Файл: Проворов К.Л. Радиогеодезия учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 168

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вало бы находить с учетом изменения градиента показателя прелом­ ления в зависимости от расстояния, т. е. разбить путь волны на ряд участков, в каждом из которых градиент можно считать постоянным. Тогда для каждого такого слоя индекс преломления можно считать равным его среднему значению. Формула (104) в этом случае при­ нимает вид

(105)

где к — число слоев. При этом расстояние D будет найдено тем точ­ нее, чем больше к. Конечно, точность будет зависеть также от точ­

ности

определения

 

среднего

показателя преломления

в

каждом

слое. В практике

радио геодезических

работ

считают,

что

двумя-

тремя

слоями

 

удовлетворительно

представляется атмосфера вы­

сотой

до

6 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При измерении метеорологических эле­

 

 

 

ментов

только

в двух точках

(на

назем­

 

 

 

ной станции и на самолете) толщу атмо­

 

 

 

сферы между

ними

 

можно рассматривать

 

 

 

разделенной на

два

слоя (рис. 29).

Тогда

 

 

 

поправка

АД,

к

приближенному расстоя­

Р и с .

29

 

нию определится по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(NA-NB)]

•10-

 

 

Или

окончательно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ADv

=

D0lliM)-i0-3[N0-

 

 

(106)

Индексы преломления в формуле (106) будут соответствовать, точкам на границе каждого слоя и могут значительно отличаться от среднего индекса для каждого слоя, соответствующего точкам а и Ъ (см. рис. 29). Индексы преломления NanNbB этих точках можно найти или при помощи номограммы, приведенной на рис. 22, или

используя

средний градиент показателя

преломления,

найденный

по формуле

(70). Необходимые для этого высоты На и Нь

нетрудно

получить из формулы (83), полагая

st

равным — D для точки au — D

для точки Ь. В этом случае получим

 

 

 

 

TT - 3 Я _L 1

Я

9 т

 

 

Ни

 

9Д2

 

 

 

128Л

 

 

 

 

 

6 9



Полагая R = 6371, найдем

 

 

tffl-tfm-|u-0,01104Z>L

 

(107)

tf„ = #,„ + { й-0,01104£ >* м

 

Получив указанным способом величины Na

и Nb,

поправку Д Д

можно найти по формуле

 

 

АД, = Д ( К М ) • 10~3 ( # 0 _

.

(108)

Полученная этим способом поправка АД. обеспечивает вычисле­

ние расстояния с ошибкой 1 : 50 ООО—1 : 100 000.

 

В ряде случаев, например для обоснования

съемок сравнительно

мелких масштабов, расстояния достаточно получать с ошибкой около 1 : 50 000. В этом случае для получения рабочей скорости градиент показателя преломления можно считать постоянным, равным, на­ пример, —4-10" 6 на 1 м . Тогда индекс преломления в средней точке траектории с высотой' Но будет равен

Ncp=NA- 0,04 ( Я 0 - Я Л ) ,

а поправка за отклонение рабочей скорости от стандартной будет равна

ADV = D0(KM)-10-S(N0-Ncp),

(109)

где высота Но определяется по формуле (85). Метеорологические элементы в этом случае достаточно определять на одном конце линии (обычно на наземной станции) в точке с высотой НА.

Для получения расстояний с относительной ошибкой 1 : 10 000— 1 : 20 000 можно вообще обойтись без измерения метеорологических элементов, получая индекс преломления по формуле (66). Тогда сред^- ний индекс, необходимый для получения поправки А Д по формуле (109), можно найти из выражения

D

 

N = ±^(A+BH

+ CH*)dD,

о

 

где

 

+№ - 4 U - ? ) ] + ^ U - 9 ) :

m=и\+д,'(

 

) ' + 2 я , о ,

( а*=£±-) -,

 

здесь Q — средняя кривизна

траектории,

определяемая

уравнением

(87).

 

 

 

 

 

После интегрирования и

подстановки

пределов

найдем

N = A + B ^Hm-^-^L)

+ ^(Hl

+ H1Ht +

Н\).'

