автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Теория и методы повышения точности измерений геодезическими приборами специального назначения

КШВСЬКИИ ДЕРЖАВШИ ТЕХН1ЧНИИ УН10ЕРСИТЕТ БУД1ВНИЦТВА I АРХ1ТЕКТУРИ

РГб од

1 5 ДЕК 1996

На правах рукопису УДК 528.082.5

БОРОВИИ Валентин Олександрович

ТЕ0Р1Я X МЕТОДИ П1ДВИЦЕННЯ Т0ЧН0СТ1 ВИШРЮВАНЬ ГЕОДЕЗИЧНИМИ ПРИЛАДАМИ СПЕЦ1АЛЫЮГ0 ПРИЗНАЧЕННЯ

Спец1альн1сть 05.24.01 - ГеодезХя

АВТОРЕФЕРАТ дисертац11 на здобуття наукового ступеня доктора техн!чних наук

К и 1 в - 1 996

Дисертац1ею е рукопис.

Робота виконана в Ки1вському державному технХчному ун!верситет1 буд1вництва 1 арх!тектури.

Пчуковий консультант - лауреат Державно! лрем11 СРСР, доктор техн1чних наук, професор Вурачек Всеволод Германович

<>ф1ц1йн1 опоненти! Заслужений д!яч науки 1 техн!ки УкраХни, доктор техн1чних наук, професор Островський Апол1нар1й Львович

академ1к НАН УкраХни,

доктор ф1зико-математичних наук

Яцк1в Ярослав Степанович

доктор техн1чних наук, професор Лобов Михайло 1ванович

Пров1днв орган!зац1я: Укра1нське аерогеодезичне п!дприемство

н! спец1ал!зованоХ вчено1 ради Д 01.18.02 по захисту дисертац1й на здобуття наукового ступеня доктора техн!чних наук при Ки1вському державному техн1чному ун1верситет1 буд1вництва 1 арх1тектури (КД'ГУБХА) за адресов: 252037, Ки1в - 37, Пов1трофлотський проспект, будинок 31, /вуд.319/,

3 дисертацХею можно ознайомитись в б!бл1отец1 КДТУБ1А за адресою: Ки1в -37, ПовХтрофлотський проспект, 31.

Автореферат роз1сланий •?/» 11 _ 1996 р.

Вчений секретар спец!ал1зова] '

доцент, к.т.н.

О.ПЛсэев

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть проблем и. Проблема п1двищення точност! геодезичних вим!рювань обумовлена зростаючими вимогами прециз!йност! р1зних !нженерних роб!т в буд!вшщтв!, в машинобуду-ванн! 1 приладобудуванн!, в спец!алышх монтажних роботах, при дос-л!дженн! дефори ц!й 1 осадок, для метролог1чного забезпечення при-лад1в. Ця проблема на сучаснону етап1 розвитку виробництва набувае важливого народногосподарського значения, що обумовлюе д!ю двох суттевих фактор!в. По-перше, прециз!йн1сть вим1рюванъ в значнХЯ м1-р1 можна вир!шити спец!альшши геодезичними приладами: автокол!мв-ц!йними, лазерними, точними системами горизонтувашш та !ншими. По--друге, вир1шення проблеии п!двищення точност! вим!рювань спец!аль-ними геодезичними приладами приведе до удосконалення в!тчизняного геодезичного приладобудування в ц!лому.

Точность сучасних геодезичних вим1рювань в в1дносн1й м!р! ха~ рактеризуеться величинами в!д 2 ■ 1до МоЛ Потреби науки 1 спец1альних вим1рюванъ в промисловост! 1 буд!вництв! вимагають п!д-вищення точност! до МО"'', що в!дпов!дае потреб! в точност! куто-вих вим!рювань до сотих долей секунда. Зв!дси можна зробити висно-вок про актуальн!сть задач1 п!двшцення точност1 ! необх!дност1 дос-л!даення, розробкн метод!в ! створешш найб!льш доц!льних тип!в геодезичних прилад!в ! пристро!в спец!ального признэче1шя з ураху-ванням автоматизацИ процесу вим!рювань. Так! задач! в тепер!пш1й час складають важливий науково-техн!чний напрямок в геодез!!, ви-р1шенню яких 1 присвячена дисертац!йна робота.

Для виключення в1дставання в!д необх1дно! точност!, яка на су частому р!вн! геодезичного приладобудування стримуеться як !нст-руценталышми похибками прилад!в, методичними похибками в процес! роботи, так 1 в1дсутн!стю високоточних метод!в контролю точност! ! визначення поправок, особливого значения набувають розробкн ! дос-л!джешш напрямк!в на п!двшцення точност! вим!рювань ! внзначешш точностних параметр!в прилад!в спец1алыюго признячеюш. Настав час, коли перед геодезичною наукою поставлен! склада! задач! по розробц!, досл1джешж ! застосуванню нових теор1й, ефактивннх мато-д!в ! прилад!в вим!рювань другого покол!ння, що обуыовлано порид з м!н!атюр!зац!ею прилад!в б!льш високою точн!стю 1 автоматизшЦеп вим!рювань, а також б1льш високим р!внем технолог1чноит! процзс!в геодезичшгх роб!т.

Конкретигуючи проблему пХдвищення точност! вим1рювань геоде-зичними приладами спец!ального призначення, приведено основн! задач!, вир!тення яких е ц ! л л ю дисертац!йно! р о б о т и :

- розробка теорИ передач! азимутальних напрямк1в для пошуку схем автоматичних метод!в передач1;

- розробка математично! иодел1 для досл!дження впливу 1нстру-ментальних 1 методичши похибок на точн1сть передач! напрямк!в;

- теоретичне обгрунтуваяня ! розробка високоточних метод!в геодезичного контролю фотоелектричних автокол!матор!в р!зних модиф1~ кац!й, а такох досл!даення шлях1в автоматизац!! процесу визначення точност!{

- розробка теорИ ! метод!в визначення поправок ! параметр!в прилад!в, що впливають на точн1сть при передач! горизонтальних ! вертикальних азимутальних напрямк!в;

- досл!дження 1 розробка принципово нових метод!в ! техн1чних р1шень автокол1мац1йних ! лазерних прилад!в спец!ального призначення для п!двищення точкост! ! автоматизац!! вим!рювань ;

- створення б!льш досконалих конструкц!й компенсатор!в положения лазерного променя;

- розробка метод!в п!двищення точноот! просторового положен-ня лазерного променя ! регулювання його !нтенсивн!стю;

- розробка ! досл!дження теорИ принципу визначення площини горизонту для п!двищення точност! при автоматичному метод! горизонту-вання.

Виходячи !з матер!ал!в опубл!ковано! л!тератури, в!домих' дае-рел !нформац!1 ! публ!кац!Я, можна судити, що дана проблема ! поставлен! задач! е новими ! актуальними.

Методика досл!джень. Вир!шення поставлених задач виконано шляхом теоретичних розробок ! досл!джень з наступною всеб!чною перев!ркою на основ! експериментальних ! виробничмх вим!-рювань значно! к!лькост1 зразк!в.

Наукова новизна роботи полягае в тому, що вперше створена прикладна теор!я передач! азимутальних напрямк!в автокол!-мац!йними приладами, яка дозволяв виконувати узагальнений анал!з точност! ! на Саз! яко! теоретично обгрунтован1 ! досл!джен! метода високоточних роб!т при контрол1 точност! геодезичних прилад!в р!э-ного призначення. Розроблена ! досл!джена загальна теор!я ! метода визначення ! розрахунку поправок ! парамвтр!в прилад!в передач!

азимутальних напрямк!в в горизонтально 1 вертикально плотинах. Розроблен1 1 досл!джен! схеыя1 р1шення прилад1в спец!ального приз-начення для високоточних 1нженерно-геодезичних роб1т. На основ1 досл!джень запропонован1 нов1 високоточн! метода геодезичшх ви-м!рювань на 0уд1виицтв1 за допомогою лаэерних автоматизованих систем 1 теор1я принципу визначення площини горизонту, а таком; вико-нан1 досл!дяенн,. точност! при автоматичному метод1 горизонтування. Теоретично досл1джен! точности! характеристики розроблених метод1в 1 експериментально перев1рена 1 п!дтвердиена 1х висока точн1сть на значн!й к!лькост1 зразк1в в р!зних умовах випробувань.

Запропонован1 метода дозволили розробити нов! засоби вим1рю-вань, техн1чн! р1шення 1 приборна реал!зац!я яких захищен1 багатьма авторськими св1доцтвами на винахода.

