом регламентирующим порядок геометрического нивелирования является “ГКИНП (ГНТА)-03-010-02 Инструкция по нивелированию 1,2,3 и 4 классов“. При закладке исходных геодезических пунктов и реперов, необходимо учитывать глубину промерзания грунтов в районе изысканий.
Среднеквадратические погрешности можно посмотреть в таблице и рассчитать по нижеприведенным формулам.
Не всегда на объекте изысканий геодезические работы по наблюдению за деформацией зданий и сооружений можно выполнить методом геометрического нивелирования. Деформационные маяки расположенные в труднодоступных местах, подлежат наблюдению по программе тригонометрического нивелирования. Очень важным аспектом выполнения геодезических работ таким методом, является предварительный расчет точности геодезических измерений. Как оперативно оценить геодезические работы на объекте изысканий, по каким формулам произвести расчет точности?
Самым простым вариантом оценки точности геодезических наблюдений будет вычисление среднеквадратических погрешностей по формулам Гаусса и формулам Бесселя.
На примере одного из наших объектов рассмотрим оценку точностных параметров геодезических работ.
Наблюдения за вертикальным перемещением деформационных маяков выполнялись методом тригонометрического нивелирования. Не забываем вносить параметры температуры и атмосферного давления в прибор. Для корректной работы. В качестве барометра и термометра используем часы известного бренда.
Наблюдения за деформацией
Расчет точности геодезических работ
Для выполнения работ использовался тахеометр TCR405Power. Электронный тахеометр Leica TCR 405 Power имеет следующие параметры СКО измерения расстояний:
СКО изм.расст. = 2 мм + 2 ppm
Ppm- Миллионная доля — единица измерения каких-либо относительных величин, равная 1·10 −6 от базового показателя
СКО изм.расст. = 2+(2*D(км)^ 10 −6 )мм
где D-расстояние от прибора до измеряемого объекта
Рассмотрим приведенные выше формулы и характеристики оборудования применительно к данному объекту. Изучим точность геодезических работ на объекте.
Проанализировав расстояния, минимальное 30м и максимальное 303м, подставив значения в формулы, смотрим погрешности.
Погрешность измерения расстояний на нашем объекте рассчитаем по выше приведенной формуле:
1. СКО изм.расст. = 2+(2*D(км)^ 10 −6 )мм
2. СКО изм.расст. = 2+(2*0,303(км)^ 10 −6 )мм = 2,000мм
3. СКО не превышает заявленных паспортных значений для нашего оборудования.
Для расчета среднеквадратической ошибки угловых измерений применялась следующая формула Гаусса и Бесселя:
где ∆ – СКО геодезического прибора, n – количество приемов.
Исходя из выше полученных результатов СКО расстояний и углов, рассчитаем значение возможной ошибки превышений.
Превышения вычисляются по следующей формуле:
где, D это расстояние в м, а α-угол измерения в ⁰.
Высота инструмента и высота вехи при вычислении СКО не учитывается. Так как оценивается только точность измерений превышения. Высота вехи статична и одинакова на протяжении всего цикла и может не учитываться, а высотная отметка точки стоянии прибора не важна.
Вычисление превышений
Для вычисления превышений достаточно иметь высотную отметку горизонтальной оси вращения трубы прибора,поэтому принимаем высоту прибора за ноль.
h = d*tgᶹ = 303*tg 2.89″ = 4.2 мм – СКО на 303 метра
Проанализировав произведенные вычисления, делаем вывод: погрешность измерения расстояний не значительна, не влияет на вычисления превышений и ей можно пренебречь.
Погрешность измерения углов влияет на точность получаемых превышений, однако расчетные значения ошибки в превышениях находятся в пределах величины указанной в техническом задании заказчиком.
Принимая к сведению приведенные выше расчеты, однозначно делаем вывод геодезические работы, топографическая съемка, контрольно-исполнительная съемка, требуют тщательных предварительных расчетов для обеспечения качественных результатов геодезических изысканий.
Это необходимо для того, что бы соблюсти точность геодезических работ.
Тахеометр Leica TPS400: измеряемые и основные вычисляемые величины на станции, Величины, измеряемые тахеометром на станции, длина линии, поправка за атмосферные условия,
1.2 Измеряемые и основные вычисляемые величины на станции
Электронный тахеометр объединяет в себе как измерительное, так и вычислительное устройство — микрокомпьютер. Поэтому наряду с измеряемыми величинами, тахеометр способен вычислять и выдавать множество других величин, являющихся функциями измеренных величин.