(110)

70


Ввиду малости коэффициента С в выражении для Щ члены, со­ держащие -jj и Q, по малости опущены.

Третий способ определения величины рабочей скорости ѵ или соответствующей поправки ADV состоит в измерении расстояния Do, точная величина которого D заранее известна. Все радиоэлектронные средства для измерения расстояний имеют постоянную поправку I, которая с течением времени может изменяться. Поэтому разность

r = D-D0

будет зависеть как от неточности стандартной скорости, принятой для вычисления Do, так и от изменения постоянной I прибора. Обо­ значив поправку к стандартной скорости через Ava поправку к по­ стоянной через Al, можем написать следующее уравнение:

Z)0g + A Z - r = 0,

 

(111)

где

 

 

Так как в уравнении (111) два неизвестных,

то для определения

их необходимо выполнить используемой аппаратурой

измерение

двух различных линий. Тогда получим два уравнения

вида (111),

из которых и можно определить величины q и

Al, При

сравнении

на большем числе линий эти величины получают по способу наимень­

ших квадратов. Поправку ко всем измеренным расстояниям

следует

после этого находить по формуле

 

A A , , , = Z)0? + AZ.

Х ( И 2 )

Полученные указанным способом параметры q и Al можно с до­ статочной надежностью использовать лишь для измерений в усло­ виях, близких к условиям сравнения. При резком различии усло­ вий (района работ, высоты, времени года и др.) точность измерения расстояний может значительно снизиться.

Дифференцируя формулу (101), найдем

dD _ dv

. dt

• dl

~D~ ~~ ~

~* ~Г

~D '

Переходя к средним квадратическим ошибкам, получим

Полагая приближенно ѵ — с, нетрудно получить

Ошибка измерения времени и ошибка постоянной дальномера рассмотрены в последующих главах. Средняя квадратическая ошибка

71


определения рабочей скорости на основании формулы (49) будет равна

Полагая ѵ с и

получим

 

 

тѵ=--Утгсгт\,

(114)

Среднюю квадратическую ошибку принятой в настоящее время ско­

рости

света с можно принять равной 0,2 км/с, или в

относительной

мере

1 : 1 500 ООО.

 

 

 

 

 

Точность определения среднего показателя преломления воздуха

зависит как от точности определения

метеорологических

элементов

в момент измерения, так и от ошибки

представительства

метеороло­

гических данных. Под ошибками

представительства

метеорологиче­

ских данных понимают отклонения метеорологических

элементов,

принятых для вычисления среднего показателя преломления

воздуха,

от метеорологических данных,

обеспечивающих истинное

среднее

значение показателя для времени измерений, или же практически отклонения принятого для вычисления значения каждого элемента от среднеинтегрального значения его для всей трассы во время изме­ рения.

Ошибки представительства зависят от непостоянства вертикаль­ ного и горизонтального градиентов температуры, давления и влаж­ ности, которые, в свою очередь, зависят от состояния погоды, вре­ мени суток, а также характера подстилающей поверхности и рельефа местности. Экспериментально установлено, что средняя температура воздуха вдоль пути волны определяется по результатам измерений на концах линии с ошибкой около 0,7°. При неблагоприятных усло­ виях эта ошибка может достигать 1,5° в равнинной местности и 2,5°

в горах. Соответствующие

средние ошибки атмосферного давления

и упругости водяного пара

составляют около 1 мб, достигая в небла­

гоприятных условиях 1,5—2,0 мб. Как правило, меньшие ошибки получаются в пасмурную и ветреную погоду. Соответствующие ошибки показателя преломления воздуха, согласно формул (72), будут:

1., При средних значениях

ошибок метеорологических элементов

р = 1 мб, mt =

0,7° и те = 1 мб):

для

световых

волн

 

 

 

тп0,09

+ 0,49 + 0,00 = ± 0,8- 10"6;

 

 

=--1 : 1250 000;

 

 

п

 

 

для

радиоволн

 

 

 

тп

= V 0,09 + 0,83 + 20,25 = ± 4 , 6 - 1 0 - 6 ;

 

 

 

^ =

1:220000.

72