Практична ц1нн1сть робота полягае в тому, що використання теорИ, формул 1 р1внянь дозволяе виконувати анал1з 1 обчисле1шя 1нструментальних 1 методичних похибок, шляхом зменшення яких п!двищуеться точн1сть вим!рювань. Застосування запропонованих метод1в, прилад1в 1 устро!в п1двищуе точн!сть контролю 1 атестацИ точностних параметр!в геодезичних прилад!в, забезпечуе виконання високоточних вим1рювань в 1нженерно-геодезич1шх роботах на буд!в-ництв1, в промисловост1, спец!ального призначення. Розроблен1 гео-дезичн1 метода 1 прилада дозволили в значн1й м1р! автоматизувати процес вим!рювань. Достов1рн!сть 1 обгрунтован1сть наукових виснов-к!в, отриманих в дасертац!!, п!дтверджуеться значним числом експе-рмментальних даних. Зразки запропонованих прилад!в в значн!й м1р! виготовлен! в досл1дному 1 серШгому вйробництв! 1 мають застосу-ва1шя на практиц1.

На захист виносяться наступи! основн! розробки виконан! особисто автором:

1. Прикладна теор!я 1 математична модель передач! азимутальних напрямк!в.

2. Загальна теор!я визначення ! розрахунку поправок ! пара-метр!в, що впливають на точн!сть.

3. Елементи теорИ визначення площини горизонту.

4. Метода визначення точност! ФАК 1 його складових похибок.

5. Метода атестацИ формулярних поправок прилад!в 1 1х приборна реал1зац!я.

6. Метода досл1дкень геодезичних прилад1в на етвпах виготовлен-ня ! експлуатвц!!.

7. Метод;: геодезичних вим1рювань лазерними автоматизованимн системами.

О. Нов! схемы! р1шення прилад!в з сучасною елементною базою ! иол1пшекими характеристиками.

9. Теоретичн! ! експериментальн! досл!дження запроионованих метод!в ! прилад!в для кутових вим!рювань 1 атестац!! поправок.

10. Досл!дження удосконалених метод1в передач! вертикэльних няпрямк1в в шахту.

11. Теоретичн! 1 експериментальк! досл!дження точност! автоматичного методу горизонтування.

Реал!зац!я роботи. Осковн! результати розро-бок 1 досл!джень знайшли застосувашш ! використовуються на прила-добуд!вних ! оптико - мехвн!чних заводах ! п!дприемствах, де е основою для складання нормативно - техн!чно! документац!Х в.!домчого використання (1нструкц!й, техн!чних умов, технолог!чних процес!в та Jraie). Впровадження роэробок на ВО "Завод Арсенал" ! виробничо-му п1дрозд!л! "Оптика - Арсенал" сприяло п!двищенню точност! при проектуванн!, виготовленн!, контрол! точност! ! виконанн! !нженер-но - геодезичних вим!рювань приладами спец!ального призначення. Гозробки впроваджен! на !нженерно - геодезичних роботах у буД!в-ництв1 в орган!зац!ях "КиХворгбуд" ! корпорац!! "Ки1вм!ськбуд", що дозволило п!двищити точн!сть ! над!йн!сть буд!вельно - монтажних роб!т. Розробки е економ!чно ефективними, деяк! з них демонструва-лись на ВДНГ СРСР ! нагороджен! бронзовой медаллю.

Окрем! положения дисертац1йноХ роботи використан! в курсах "Геодезичн! прилади" ! "Автоматизац!я геодезичних вим!рювань", в спецкурсвх для студент!в спац!альност! "Прикладна геодез!я", в дипломному проектуванн!, в програмах наукових досл!джень, зв!тах важливо! тематики держбюджетних ! госпдогов!рних науково - досл1д-них роботах з заиордонними г?ган!зац!ями ! ведучими орган!зац!ями нашоХ краХни.

Апробац!я роботи. Основн! положена дисертац!Х були викладен! ! обговорен! на м!жнародному симпоз!ум! по геодезич-)шм вим!рюванням а лазерами (м. Чешське - Будейовиця, ЧССР, 1988 р.), м1жнародн!й науково - техн!чн!й конферанц!Х по геодезичгам проблемам в цив!льному буд!вництв! (м. Соф!я, 1988 р. ), м!жнарод-ному конгрес! FIG (м. Мельбурн, 1994 р. ), в школ! досягнонь "Угло-измерительные приборы и способы их поверки" на баз! ВДНГ СРСР (м. Москва, 1985 р. ), на Всесоюзн!й конференцИ по оптичним ! оптико -

електронниы приладам для точних кутових 1 л!н!йних вим!рювань (м. КиХв, 1987 р. ), на Всесоюзных oeuinapax по використатно високо-точних геодезичних прилад!в при 1нж8нерно - геодезичшх роботах (м. Ки1в, 1988, 1989, 1990 p.p. ), на республ!кансышх науково - тех-н1чних радах i еем!нарах по метролог!чному забезпеченню геодезичнш роб!т в Укра1н! (м. Ки1в, 1987 p. i и. Харк!в, 1993 р. ), на науково - техн!чних "онференц!ях Московського 1нженерно - буд!вельного 1нституту (1988 р.), КШвського liDtenepim - буд!вельного 1нституту (1987 р., 1988 р., 1989 р., 1990 р., 1993 р., 1994 р., 1995 р.).

П j б а 1 к а ч 1 i. По тем! дисертац11 автором оиубл!ковано 31 наукова робота, серед яких 2 учбових пос1бники, 2 закордонн! публ!кац!1, 5 ввторських св!доцтв на винаходи.

Структура 1 обсяг робот и. Дисертац1йна робота складаеться з вступу, шести розд!л!в, заключних висновк!в, списка використано! лХтератури 1 двох додаткгв загальним обсягом 275 cropiHOK друкованих аркуш!в. Список використано! л!тератури складаеться з 116 найменувань. Текстова частина !люструеться 65 рисунками. Додатками е: 1И - таблиц1 результат!в експериментальних ! виробннчих досл!джень на 28 стор!нках; Н2 - дов!дки 1 акти впровад-ження на 8 стор!нках.

3 М I С Т РОБОТИ

У в с т у п ! наведено загальну характеристику прилад!в спец!ального призначення, проведено анал!з в1тчизняних та заруб!я-них публ!кац!й по проблем! п!двищення точност! вим!рювань такими приладами, обгрунтовано актуальн!сть теми дисертац!!, ц!л! та мето-ди досл!джень, а також приведен! основн! положения ! розрсбки, що виносяться на захист.

В першому р о з д 1 1 1 приведена прикладна теор!я передач! азимуталышх напрямк!в йвтокол!мац!йшши приладами.

Автокол1мац!Йний метод вим1рювань автор в!дносить до одного з нбйб!льш точних способ!в безконтактно! передач! напрямкХв, який широко застосовуеться в геодезИ, прнладобудуеанн!, ыашннобудувон-н! та 1нших галузях промисловост!. Найб1льш широко при передач! азимутальних напрнмк!в, контрол1 прямол ütlflnocTi, перпондикуляр-ност! ! паралельност! площин, тощо, використовуютьсл, як правило,

в!зуальн1 автокол!мац1йн! прилади з паралельним пучком промен1в, де в якост! в!дбиваючих елемент!в застосовують плоске дзеркало (ПД). аОо призму БР - 180°.Автор стверджуе, що в!зуальн! автокол!матори при досить висок1й точност! вим!рювань мають суттев! недол!ки : ма-лий д!апазон 1 не можлив1сть автоматизацИ процесу вим1рювань.

Необх!дн!сть виконання швидкоплинного процесу передач! напрям-к1в, видзч! результат!в в форм! зручн!й для мэншнно! обробки, в та-кож п!двшцення чутливост! 1 точност!, зб1лыпення д!апазону вим1рю-вань вимагае застосування фотоелектричних автокол1матор!в (ФАК). Управл!ння в!зирним променем в значн!й б!льшост! ФАК виконуеться двома способами: за допомогою рухомо! розпод1льчо1 призми (РП), або оптичним компенсатором. В!дхилення в!зирного променя двохклиновим оптичним компенсатором визначаеться формулою

Ф = 2Тв!пек , (1.2)

де: 7 - кут в!дхиленкя променя одним клином;

6К - кут повороту кожного клину в1дносно середнього положения.

Яйцо прийняти, що ФАК будё забезпечувати передачу напрямк!в в д!апазон! 360° за допомогою многогранно1 призми (МП) з к!льк!стю граней <3Ш1 = 72, то максимальне вХдхилеим в!зирно1 ос1 буде ±2°30'. Щоб забезпечити високу точн!сть вим!рювань в такому д!апазон! при невелик!й фокусн!й в!дстан! 250-350 мм), д!аметр! об'ектива

Б=150-180 мм ! пол! зору б!ля 6 , автором виконан! розрахунки 8берац!й для схем ФАК з рухомою РП ! компенсатором.

Розрахунки 1 анал1з показали переваги ФАК з компенсатором: хроматизм - аберац!я, що вносить перекручення в результата вим!рю-вань, приблизно однакова для обох тип!вФАК; допуск на дисторс!ю зб!лынусться майже в два рази; астигматизм в саг!тальному розр!з1 незначною м1рою впливае на точн!сть, а допуск в мерид!ональному розр!э! розширюеться в три рази.