Если строго говорить, то все величины, которые выдает тахеометр пользователю, являются вычисляемыми величинами, в том числе и измеряемые.
В случае же вычисляемых величин никакого предварительного или приближенного значения таких величин нет. И поэтому их значения получаются по результатам вычисления функций, заложенных в бортовое программное обеспечение прибора, в которых используются исправленные значения измеряемых величин.
Среди множества вычисляемых величин следует выделять основные вычисляемые величины. К ним относятся:
— горизонтальное проложение длины стороны;
— превышение между точкой стояния и снимаемой точкой (точкой визирования);
— пространственные координаты снимаемой точки.
1.2.1 Величины, измеряемые тахеометром на станции
Электронный тахеометр при наведении на снимаемую точку измеряет три величины:
Чтобы понять смысл измеряемых величин, рассмотрим на примере одной станции схему измерений, представленную на рис. 9.
На схеме изображены: точка стояния тахеометра и две снимаемых точки
и
. Прибор выведен в рабочее положение. Это означает, что вертикальная ось вращения прибора занимает отвесное положение (направлена в зенит), а плоскость горизонтального круга находится в горизонтальном положении. Нулевой отсчет лимба горизонтального круга занимает произвольное положение либо можно считать, что он сориентирован по какому-то начальному направлению.
Для выполнения измерений на точку визирная ось зрительной трубы должна быть наведена на эту точку. С геометрической точки зрения это означает, что коллимационная плоскость
прибора должна быть совмещена с точкой
.
В этом случае все три измеряемых величины будут лежать в одной плоскости. Только после этого можно выполнять измерения на точку .
Аналогичным образом для выполнения измерений на точку коллимационная плоскость
прибора должна быть совмещена с точкой
.
Наиболее простой смысл имеет длина линии . Это измеренное наклонное расстояние
между точкой излучения сигнала в тахеометре и точкой отражения сигнала на отражателе, исправленное поправкой за атмосферные условия
и постоянным слагаемым дальномера
:
, (1.12)
Поправка за атмосферные условия вычисляется как
(1.13)
где — поправка в мм на 1 км длины линии;
— длина измеряемой линии, выраженная в миллиметрах.
В тахеометрах Leica Geosystems серии TPS 400 в качестве рабочей формулы для вычисления исправленного значения длины линии используется формула
, (1.14 )
получающаяся в результате подстановки в (1.12) формулы (1.13) [1]. Все величины в (1.14) выражены в миллиметрах.
На дисплей прибора выводится исправленное значение длина линии .
1.2.1.1.1 Поправка за атмосферные условия
Необходимость ввода в измеренное значение длины линии поправки за атмосферные условия
вызвано тем, что при прохождении волн оптического диапазона через атмосферу возникает явление дисперсии волн, следствием чего является замедление скорости распространения волн в среде по сравнению с вакуумом. Это означает, что если при измерениях в реальных атмосферных условиях для вычисления длины линии использовать скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, то вычисленная таким образом длина линии будет короче реальной длины. Отсюда возникает необходимость ввода в измеренное значение
длины линии поправки
за атмосферные условия.
Основными влияющими факторами на скорость распространения волн оптического диапазона в атмосфере являются давление , температура
и влажность воздуха
, причем влажность воздуха оказывает влияние существенно меньшее по сравнению с давлением и температурой.
Из формулы (1.14) следует, что на самом деле по метеорологическим параметрам вычисляется не поправка , а значение
, являющееся постоянным для всех измеряемых на станции длин линий. Значение
необходимо вычислить один раз перед выполнением измерений на станции и ввести в прибор, а далее это значение будет использоваться в соответствии с формулой (1.14) для вычисления всех длин линий на станции, сколько бы их не было.
В западной технической литературе поправки часто именуются пропорциональными поправками, поскольку они выступают коэффициентом пропорциональности между значением величины, стоящей в правой части, как, например, в формуле (1.13), и поправкой к этому значению. По своей сути поправка
это миллионная часть чего-то ( Parts Per Million ).
Производители электронных тахеометров обычно закладывают в прибор, при его разработке, такие параметры и константы, чтобы значение было равным нулю для стандартной атмосферы. При этом понятие стандартной атмосферы у каждого производителя может быть свое. В компании Leica Geosystems стандартная атмосфера, характеризуется следующими метеорологическими параметрами:
— атмосферное давление на уровня моря ,
— температура воздуха ,
— относительная влажность воздуха .
