Файл: Разумов, О. С. Пространственная геодезическая векторная сеть.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 53

Скачиваний: 0

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

іп\г — cos Ф sin фcos Ami — cos 'Фs'n Ф cos Am^,

(2.210)

m2z = cos фsin ф sin Anil L2cos ф sin ф sin Am^.

(2.211)

Если от некоторого начального пункта прокладывается век­ торный ход, состоящий из нескольких хорд, то погрешности на­ капливаются, и тензор ошибок положения конечного пункта хода найдется как

 

 

 

' K c t f K J I ' K j n

 

 

 

 

 

 

M l = к г;-( К Л " К , ] ; K i r

 

(2 . 2 1 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г №

J

 

 

 

При

этом СОВОІ супиое положенне всех

пунктов

 

такого

хода

может оцениваться блочной матрнцей

 

 

 

 

 

/

МІ

/И І.

Ml

 

 

 

« г,

^

1

 

Ll

L,

LX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К]:

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

M l

 

 

 

 

 

 

 

М* =

A ll

1

[ « ? ] ;

n :

 

 

 

п :

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

\

М І.

Iм?j:

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

где блоки Ш 77І

определяются уравнением

(2.212).

 

 

 

Приняв для оценки точности положения точки формулу

 

 

 

 

т2 — in2

-f т2 4- tri1,

 

 

(2.214)

получим, что в свободном ходе положение конечной точки будет отягчено погрешностью

т\ = [тЦ + (L2m^] -f [Z.2 cos2t|w^ ] .

(2.215)

Обозначив

 

 

/n,|, = L/щ;

тл L соэфѵпд,

(2.216)

уравнение (2.215) приведем к виду

 

ml [тЦ +

I + W a \ ■ .

(2.217)

5* 131


Для равностороннего вектора хода, в котором длины сторон н направляющие углы измерены равноточно, ошибка положения конечной точки будет равна

т\ = (ml +ігі* т',д п.

(2.218)

Из уравнений (2.215—2.217) следует, что

в векторных ходах

ошибки положения пунктов уменьшаются по

мере уменьшения

длин хорд — сторон хода.

 

В конечном итоге нас обычно интересуют погрешности урав­ новешенных значений измеренных элементов сети и ошибки урав­ ненных координат пунктов. Эти задачи для случая одиночного векторного хода, проложенного между твердыми пунктами и для простейших сетей, решаются с помощью приемов тензорной ал­ гебры.

Рассматривая г-товын пункт векторного хода как узловую точ­

ку системы двух ходов, направленных к ней от твердых

пунктов,

можно составить для

точки

два

значения

тензора

ошибок

по

( 2.212)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М?. = [МГ2 }1

и

 

М%= [/Иг]!,,.

 

(2.219)

Величины, обратные тензорам

ошибок,

 

называют

весовыми

тензорами положения

пунктов в нашем

случаеони

будут равны

Рп =

Ш Ь ) - 1

 

И

Рі2 =

 

(МІ2Г ' .

 

(2.220)

И так как при сложении распределений

 

веса складываются,

итоговый вес уравненного положения пункта

будет

найден

так­

же в виде тензора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рі0 =

Р п +Рі2.

 

 

 

 

(2.221)

Выполнив обратный переход от весового тензора к тензору

ошибок, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЬ>

= РТо1.

 

 

 

 

(2.222)

В том случае, когда твердые

 

пункты

уравновешиваемой

си­

стемы определены независимо друг от друга

и их

положениям

свойственны некоторые тензоры

ошибок,

то

 

перед

вычислением

весовых тензоров положения определяемого пункта элементы тен­ зоров ошибок исходных пунктов нужно сложить с соответствую­ щими элементами тензоров М2п и М]2.

 

Для предварительной

оценки точности взаимного

положения

произвольных пунктов ходов

і и j

воспользуемся

теоремой

161],

о весе уравновешенного

значения

измеренного

элемента

сети

как

сумме весов двух величин — веса непосредственного измере­

ния

и веса того же элемента,

найденного косвенным

путем по ре­

зультатам остальных измерений в системе. Здесь рекомендуется следующий порядок вычислений.

132


1. Вычисляют тензор ошибок положения пункта / относительно пункта і по результатам непосредственных измерений в ходе

МІ = [мЩ .

(2.223)

2. Опустив использованные измерения, тензор ошибок взаимного положения пунктов вычисляют вторично, как сумму тензоров ошибок конечных пунктов свободных ходов, направленных к пунк­ там і и / от исходных пунктов

 

М;-= Ml+ М2=[М г]! + [л*г]"+1..

(2.224)

3.