Пропонуеться передачу азимутальних нвпрямк!в за допомогою ФАК виконувати як в горизонтально , так 1 в вертикальн1й площинах. Схема рис. 1.3 забезпечуе передачу в горизонтально площии! в!д ПД на базовий елемент (БЕ), чи МП: 1

^еод = ^еод _ 270. + 0пб ± . (1<д)

А™ 90* +0^* Дф, (1.5)

Де

ЛФ ^ 'Род ~ <Р>

МП

(1.6)

--осе

В формулах (1.4) 1 (1.5) значения опб е формулярною поправкою пентагона-льного блоку. (П^), якиЯ забезпечуе змХну положения в1зирно! ос1 на кут близькиЯ до 90° ,а значения Дф е р!зницев в!дл!к1в по ФАК п!сля автокол1-иацХйно! прив'яз-ки до ПД,МП,БЕ.

Значения азимута при передач! в1д БЕ на МП сл1д визначати за формулою

(1.7)

Рис. 1.3 Схема передач! азимуталышх иапрям-к!в в горизонтально площин!

Агеод

А0е°Л - ^ + 2опб , А<р

де ДФ = Фбе - Фмп

(1.ба)

Передачу азимутальных напрямк1в у вертикально площин! зручно виконувати за допомогою ФАК, як1 кр!м автокол!иацОного каналу мають додатково ! поляризац!йний канал (ПК). Показано, що в загальному випадку геодеэичний азимут нормал! до контрольного елемента (КЕ) визначаеться формулою

Агеод = дПр + фа _ ^ + фх _ ^ + ф _ 180а, (1.8)

де: Аг1Р - вих1дний г!роскоп!чний азимут;

фа,фу,фх,фп, - кути и!ж елеыентами автокол!мац!йного 1 поляри-

зац1йного канал1в, як! в формулярними поправками ПК. Ф - кут перем1щення в!зирноХ ос! ФАК. При визначенн1 г!роскоп!чного азимута по нормал1 до дзеркальноХ*по-верхн! призми анал!затора ПК, формулу (1.8) можна записати у вигляд!

Агеод _ дПр

Кб

Фу + Фх - Фп + <Р - 180"

(1.9)

I -6-5914

де фу- кут мЬ» нормаллю до дзеркально! поверхн! призш анал!затора 1 площинос поляризац!!.

Анал!зуючи можливост! передач1 азимутальных напрям!в, чи окре-мого вим!рювання кутхв автокол!мац!йншда приладами, автор пропонуе як найб!льш перспективней автоматичный метод за допомогою ФАК з оптичним компенсатором, який Шддасться чзс;гков1й чи повн!й авто-иатизацИ, забезпечуе б1льшу точн!сть !з-за меншого впливу абера-ц!й, а також вказуе на необх!дн!сть враховувати значну к!льк!сть формулярних поправок, як! повинн1 наперед визначатися з необх!дною точн1стю.

В виробничих умовах виникають методичн! похибки передач!, або вим1ривання кут!в м1ж оптичними елементами, !з-за неможливост! точного ор!ентування Хх нормалей в горизонтально площин!, !з-за похибок початкового горизонтування, Хх нестаб1льного положения в час! та !нше. Кр!м цього, приладам властив! !нструментальн! похибки виготовлення, як! при р!зних нахилах по-р!зному впливають на точ-н!^ть вим!рювання. Для визначення впливу вшцевказаних похибок автором розроблена матеыатична модель передач! азимутальних напрям-к!в.

Мётодами векторноХ алгебри, шляхом посл1довного знаходження положения вектора в!эирного променя ФАК в!дносно положень вектор!в !шшх прилад!в, що приймають участь у передач! напрямк!в, наприк-лад, ПБ, БЕ, МП, 11Д, з урахуванням Хх можливих розворот!в ! нахи-л!в, !нструментальних похибок, на основ! ыатематичноХ модел! впер-ше отримано р!вня1шя для обчислення повноХ похибки передач! азиыу-т!в в горизонтальн1й площин!, !з якого можна вид!лити вплив: -!нструментальних похибок

°1н. = Л(Арш ~ Рмп> " Рш11Фо(в1п(Со + СОВ(Ро> + Фпб(в1п<Рпб ~

- С0ВФПб)] + ыбеЩв - ^а!<Мв1пФ0 " ООБ(Ро} + ЧЬб(в1псРрб -

- С0Вфпб)3 + (ф0В1Пф0 - Фп0СОБфпб)2 + (ф0С0Вф0 - Ф11бООБфп0)^ (1.5Т)

- методичних похибок

°мет. " ы(Рип + ЛР<5е> + Р'^бе ~ Рщ + Ф0Св1ир0 + совФо) + + фпб (в!пфпб - оовфпб )1 - сф, (1.58)

де: Лр^ = Ар^ при р=0{ Лр£е = Дрбе при р=0!

лРмп = + Р + Фо(е1пФо " сов(Ро) " ^пб(в1п(Рпб + С0В(Рнб)!

рщ

Фо

Фо

лРбе = - Р - 4>о<в1псРо + сов'?о> " Фпб(01п(Рпб + СОВ,РП0): В формулах (1.57) 1 (1.58) позначен!:

¡3 1 о£ - кути нахилу прилад1в в!дносно горизонтально! площини в!дпо-в!дно навкруги ос!, що сп!впадае з в!зирним променем ФАК ! перпендикулярно до не!; ^мп 1 с'бе ~ КУ и нахилу в!дносно площини горизонту в!дпов!дно

нормал! МП 1 ребра БЕ; с*а - кут в!дхилення в!зирно! ос! ФАК в!д площини м!сцевого горизонту ;

- кут нахилу РП в вертикально площин!;

в!дпов1дно кут нахилу оо! обертання ПБ в!дносно вартика-л! ! непаралельн1сть ос! обертання ребру ПБ; кут м!ж напрямками в!зирного променя ФАК 1 нахилу ос! обертання ПБ;

Фпб= ф0 + 9, де в - кут м!ж напрямками нахилу ос! обертання ПБ 1 вертикальною площиною, що проходить через в!сь оберташш ! ребро ПБ.

Анал!зуючи формули (1.57) ! (1.58) автором зроблен! висновки, що повна похибка передач! азимутальних напрямк1в визначаеться !нструментальними похибками виготовлешш прилад1в 1 методичншш похибками другого порядку малост! !з-за нахил!в прилад!в. Методичн1 похибки, в свою чергу, залежать в!д !нструменталышх похибок ! величин нахилу прилад!в в процес! робота. Для п!двшцення точност! передач! доц!льно зменшити, в першу чергу, вплив складових <|>0 1 <|)пб

Для визначення впливу нахил!в окремо кожного в!дбиваючого елемента, що мае застосування при !нженерно-геодезичних роботах, автором отриман! робоч! формули для обчислення похибок в!дхилення в!зирного променя !з-за нахил!в на кути и 1 р: - пентагональних блок!в ! пентапризм

ДТ,

пб =

-в1г1Чб

сово^дсоврпб + ви-%бсо%081прп0

(1.65)

- в!дбиваючо! призми типу БР - 180°

1

лТбе = ;агсгв

ГвШ2с/0ев!прбе

2в!п^0ев1пУрйе - 1

(1.73)

- в1дбиваючих елемент!в типу МП (або ПД)

- в1зирно! ос! ФАК

йТфак = arctgítgr^tgS,^^) . (1.81)

Останн! формули даюгь можлив1сть не т!льки обчислити оч!кувану похибку в азимутальний напрямок, а при наявност1 розрахункових зна-чекь похибок - задати допустим! значения вахил!в для нормативно! документац!!.

Теоретичн! досл!дження формули (1.65) показали, що при малих кутах нахилу i рпб (дек!лька кут.м1н.) головна похибка в передачу азимута прибором ПБ буде !з-за нахилу його в вертикально пло-щин!, що сп!впадае з напрямком падаючого променя. Аналог!чшши дославшими формул (1.73), (1.79), (1.81) встановлено, що при про-порц!йному змвнтенн! кут!в нахилу « i р по абсолютн!й величин! про-порц!йно зменшуються похибки передач! напрямк!в. Розрахунков! значения похибок для величин нахил!в, що мохуть бути забезпечен! в прочее! робота, мають так! величина:

Прилад те БЕ МП пд ФАК

Кути нахилу (кут.м!н.) oí 2 4 _ -2 - 2 ......2

Р 2 •5 2 2 3

Д7(кут.сек.) 0,14 0,35 0,07 0,07 0,20

Практичн1 обчислення похибки ПБ з урахуванням нахил!в 1 !нс-трумвнтальних похибок виготовлення, автор пропонуе вести через вер-тикальн! кути нахилу в1дбиваючих поверхонь ПБ Ь^ ! Ь^., як! легко визначаються п!сля автокол!мац!йно! ирйв'язки до останн!х, за формулою

Д7п0 = агс!61:-г(0,92в1пЬ^0 + 0,38в1пЪ^0)г] . (1.93)

1з формули (1.93) видно, що коеф1ц!ент впливу на похибку при нахил! першо! поверхн! значно б1лышй, чим друго1 поверх«!. Це п!дтвердяуе висновок теоретичних досл!джень формули (1.65), що основна похибка передач! напрнмку прибором ПБ вмзначаетъея величиною нахилу в вертикально площинЗ, що сп!впад£>е з нэпрямком падаючого променя.