Для этих стандартных условий значение во всех электронных тахеометрах компании Leica Geosystems равно
.
Возможны три варианта вычисления и учета поправки за атмосферные условия.
1. Значение определяется графическим способом по специальной номограмме (рис. 10). Входными величинами при этом являются значение давления
в миллибарах или высоты точки стояния
в метрах, и температуры воздуха
в градусах Цельсия. Относительная влажность
воздуха при этом принимается равной 60%.
Рисунок 10 — Атмосферная поправка в мм/км (ppm) в зависимости от температуры (в °C), давления (в мб) и высоты Н (в метрах) при относительной влажности 60%
Относительная влажность воздуха – это отношение парциального давления водяного пара
при конкретных атмосферных условиях к давлению насыщенного пара
над плоской поверхностью дистиллированной воды при данной температуре, выраженное в процентах [5, 9].
Атмосферное давление, измеренное по барометру в миллиметрах ртутного столба, должно быть переведено в миллибары. Для этого значение давления, выраженное в миллиметрах ртутного столба, должно быть умножено на коэффициент 1.33.
Вместо значения давления может быть использована высота точки стояния над уровнем моря в метрах.
Так, например, давлению или высоте над уровнем моря
, и температуре
соответствует значение
(27 мм/км). Условиям на уровне моря, характеризующимся давлением
или высотой
, и температурой
, соответствует величина
(11 мм/км).
Для учета поправки за атмосферные условия значение , вычисленное по номограмме, должно быть введено в прибор перед началом измерений на станции.
2. Значение определяется аналитическим способом по эмпирическим формулам Баррелла-Сирса [6]. В тахеометрах Leica Geosystems серии TPS 400 для измерения длин линий используется два режима измерений: измерения на отражатель и безотражательный режим измерений. В обоих режимах используется лазерный луч видимого красного поддиапазона световых волн с длиной волны 658 нм.
Поправка для длины волны 658 нм определяется по следующей формуле [6]
, (1.15)
— атмосферное давление в миллибарах;
— температура воздуха в º C ;
— относительная влажность воздуха в %;
—
;
—
.
Указанные формулы рекомендуется использовать в случаях высокоточного определения длин линий.
Для получения наиболее точных результатов измерения длин линий, значения атмосферных поправок должны определяться с точностью порядка . Это означает что:
— температура должна определяться с точностью не хуже 1°C;
— давление — до 3 миллибар;
— относительная влажность — не хуже 20%.
На рис. 11 показан график зависимости значения поправки за влажность воздуха от температуры и влажности воздуха. Из этого графика видно, что для измерений особо высокой точности относительная влажность должна обязательно определяться и учитываться вместе с такими параметрами, как атмосферное давление и температура воздуха. Особенно важно учитывать влажность воздуха в результатах измерения длин линий в условиях очень жаркого и влажного климата, в которых влажность воздуха максимальна. В целом же, из сравнения номограммы, представленной на рис. 10, и графика из рис. 11, видно, что поправка за влажность воздуха почти на порядок меньше поправки за температуру и давление.
ppm – поправка за влажность воздуха, [мм/км],
% — относительная влажность воздуха, [%]
º C – температура воздуха, [º C ]
Рисунок 11 – Поправка за влажность воздуха
Учет поправки при расчете аналитическим способом производится таким же образом, как и в первом способе, т.е. значение , вычисленное по указанным выше формулам, должно быть введено в прибор перед началом измерений на станции.
3. Значение вычисляется самим прибором по заданным значениям метеорологических параметров. Для этого измеренные значения метеопараметров вводятся в прибор на этапе подготовки измерений на станции. Вводимыми параметрами являются давление и температура.
Ввод влажности воздуха в тахеометрах серии TPS 400 не предусмотрен, а принимается равной 60%. Для вычисления значения используются формула (1.15).
Поправку за атмосферные условия рекомендуется вводить только в тех случаях, когда выполняемые работы действительно требуют высокоточных измерений длин линий. В большинстве же случаев, особенно при съемке местности, поправкой за атмосферные условия можно пренебречь. В этом случае значение надо принять равным
.
Обнуление атмосферной поправки предусмотрено самим прибором и выполняется в режиме настройки дальномера ( EDM ).