Вычисляют весовые

тензоры

взаимного положения

пунктов

і

и j

 

 

2 X—1

 

 

 

Рц = «

р'ч = (м ;;)-1

(2.225)

 

)

и итоговый весовой

тензор

 

 

 

 

Poij =

Рч +

Р'ч-

(2.226)

 

4. Определяют тензор ошибоквзаимного

 

положения пунктов хода в принятой си­

 

стеме координат

 

 

 

 

 

 

М \ц =

Р~оі)

(2.227)

 

5. Длянахождения погрешностей состав­ ляющих элементов вектора L{L, -ф, Л), соединяющего рассматриваемые пункты хода, тензор (2.227) умножают на матри­ цу (1.99) направляющих косинусов гради­ ентов составляющих элментов этого векто­ ра

Рис. 49. Система ходов с узловым пунктом

оііУ- пм02ііпт.

(2.228)

После этого ошибки направляющих углов и модуля

вектора L

вычисляют по формулам (1.103).

 

Расчет погрешностей положения точек в простейших построе­ ниях векторных ходов с одной или несколькими узловыми точка­ ми может быть выполнен приемами метода эквивалентной замены с использованием тензоров ошибок и весовых тензоров положе­ ния пунктов.

Например, точность уравненного положения пункта В (рис. 49)

может быть найдена из таких расчетов:

М2А

и М2Аа

положения

1) подсчитывают тензоры ошибок

конечной точки А в ходах 1 и 2;

по (2.220)

и (2.221)

находится

весовой тензор эквивалентного хода 1, 2

 

 

 

 

Ра і >2~ ( М а^

1+ (М~аУ)

 

 

и тензоп ошибок точки А этого хода'М2.

2

=

Дт1 ;

 

*

 

 

-г"11о

 

133


2) вычисляют

тензоры

ошибок

положения точки

В по ходам

3, 1, 2 + 4, причем

 

 

 

f2.

 

 

 

Mi I ,2 + 4 =

 

 

 

 

^~ А І ,2 +

 

 

3) вычисляют

весовой

тензор

и тензор

ошибок

уравненного

положения точки В

 

 

 

 

 

 

Рз0— (MbJ

1+

(^Я| ,2+4')

*’

 

мъ л = Рв!.

Обратим внимание читателя еще иа одно обстоятельство. Предположим, что при производстве непосредственных изме­

рении соблюден принцип равенства влияний ошибок измеренных величии иа положение конечной точки вектора L, т. е. соблюдено условие

т, Lm^ = L cos ?тА = lil

(2.229)

или с учетом (2.216)

mL = % = ,пА =

(2.230)

Тогда расчеты точности систем векторных ходов в значитель­ ной степени упрощаются и тензор ошибок (2.212) приобретает вид

Ml = [pi]" Е33,

где E3Z— единичная матрица третьего порядка.

Вычисление ошибок положения пунктов в векторном проложенном между двумя твердыми пунктами, становится простым по сравнению с теперь

II

тf*w=”

 

то

 

 

Р‘- { и :

Е33

Е33,

+ № .

1

и

,2іі г,,21«

 

 

 

 

M l

ЕЯз-

 

№ ) 1

 

(2.231)

ходе, более

(2.232)

(2.233)

(2.234)

То есть,

погрешности

при любой геометрической

струк­

сферами некоторого радиуса

туре хода,

а если ход равносторонний,

то

 

 

2

2 і (п І)

г.

(2.235)

 

^ІО — \^L

-£88.

134


На основании соотношении (2.234), (2.235) и (2.227) опреде­ ляется и стандартный тензор ошибок совокупного положения всех вершин векторного хода, проложенного между твердыми пунк­ тами (рис. 50), с соблюдением условия (2.230)

АР = р|-/(\

(2.236)

где составляющие элементы квадратной матрицы АР («-го порядка) равны

/?І7. - К

і (п—і)

і(п —/)

ть

(/ > 0;

Если ход неравносторон­ ний, то

Рис. 50. Схема Е е к т о р и о г о хода

 

2 )/i

 

П

mf. =

[M i [VLli+l

тч

[PLlflPZl Ж

 

п

 

 

 

1

Тензор (2.236) позволяет оценивать точность любой функции уравновешенных элементов хода. Анализируя составляющие эле­

менты этого тензора, приходим к выводу, что точность

уравно­

вешенных значений

каждого из измеренных элементов

вектора

1 в таком

ходе

при постоянстве рг,

оказывается

одинако­

вой. Например, делая расчет по схеме (1.98), получим

 

mt

-а ,

=

— К "“

О Н - + 1)[Я — (і + 1)] -

 

 

 

-

2і [п -

+ 1)]) =

(- ^ -

(2.237)

 

 

 

 

 

п

 

Подмеченные

особенности векторного

хода сохраняются и в

сетях из векторных ходов произвольной формы, если в них по каж­ дой стороне хода соблюдается принцип равного влияния (2.230).

Соблюдение этого принципа при построении сетей значительно упрощает процесс их последующего уравнивания и работу по вычислению обратных матриц коэффициентов нормальных урав­ нений, так как эти матрицы приобретают особый квазидиагональ­ ный вид, позволяющий сократить их порядок втрое.

Кроме того, если в векторной сети ошибки положения исход­ ных пунктов описываются сферами, то такая форма сохраняется и у ошибок положения всех определяемых пунктов сети (при со­ блюдении ранее поставленных условий). А если в этой сети исход­

135