В другому р о з д i л i приведен1 елементи теорИ, метода визначення точност1 ФАК 1 формулярних поправок прилад1в, а також метода визначення окремих параметр1в, що впливають на точ-н1сть вим!рювань.

Автор виходить з реальных умов виробництва: вир!шення пробле-ми п1двищення точност1 вим!рювань розпочинаеться з точност! метод1в контролю на ета. ах настроювання i юстировки прилад1в, метод1в визначення точност1 окремих параметр1в 1 прилад!в в збор1, метод1в атестацИ форму лярних поправок, що притаманн1 приладам.

Виконаний анал!з в1домих метод1в визначення точност1 ФАК i 1н-ших прилад1в показав 1х суттев! недол1ки i необх!дн1сть розробки б1лып досконалих. Для ФАК з рухомою в1зирнов в!ссю, що забезпечуе автоматичну передачу напряык1в або вим1рювання кут1в в д!апазон! »■5°, автор пропонуе ряд метод1в: в1зуальний, комб!нований, фотое-лектричний. Фотоелектричний метод визначення точност1 основуеться на пор1внянн! заданих в!дхилень в1зирно! oci (в кодов!й, або цифро-в1й форм1) з величиною вим1ряного в1дхилення. Вим1рювання викону-ються за допомогою автокол!мац1йного теодолХта, на об'ектив1 зоро-во1 труби якого закр!плюють спец!альну насадку, розроблену автором на piBHi винаходу. 1стинн1 похибки вим1рювань в контролюючому д1а-пазон! будуть визначатись формулою

Афак = |а1 " ао| ' <Pi • <2-г>

де aQ i а^ - в1дл!ки, що в1дпов1дають кутовому значению кодових датчикХв для нульового (<ро=0) i дов1льного ф^ положень в!зирноХ oci.

Середня квадратична похибка фотоелектричного методу розрахо-вана по формул1

= 24 + тф • <2'3>

де nig i т^ - середн1 квадратичн1 похибки в1дпов1дно в1дл!ку i установки в1зирно1 oci ФАК для кутових значень ф^ , не перевищуе 0,5" 1 в два рази менша в1домих метод!в.

Отримана 1з формули (2.2) похибка в насл1дком дек1лькох оди-ничних похибок, в числ! яких суттевий вплив чинить непаралельн1сть пучка промен1в, що виходять 1з об'ектива. Остання обумовлена знач-ною мХрою через неточне розм1щення РП в фокальн1й площин1 об'ектива, тобто через розфокусування, а також через аберацИ. Вплив абе-рац!й на оптичн! схеми ФАК розглядався в першому розд!л1, тому ниж-

Jf-c-sm

че анал1зуеться мо«лив!сть зменшення похибки через розфокусува!Шя.

Проведений критичнкй анал1з в1домого в!зирного методу, дозволив автору запропонувати б!льш точний фотоелектричний метод контролю непаралельност1 пучка промена (рис. 2.2). Для йсго ре- | ал1зац11 1 частково! компен- I сац11 зм1щення пучка промен1в ; в площин! насадки 6, при пере- , м!щенн1 в1зирно! ос1 в д1апа-зон! кутХв <р, ПБ 5 повинен пе-ремХщуватись впродовж в1зирно! ос1 на величину

« 2121егр. (2.13) Для повно! компенсацИ зм1щон-ня 1 виключення методично1 похибки контролю, ПБ повинен пере-м1щ-'ватись впродовж в1зирно! ос! на величину Ь п1д кутом до оптично! ос! об'ектива. Для !.х визначення отриман! формули

<*по =

11 + l2tgrp

L =

212tgrp

(2.19)

(2.20)

Рис. 2.2. Схема визначення складових похибок ФАК фото-електричним методом

СОБ^по

Величину розфокусування автор пропонуе визначати за формулою

2Fo6üp

X' =

(2.23)

де Ар - кутовий паралакс, що визначаеться р1зницею в1дл!к!в

J

ДР;) = aj - а;,

(2.24)

Bj - в1дл1ки по теодол1ту з насадкою при перем1щеннях ПБ (j= 1,2, 3,...,n) i ф^ - тому положенн! в1зирно1 ocl (1=1,2,3,...,п); а* - в1дл1ки при кожному середньому положенн! ПБ (j = 0) в - тому положанн! в1зирно! oci.

Формула (2.23) дае мохлив1сть обчислити, а пот1м виготовити необх1дао! товщини технолог!чне к!льце з допомогою установки нкого

и!* л!нзовою системою 1 фокусуючою склейкою об'ектива можна добити-ся, щоб максимальна залишкова похибка не перевшцувала допустимого значения, тобто

АРз.тах < АРдоп . . (2.25)

Для ФАК з нерухомою в1зиркою в1ссю, автором розроблен! спро-щений метод 1 с еиа визначення точност1 1 дифференц!йованих похи-бок на установи!, що захищена авторсыши св!доцтвом. Метод полягае в кал!бровц!, безпосередн!х вимХрюваннях 1 наступному анал!з! да-них, мае ун!версальний характер. Метод розширюе функц!ональн1 мож-ливост! контролю за рахунок визначення, поряд з загальною похмбкою вим!рювання ФАК, диференц1йованнх похибок, цо дозволяе шляхом юстировки л!кв!дувати або значно зменшити 1х, що п1двищуе точн!сть ви-м1рювання в ц!лому. Показано, що середня квадратична похибка такого методу не перевшцуе 0,2".

Елементи теорИ, розрахунки точност1 ФАК з рухомою 1 нерухомою в1зирною в!ссю, 1х складових похибок, застосован1 в галузев!й нормативно - техн!чн!й документацИ на приладобуд1вшх заводах виро-бничого об'еднання "Завод Арсенал" для контролю, наукових 1 виро-бничих досл!дженнь значно! к!лькост! прилад!в.

Як перспектива, з метою п!двищення точност! ФАК з рухомою в1-эирною в!ссю отриман! формулы аналХтичних розрахунк!в величин зм1-щення блоку секторного 1м1татора в горизонтальному ! вертикальному напрямках , а також приведена технолог1я його побудови. Показано, що в цьому випадку визначення точност! п!двшцуеться з Шфак = 0,5" до Шфак = 0,4" 1 можлива автоматизац!я вим!рювань.

Значно! уваги прид!лено розробц! теор!1 ! метод!в атестацИ формуляршх поправок прилад!в. Встановлено, що в ФАК ,як! мають горизонтальный ! вертикальний капали передач! азимута, важливим точ-ностним параметром е кут м1ж в1зирною в!ссю горизонтального (авто-кол!мац!йного) каналу ! площиною поляризацИ с1пк< Визначення кута пропонуеться вести в два етапи: спочатку визначити кут Уак м1ж в!зирною в!ссю ! нормаллю до дзеркально! поверхн1 поляризац1йно1 призми (ПП), а пот!м визначити кут ф м!ж площиною поляризацИ ! нормаллю до дзеркально! поверхн1 ГОТ, тобто

■*ПК = ыак + Фх • (2-5г)

Враховуючи, що величина кута ыак задаеться 90° з незначпил в!дхи-ленням фп , вираз (2.52) загшшеио у вигляд!

= 90° + фп + фх . (2.53)

ЗроОлено висновок, що точн!сть передач! в значн!й м!р! залетать в!д точност! визначеннл кут1в фп 1 фх, що нэкладае яорстк! вимоги до ме-тод!в 1х атестац!!.

Для атестац!! кута фп автором розроблен! три мбтоди: двок тео-дол1т!в, комб!нований ! вим!рювання малого кута. Иого визначення пропонуеться вести в!дпов1дно за формулами:

4>п,1 = 90°- <фср + Рср) • (2.55)

%,И = 90° - ®п + Рср • / <2-5б>

Фп.т - - ФП + 90'- <г-58>

де: ®ср.Рср.\;р - кути ,що вим!ряються геодезичними приладами;

®п - паспортизований кут технолог!чного блоку. Метод двох теодол!т!в поступаеться двом наступним по точност! через взаемне в!зування теодол!т!в при вим!рюванн! кут!в Ф ! (3. Ви-конаний анал!з метод!в показав, що комб!нований метод ! метод вим!-рювання малого кута в точними 1 дозволяють виконати атестац1ю кута фп з середн!ми квадратичными похябкат в1дпов!дно 0,7" ! 0,5".

Теоретично обоснована можлив1сть втестацИ кута фх видозм!не-

ним методом двох теодол!т!в з середньою квадратичною похибкою ш, = .

ч>х

- 0,7" з допомогою еталонних призм анал!затора ! поляризатора. Значения кута у зручному для практичних обчислень вигляд! пропонуеться вести по в!дл!кам до дзеркальних п1дкла'док призм анал!затора (Ь2), поляризатора (Ь}) ! до поверхн! горизонту (Ьм) за формулою

Фх = Ь^ор) - КЬ^ср + Ь^) - (Ь^ср+ Ъ™) + 180°1. (2.65)

Опираючись на теор!ю передач! азимутальних нэпрямк!в , э метою Шдвищення точност! велико1 номенклатури геодезичних прилад!в, що застосовують зм!ну напряму в!зирного променя за допомогою пентапри-зми чи ГШ, автором виконан! теоретичн! досл!дження кутових ! л!н!й-них зм!щень через нахил ПБ. Результата досл!даень показали, що при кутових вим!рюваннях точн!сть передач! залежить в!д похибки, що визначаеться формулою (1.65), а також в!д точност! атестац!! форму-лярно! поправки бпб - кута в£цхилення промен!в в1д 90°. При цьому зазначасться , що найб!яьший вплив на точн!сть передач! напряму дае

• похибка визначення поправки Л5пб.

Виконзний анал1з в!домих метод1в в1тчизняно1 та заруб1жно! л1-тератури для розв'язання вказано1 проблемы показав, що в1дом1 метода мають суттев! недол1ки, перш за все, низьку точн1сть атестацИ. П1д атестац!ею пентапризми чи ПБ розум1ють визначення кута в!дхи-лення промен!в в1д 90° по вс1й робоч1й поверхн1 ПБ з урахуванням похибок через неплоскостн!сть в!дбиваючих поверхонь. Автором роз-роблена теор!я, на основ1 яко! запропонован! автокол1мац1йний 1 ко-л1маторний метода атестацП, як1 виключвють недол1ки в1домих, де не виконуеться безпосереднс вшд1рювання кута, а проводиться т!льки його непряме визначення. Теоретична суть автокол1мац1йного методу приведена на рис. 2.16. Для ПБ, що мае кут в1дхилення промен!в 61-льше 90", тобто

Упб = 90° + бпб ' (2'80>

при автокол1мац1йн!й при-в'язц! вим1рювальним ав-токол!матором, що розм!-щуеться по ос1 ОХ, до дзеркала 1, вектор нап-рямку вих1дного променя п1сля в!дхилення ПБ 1 в1дбиття в1д дзеркала буде:

А} " = 1сов(2бпб - с£) + + ЗвШ(2бпб - ос). (2.81)

Аналогично в1д дзеркала 2 :

А£" = 1сов(23пб + сО - Зв1п(2епб + <*) . (2.82)

Р1зниц1 в1дл!к1в при прив'язц1 до дзеркал 112 (в1дпов1дно в0 1 а() буде в1дпов1дати кут

а1 - а0 = (25пб + о£) + (2епб - а) . (2.83)

Враховуючи, що в кожному випадку ПБ дв1ч1 в1дхиляе напрямок променя 5, для колено! точки ПБ автокол1мац1Йнии методом отримаеыо

Рис. 2.16. Теоретична суть визначення поправки епб автокол1ма-ц1йним методом

бпб = ¿<а. " V ■ <2-84>

При атестацИ кол!маторним методой формула (2.84) мае вигляд

6пб = а1" ао • <2-85>

Показано, що формули (2.84) 1 (2.85) такоя в1рн! при

<еПб = 90° - °пб . - (2.86)

3 урахув81шям неплоскостност1 в1дбиваючих поверхонь, пропонуеться кут Сп(5 при визначе1ш1 автокол1мац1йним або кол1маторним методами визначати в1дпов1дно за формулами

вЛб,1 -'впб + <а1 - Ф »

(2.87)

^д = бпб+ г<а2 -'«Ф •

де: 1 = 1,2,3,...,р - к!льк1сть точок по горизонту;

3 = 0,1,2,3,...^ - число эм1щень по висот!.. Пропонуеться приймати

0пб < 0 ,якщо (рпб >90° 1 бпб>0, якщо фп(5 <90°. (2.90)

Запропонован1 метода дозволили розробити на р1вн! винаход1в прециз1йн1 установки, на яких з середньою квадратичною похибкою, що не перевищуе 0,4"', виконуеться атестац1я ПБ з р!зними кутами в1дхилення, як близькиыи до 90°, так 1 в1дм1нними в1д 90° в знач-ному д1апазон1. Пор1вняльний анал1з запропоновашх 1 в1домих мето-д1в атестацИ показав, що точн1сть запропонованих метод1в приблиз-но в 3 рази вшца. Пропонуеться захицена авторським св1доцтвом оптимальна схема максимального п1двщення точност1 атестацИ, що, по розрахунках автора, забазпечить серед;по квадратичну похибку 0,3" 1 може бути легко автоматизована. Шдтверджено, що елементи теорИ, метода 1 формули атестацИ формулярних поправок впроваджен! в се-р!йному виробництв! оптико-механ!чних 1 приладобуд!вних п1дрозд1-л1в, 1 на протяз! багатьох рок1в е високоточними 1 економ1чними.

Анал1зуючи процеси 1нженерно - геодезичних роб1т, для п1дви-щення точност1 визначення параметр!в, що не е формулярними поправками, але як1 впливають на точн1сть передач!. > напрнмк!в, кутових ви-м!рювань 1 вим1рювання перевшцень, автором запропоновано ряд мето-д1в. Серед них:

- метод визначенкя похибки в1дхилення промен!в плоскими стеклами. Середин квадратична похибка методу не перевищуе 0,2";

- метод визначення непаралельност! площин двостороннъого дзеркала

1 його застосування для пов!рки автокол!мац!йних н!вел1р!в. Середня квадратична похмбка методу не перевищуе 0,3", що дозволяв виконува-ти пов!рку головно! умови н1вел1ра з середньою квадратичною похибкою, що не перевшцуе 1,0";

- автокол!мац!йний метод досл!дження рену 1 ексцентриситету ал!да-ди. Середн! квадратичн1 похибки методХв визначення рену 1 елемент!в ексцентриситету не перевищують 0,3";

- автокол!ыац!йний метод визначення ц!ни под!лки ампул (як окремо, так 1 в р!внях прилад!в ), що випускаються эг1дно ГОСТ 2386, а також спец!альних з ц!ною под!лки % < 2"!

- автокод1мацхйна установка для досл1дження точност! 1 пов!рок при-лад1в: теодол!т!в 1 тахеометр!в; астроном1чних 1 астроняв!гац!йних; головно! умови н!вел!ра.

Метода теоретично обоснован!, точн1ш! в!домих, мають застосування в виробкичому п!дрозд!л! „Оптика - Арсенал" м. Ки!в ! учбовому прочее!.

Трет!й розд!л присвячено проблем! високоточних кутових вим!рювань 1 передач! азимутальних напрямк!в автокол!ма-ц!йними приладами з пол1пшеними характеристиками. Ця проблема мае дек!лька напрям1в вир1шення.

До перщого капрямку автор в!дносить одночасне пХдвшцення вимог по точност1, зменшенню габарит!в, автоматизац!! вим!рювань по двох коорданатах, що потребуе розробки нових конструктивних р!шень прилад!в з б1льш сучасною елементною базою. Постае зав-дання теоретичного обоснования таких розробок, отримання формул для визначення кут!в 1 напрямк!в, досл!д*етш впливу похибок на точн1сть.

Теоретичн! досл1даення нового пришцшу визначення кутових в!дхиленнь по двох координатах (рис. 3.2) показали

мо*лив!сть по координатах першого я! 1 ?

другого в1део!мпулье!в точок перетину штрих!в марки 1 з л1н!ею рег!стр!в 3 значно точн!ше 1 прост1ше, з використан-ням т!льки одного фотоперетворювача, виз-начити кутове зм!ще1шя в!дпов!дно по го-

Рис. 3.2. До принципу ьлзначення в1дхнлень по двох координатах

ризонту i вертикая1:

Ni + Ni

(3.1)

Pi =

fq - Nj_

(3.2)

Анал1з похибок дозволяв стверджувати, що на точн!сть визначення найб1льше впливають граничн1 похибки формування положения в1део!м-пульсу ô1 i через нахил на кут 7 б1сектриси марки 5 в1дносно похи-ло! л1н11 регистр1в 2 - б2. як1 пропонуеться визначати в1дпов1дно за формулами:

Ь К., К р"

1 р ^

(3.7)

2,гор'

2,верт

р" б!п7 cosp Bin'j) 1м

2 в!п(ф - 7) Bin(<p + 7) F

Р" 1м

sirop С0В7

в1п(ф - 7) в!п(ф + 7)

- 1

2F

(3.10а)

(3.11а)

де: К.| 1 Кр - коеф1ц1енти автокол1мац11 1 електронно! редукцИ; Ь - ширина ком1рки приладу рег1страц!1 в1деосигналу; Р - фокусна в1дстань об'вктива; Ф - кут м1ж сторонами марки; 1м = АВ.

Досв1д конструювання геодезичних приладХв другого покол!ння лежить на шляху застосування ново1 элементно! бази: фотоелектрич-них перетворювач1в з зарядовим зв'Язком (ФПЗС ), св!тлод1од1в, штрихово! св1тлово1 марки. В в1тчизнян!й та заруб1жн1й л1тератур! в1дсутн1 досл1дження по проблем1 точност! при вим!рюваннях такими приладами. Тому автором эроблений анал!з, на основ! якого отриман! формули обчислення кутових в1дхилень з п1двищенням точност! за рахунок впровадження масштабних коеф!ц!ент!в по горизонту М(< 1 вертикал1 Мр, як! для кожного приладу попередньо визначаються 1 являються величинами паснортними:

Р1

"i " ма,ср<Кс<,!

Hp,cp(Kf

KM>

(6.4)

де: M

i,e

Kci,i ~ Ka',0

M,

h.*

M= к;

p,i Kp,o

(6.3)

¿1 е, р^ е - еталонн! кути в!дхилень по горизонту 1 вертикал!;

Кр ^ - значения код!в в !мпульсах, що в1дпов!дають кутам

К, 0, Кр 0 - значения середнього (нульового) код!в положения марки.

Вказано на особлив!сть п!дходу до подалыпого п^вищ'зння точност!: у загэльному випадку за рахунок п1дбору коеф!ц!ент!в М^ ! Мр, .а в кожному конкретному випадку - наданням ф!ксованим вим!рювальним д!апозонам р!зних коеф!ц!ент!в. Обчислення середньо1 квадратично! похибки вим!рювання к,т!в в д!апазон! о^ф^) пропонуеться вести за формулою

(3.18)

де:

'Ч

"к,1*1 <*! - V2

р 1 п^ ^ - середн! квадратичн! похибки в!дпов!дно атестацИ ета-

лонного кута, що визначае масштабкий коеф!ц!ент М„_, 1

ср

поточного в!дл!ку (К^-К0). На основ! формули (3.18) зроблено висновок, що точн!сть вим!рювання кодовими.автокол!маторами значною м!рою визначаеться похибками через визначення масштабного коеф1ц1ента ! поточного в1дл1ку по ФПЗС. Диференц!йований анал!з конструктивних р!шень показав мож-Л1ш!сть суттевого влливу на точн!сть вим!рювання похибки через неточне сп!впадання св!тлово! адХлини ! приймального елемента з фокальною площиною об'ектива, тобто похибки через розфокусувашш. Автором приведен! рекомевдацИ до эменшешм впливу похибок.

Другим напрямком вир!гаення проблеми е робота ФАК при зм!нах в!дстаней до в!дбиваючого елемента (ВЕ), наприклад, при контрол! прямол!н!йност! направляючих, при робот! по р!зного розм!ру ВЕ, його запиленн!, !нших дестаб!л!зуючих факторах при експлуатац!!, де звичн! схеми не забезпечують стаб!льних результат!в вим!рювання. Це иов'язано з заложн1стю зм!ни сигналу на фотоприймач! в1д зм!ни потужност! св!тлового потоку, що призводить до зниження чутливост! ! точност! вим!рювань.Щоб точн!сть не знижувалась, автор пропонуе функц1ональну схему ФАК, яка забезпечуе автоматичну зм!ну осв!тлен-ня марки для отримання незм!нно! форми в!деосигналу в!д ФПЗС, що не

мае аналог1в в л!тератур1.

Трет1м напрямком проблемы е забезпечення виы!рювань по двох координатах одночасно двох об'ект1в у режимах як безперервного, так i дискретного сл!дкувань, вир1шення якого, наприклад, при автома-тичних спостереженнях за дьформац!ями i осадкой прециз1йних об'ек-т!в, е принципово новим. Показано, що вахищена авторським св!доц-твом схема ФАК з природное поляризац!йною ф!льтрац!ею забезпечуе так! вим!рювання i мае суттевий позитивний ефект - зб1льшення св!тлопропускання в 3 рази по в!дношенню до традиц1йного метал1зо-ваного виробничого покриття (наприклад род1ем). Так як точн!сть вим1рювання ФАК з поляризац1йною ф1льтрац!ею багато в чому залежить в1д в1дношення сигнал - туи, на прилад1 з Доб= 50 мм ! Fo0= 150 мм експериментально перев!рено р1вн! корисного i шумового сигнал!в на виход! ФПЗС, як! склэдали в1дпов1дно 0,5 в 1 10 мв,що п1дтверджуе перспективн!сть розробки.

Четвертим напрямком сучасного етапу п1двищення ефективност! геодезичних вимХрювань е удосконалення метод1в передач1 дирекц!й-ного кута 1з поверхн1 через шахту для ор!ентування п1дземно1 геоде-зично! основи. Виконаний анал1з класичних метод!в передач1 дозволив з участю автора запропонувати б1льш точний удосконалешй автокол!-мац!йний метод (рис. ЗЛО). Технолог1я ор!ентування полягае в вим!-

гг-^----,

h> ___А в

Рис. ЗЛО. Схема передач1 дирекцХйного кута в шахту автокол!-мац!йним методом

рюваннях на поверхн! 1 в шахт1 примичних кут1в 1 (3^ (1=1,2 на поверхн1; 3, 4 - в шахт1 ) м1ж сторонами геодезично! основи 1 нормаллю до дзеркала, п!дв1шеного в кардан! на струнних висках в точках 01 1 02 Середн1 значешш дирекц1йшх кут1в л!и11 1

Ы1х1дно1 стороки у шахт! пропонуеться обчислювати за отримашаш

формулами:

<*0 0 = с(дв + 0,5(ы1 + ш2 + р1 + р2) ; (3.58)

' *А'В' = «о^ + < ш3 + ы4 + % * > ' (3-б1)

де с(дв - дирекц!йний кут стороии геодезично! основи на поверхн!. Показано, що без урахування середньо! квадратично! похибки дирек-ц1йного кута сторони геодезично! основи ш0, середня квадратична похибка передач! дирекц!йного кута розглянутим методом, обчислена за формулою

тл-в- = '"о + °'25(Ч,1>2 + 2тр112) + 0'25(2^з14 + 2тр3(4)' <3'б2)

не перевищуе 2,2". Яйцо кути 1 (3^ вим!рюються за однакових у$ов,

то о р р

тА'В' = "Ь + тр • (3.62а)

Це дозволяв стверджувати, що при !нших р1вних похибках удоскона-лений автокол!мац!йний метод мае переваги перед в!домим щодо точ-ност! передач! ! розширюв д!апазон установки теодол!та при вим!рю-ваннях кут!в.

Досить вежливо при вертикальн!й передач! азимутальних напрям-к!в чи дирекц1йних кут!в забезпечити вимоги по точност! 1 добитись автоматизац!! процесу вим1рювань. Доведена принципова мо*лив!сть реал!зац!1 тако! умови за допомогою принципу поляризац!! ! побудо-ваних на ньому систем. Автоматизац!я вим!рюван1ш досягаеться введениям в класичну схему поляриметра магн!тооптично1 чарунки Фараде я для модуляц!! св!тла 1 фотоелектричного анал!затора для !ндика-ц!1 схрещеного положения поляризац!йних призм. Проведен! теоретичн! досл!дження показали, що при поляризац!йному метод! передач! нап-рямк!в нахили поляризац!йних призм ! сердечника модулятора суттево впливають на точн!сть передач!, при цьому вплив нахил!в б!льш значи-мий, чим вплив паралельних зм!щень призм поляризатора (ГО) 1 анал!-затора (ПА).

Важливим удосконалешшм передач! напрямк!в поляризац!йними системами при практичному використанн! в зб1льшення в!дстан! м!ж ПП ! ПА. В результат! досл1джень такого шляху встановлено необх!дн!сть застосування захисних стекол ! приведен! нормативн! вимоги до технолог!! 1х виготовлення, а також залежн1сть п!двищення порогов01 чутливост! ПК в!д значения пропускания поляризац!йних елемент!в (поляризац!йного дефекту) анал!затора ! поляризатора:

4Сс1(1 - Сй) р

ет1п -- /-?— + ео > (3-8°)

'Л-11* Г 1 ОСЛ V (1 — 2С(1}

г 1 - гса 1

втге -

1 - Сй \

де: М - значения елемент!в електронного каналу;

б0 - кут розгойдування площини коливань л!н!йно - поляризованого св!тла.

Формула (3,80) дозволяв зробити анал1з залехностям

бш1п = Х<0о> 1 5ш1п = НОй) ПРИ м= сопви .

Розрахунки залеяшост! чутливост1 ПК в!д якост1 поляризац!йних еле-

мент!в при пост!йних ампл!тудах розгойдування площини поляризац!!

показали, що при малих кутах 9„<3° для отримання високо! чутливост! —3

необх1дно мати Сс1<10 , При 60> 15 можно використовувати елементи низько! якост1 (БД = Ю-2 + 6'10~2)боз суттевого зниження чутли-вост1, а таким чином, 1 точност1.

Четвертий розд!л присвячено напрямкам п!двюцен-ня точност! геодезичних вим!рювань за допомогою лазерних прилад!в. Такими напрямками, на думку автора, е удосконалення в!домих мето-д1в 1 прилад1в, а також розробка принципово нових.

Анал!з л!тератури 1 конструкц!й прилад!в вертикального проек-тування (ПВП) показав, що для автоматично! вертикально! стаб!л!за-ц11 променя мають застосування р1ди:ш! компенсатори. Недол!ком схем компенсатор!в, на думку проф. Ямбаева Х.К., е трудн!сть виготовлен-ня точних ! над!йних герметичних кювет р!динних елемент!в. Для п!д-вищення точност! стаб!л!эац11 при нахилах прилад!в, як напрямок удес-коналення, подаеться запропонований з участю автора вар!ант компенсатора, що мае два резервуари з п = 1,5. Показано, що один резервуар, три ! б!льше, не вилучають похибку !з-за залишково! кли-новидност! прозорих плоскопаралельних пластин. Ця особлив!сть, а також спос!б виготовлення, що захищен! авторським св1доцтвом, як показали досл!дження дозволяють стаб1л!зувати в!зирний пром!нь з середньою квадратичною похибкою в!дхилення на г!рше 0,5", що точн1-ше традицШшх конструкц!й ! задов!льняе сучасним вимогам по засто-суванню у високоточних ПВП.

Анал!зуючи 1снуюч! конструкц!! спец!альних геодезичних прила-д!в встановлено, що в ряд! прилад!в для зм!ш в!зирного напряму

використовуються оптичн1 клинки або конструкцИ компенсаторХв з оп-тичними клинками. Для визначення впливу нахил!в 1 розкручування оп-тичних клинк!в на зм!ну напряму падаючого променя, автором проведе-н1 досл1дження 1 отриман! р!вняння для обчислення похибок в залеж-ност! в!д заломлюючих кут!в 1 показник!в заломлення. В дисертац1й-н!й робот! побудован! граф!ки залежностей !з яких зроблено висно-вок: найб1лыи критичним для зм!ни напряму е нахил оптичних клинк!в у площин!, що сп1впадав з площиною заломлюючого кута.

До напрямку нових розробок можнз в!днести запропонован! два метода геодезичних вим!рювань, на як! отриман! пов!домлення про патента: метод передач" координат на р!зновисок! точки 1 метод побу-дови коорданатно! с!тки за допомогою к!льцевого лазера. Показано, що п!двшцення точност! передач! координат досягаеться завдяки автоматичному режиму вертикал!зац!1 променя лазера ! розкручува!шю цього променя в горизонтально площин! на необх1дному горизонт! (рис. 4.5). Принципово новими в операцИ: рег!страц1я потужност! випром1гаовання лазера 2; направлешш променя лазера на модулятор повного внутр!шнього в!дбиття 13, що встановлюеться на необх!дн!й висот!; нахил модулятора по двох взаемоортогональшх осях; рег!ст-рац!я стрибка потужност! генерацИ лазера; ф1ксац1я модулятора в отри-маному положенн!; управл!кня доброт-н!стю модулятора до виникнення двох взаемо ортогональных промен!в (зм!-ною зазору "О"); управл!ння !нтен-сивн!стю горизонтального 15 1 вертикального 16 промен!в; створення кругово1 розкрутки горизонтального променя обертанням модулятора повного внутр!шнього в1дбиття навкруги вертикального променя.

- . Високу точн!сть вим!рювання 1 одночасно автоматизац!ю процесу ро-61т забезпечуе метод побудови коорданатно! с!тки к!льцевим лазером за допомогою устрою рис. 4.6. На п!дт-вердження цього, автор приводить так! докази:

Рис. 4.5. Схема лазерного устрою для запропонованого способу Передач! координат по висот!

- точн1сть вим!рювання кут!в к!льцевим лазером 1 при floro обертанн! навкруги ос! перпендикулярно! площин1 контуру генерац!! складае в тепер1шн1й час десят1 дол1 кутових секунд. Це дозволяв вести вим!рю-вашш кут!в ф^ з точн1стю 0,1 0,2";

- наведення на фотоприймальн! пристро! 9 виконуеться по енергетич-ному центру променя 8, д!аметр якого складае 1-2 мм. Розходження випром1шов8ння на виход! при одномодовому режим! приблизно 1 МВТ

< 30", що на в!дстан! до 100 м складе д!аметр плями 15 мм. Це дозволить при використанн!, наприклад, ПЗС - л!н!йки впевнено зареес-трувати середину плями з точн!стю дек!лькох м!крон;

- датчики системи горизонтування 10 1 11, наприклад електрол1тич-н!,дозволяють п1дтримувати гори-зонтальне положения контуру генерацИ к!льцевого лазера з точн!с-тю до 5";

- вертикальний i горизонтальний

промен! з'являються завдяки под1-

лу випром!нювання модулятором по-

вного внутр!шнього в!дбиття 4,

який випускаеться сер!йно i дае

можлив!сть управляти !нтенсивн!с-

тю промен!в 7 i 8, а кут м!ж цими о "

проненями складае 90 ± 1+2. Так! докази по розрахунках автора, за-безиечать на в!дстан! до 100 м точн!сть розбивочшх роб!т в горизонтально площин! в межах десятих долей кутово! секунда, а вим!рюван-ня перевищень не перевищить 1 мм.

Анал!з застосування к!льцевих лаэер!в в кутовим!рювальн!й техн!ц1 показав ефективн!сть напрямку використання лазер!в для отримання !нтерференц1йно! картини з ц!ллю в1дл!ку значения кута. Виконан! досл!даення схеми лазерного !нтерферометра для вим1рйвання кут!в в д1апазон1 360° п1дтвердили, що в!н може бути застосований для п!двнщекня точнос.т! д!лильних машин, кутових компаратор!в, атеста-ц11 оптичних елемент!в. Застосування сучасно! оптично! технолог!! ! стапдартних виы!рювалыих засоб!в, у в1дпов1дност! з виконанини

Рис. 4.6. Схс'иа лазерного устрою для запропонованого способу побудови координат-но! с!тки

розрахунками, дозволяють отримати середню квадратичну похиОку одного вим1ру кута в межах 0,2 4 0,5", а б1льш високу точн!сть ви-м!р!в можна ззбезпечити б!лып високою стаб!льн!стю частота лазера.

В п'ятому р о з д 1 л ! викладен1 теоретичн! основи п!двищення точност! систем горизонтування для эвтоматизац!!, 1нже-нерно-геодезичних вим!рювань 1 1х досл!дження.

Проведений анал1з в!домих метод!в 1 конструкц!й датчик!в в напрям! розробки систем автоматичного горизонтування показав, що поряд з п!двищенням точност! 1 розширенням д!апазону вим1рюввнь, актуальною залишаетьс-. задача стаб!льност! характеристик при меха-н1чних 1 клХматичних д!яннях. До вежливого напрямку, що дае переваги в точност! 1 умовэх експлуатацИ, автор в!дносить метод впз-начення площини горизонту з використанням явища !нтерференц!1 св1тла. Суть запропонованого методу полягае в тому , що виконують вим!рювання св!тлових шлях!в променя, як! зм!нюються в залежност! в!д кута нахилу а резервуара з рХдиною вХдпоско площини горизонту (рис. 6.1), реал1звц!я якого, в пор!внянн! з в!домими, мае переваги: визначення кута 1 напряму нахилу; невар!антн!сть до зм!ни температури; працездатнХсть в режим! реверса; значною м!рою стаб!льн!сть точност! при меха-н!чних д!яннях.

Для визначення кута нахилу отримана формула:

с<

«и

(5.9)

де: Ки=

Ьп

масштабний коеф1ц!ент;^

Рис. 5.1. Теоретична суть Методу визначення площини горизонту

Х0 - довжина хвил! випром!ню-

вання в вакуум!; Ь - в1дстань м!ж променями; п - показник зэломлення; ту, - сумарний сигнал на виход!. 1з (5.9) видно, що вим!рювання дов!льного кута нахилу с^- полягае в п!дсумуванн! блоком 12 числа смуг 1нтерференц!йно1 картини (посл!-довностей !мпульс!в) з в1домою и "(ною пер!ода одн1е! смути, яку при умов! пост!йност! коеф!ц!ента Км ! в!домому кут! нахилу ы0 можна

визначити за формулою

V (5.10)

Анал1з реал!зац!1 п1драхування смут показав, що точн!сть вим1-рювання кута нахилу и^ в автоматичному режим! залежить в!д похиб-ки ф1ксац1! дробно! частини смуги !нтерференц!йно1 картини, яку практично можна прийняти 0,1, 1 визначаеться р!зницею ходу сумарних пол!в . При застосуванн! джерела випром!моващш з довжиною хвил1 прогнозовану точн1сть вии1рювання пропонуеться визначати за формулою

X

Д., = 0,1агсгв- , (5.27)

1 I)

де Б - д!аметр перем!щення смуг !нтерференц!!.. Для практичних зна-чень К - 0,63 мкм 1 Ь = 10 мм, А^» 1,3", що е досить високою точн!с-тю, тим б!льше, що наявн1сть !нформац11 двох канал1в доэволяе п1д-

вшцити 11 в т/2 раз.

3 ц!ллю забезпечення прогиозовано! точност! вим!рювання, автором проведен! досл1дження впливу складових похибок виготовлення типовых елемент!в конструкции нестаб1льност! \ 1 п, обробки !нформа-цИ, тощо 1 отриман1 формули !х обчислення. Проведен! розрахунки для практичних значень параметр!в датчика дозволили визначити характеристики, що найб1лып суттево впливають на точн!сть. Серед них: 1. Вплив зм!ни кута зведення промен!в на величину нествб!льност! вих!дного сигналу, який можна п1драхувати за формулою

X

/Л. = -Дх- , (5.82)

1 3

2тс1

де: х= —и ;

1 - ширина анал!зуючо! щ!лини ; .и - кут м!ж хвильовими фронтами . 1з (5.82) зроблено висновок, що величина нестаб!льност! вих1д-ного сигналу л!н!йно зв'язана !з зм!ною Дх, а знак м1нус показуе, про зменшення по абсолютн!й величин! ампл!туди зм!нного при виход! !з екстремума сигналу. В свою чергу зм!на показника заломлення п матер!алу моноблока конструкц!! в д!апазон! робочих температур Лг призведе до зм!ни нестаб!льност! кута зведення промен!в, яку пропонуеться обчислювати за формулою

29

281пфп

7Лс( = / р РсрЛг ' (5.83)

/п - в^фд

де: фп - кут пад!ння промен!в на св1тлопод!льн! 1 в1дбивзюч1 еле-менти (рис. 5.1);

рср - середн1й температурный коеф!ц!ент заломлення в д!апазон! температур А и

Для деталей вузл!в зведення промен!в, виготовлеиих 1з скла марки К-8 з П = 1,5, при фп = 45° 1 рср = 2,6-1СГ6 град""1, !з (5.83) да-еться залежн1сть

Тда = 0,4,П . (5.84)

В робот!. в!дзначаеться, що зм1на температури одночасно буде зм!йю-вати геометричн! розм!ри конструктивно! схеми моноблоку, що при-веде до зм!ни параметров !нтерферируючих промен!в. Теоретично цю похибку визначити досить важко ! для к1льк!сно! оц!нки необх!дн! експериментальн! досл!дження.

2.Вплив величин асиметрИ д!афрагми ! плями св!тла джерела випром!нювання а пропонуеться визначати за формулою

га2

Т1.а = " ' . <5-98»

де Я - параметр розпод!лу випром!нювання по площин!. Наявн!сть в!-д'емного'знаку в (5.98) пояснюеться тим, що при а / 0 вих!дний сигнал зэпжди зменшуеться.

Повний анализ показав, що похибки через вплив нестаб!льност! р!зно!нтенсивностей випром!нювання, в!дношення сигнал — шум, нер!в-ном!рно! чутливост1 по площин! фотоприймач!в, через температурку нестаб!льн.!сть чутливост1 фотоприймач!в мають неэначний вплив на вих!днкй сигнал, а, таким чином, ! на точн!сть.

Виконан1 теоретичн! досл!дження стаб!льност! точност! гори-зонтування при автоматичному режим! вим!рювакь в умовах мехак!чких навантажень показали: вплив на зм!ну кута зведення промен!в через розкручування 1 нахили оптичних елемент!в е зневажливо малим; зм!нв сигнал1в р!этц! чаптоти систоми обробки !нформац!1 в!д зм!ни кута зведення промен!в но перевищуе 10 55 , що е задов!льним для практич-пих умов використання запропоновзного методу в ре'алымх конотрук - ■ ц!ях. Експериментальн! досл!дження, що виконувались на буд!вельнпх об'ектах корпорзцИ „Ки1вм!ськб,,д" сп!льно з !нститутом ,.Ки1ворг-

Суд" подтвердили теоретичн1 докази: вих!дний сигнал при ударних д1яннях 100 ё 1 в1брац!йних нагрузках порядку 40 § в диапазон! частот в!д О до 2 кгц эм1гаавався не б1лыие 1,2 %; точн!сть вим!рю-вання кут1в нахилу в д!апазон! в1д 0 до 1° не перевищувала ± 1".

В шостоиу р о з д 1 л 1 приведен! результата експери-нентальних досл1джень запропонованих метод!в 1 прилад!в 1 1х пор!в-няння з теоретичними розрахунками. Вони е лог!чним продовженням дйсл!джень по п1двиценню точност1 вим!рювань попередн1х розд!л!в. Пор!вняльн! дан! основних теоретичних розрахунк!в ! експерименталь-ш досл!джень наведен! в таблиц! 6.1.

Таблиця 6.1.

N Запропонован! метода Середня квадра- К!льк!сть К!льк1сть

пУп 1 пристро1 тична похибка досл!джу- цикл1в

(кут.сек.) ваних при- досл!д-

теоретич- експери- лад!в жень

на ментальна

1 2 3 4 5 6

Сотоелектричкий ме-

тод визначення точ-

ност! ФАК:

1. -з рухомою в!зирною

в!ссю за допоногою

насадки по а.с.79Э56; 0,50 0,58 29 71

2. -з нерухомою в!зир-

нсю в1ссю за допомо-

гою пристрою по

а.с. 104784. 0,20 0,15 21 105

Метода визначення

формулярних поправок:

3. а)фп ФАК (комб!нова-

ний метод); 0,70 0,64 51 51

4. б)фх ФАК; 0,70 0,62 51 51

Продовження таблиц! 6.1

1 2 . 3 4 5 6

в )пентаг'ональних

блок1в ! пентапризм

5пб: .

5. -кол!мэторний метод

по а.с. И 629446; 0,40 0,42 66 66

6. -автокол!мац1йний

метод по а.с.696284; 0,40 0,42 66 бб

Т. -автокол!мац!йшч

метод по а.с.911151. 0,30 — ~ ■ь

8. Визнатення точност! по по по по по по

2-х координатного гори- вер- го- вер- го- вер-

кодового ФАК в режи- зонту ти- ри- ти- ри- ти-

мах: кал! зонту кал! зонту кал!

-нуль - 1ндикац11; 1,2 1,2 1,0 0,9 3 10 8

-вим!рювальному

(в д1апазон! +4'). 1,4 1,4 1,2 1,1 э 9 8

9. Автокол!мац1йний спос!б вертикально! передач! азимуталь-

ных напрямк!в 2,2

10. Досл!дження вертикально! передач! нап-рямк!в поляризац!й-гаш пристроем:

-без нахил!в призм; <5 1,5- -5,0 1 34

-при нахил! призми

анал!затора. 10 1 9-11 1 9

11. Вим!рювання кут1в нахилу в автоматичному режим! (в д1а-пазон! ОИ 0 з ураху-ванням механ!чних

навантажень) 1,3 1, 0 1 14

В граф1 6 таблиц! 6.1 п1д циклом досл!дкення сл1д розум!ти визна-чення середньо1 квадратично! похибки для прийнятих кутових нахил1в 1 л1нШшх зм1щень прилад!в за р!зних кл!ыатичних умов 1 механ1чних навантажень, що 1м1тують виробнич! умови.

Залежноот! основних характеристик експериментальних досл1джень (пунктирн! л1н!1) 1нтерферекц!йного приладу автоыатичного визначен-ня горизонту з теоретичними розрахункаки (суц!льн! л!н!1) наведен! у витляд! окремих граф!к!в рис. 6.5 + 6.9.

' о.г 0.1

х 4-0« л-м

У . / 1ч.;

§ •

Т

г

1-

Рис.6.5. Залежност! величини сигналу ¡. в!д розм!ру д1аф-рагии а 1 ширини смути Т

Рис.6.6. Залежност1 !нтенсивност! розпод1лу енергИ по поперечному перетин! плями

Рис.6.7. Залежност! величини

Ш

НО

-м—I «

1 о

'У

0.5

о,*

0,4 '»

Рис.6.8. Залежност! величини

сигналу в!д точност! сполучення сигналу в!д ширини !нтерферен-

промен!в

ц!йно! смуги

На основ! таблиц! 6.1 1 граф1к!в зроблен! висновки: - обчислен! по результатах експерименталыих досл!джень середн! 1шадратичн1 похибки запропонова1шх мйтод!в ! прилад1в добре погод-ясуються з отриманими в процес! теорегичних досл!джень 1 розрахун-к.1ь, що дозволяв стверджувати про ь!рн!сть 1 ефективн!сть розробок для високоточ!шх геодозичних 1 спец!алышх науково - техн!чшх

»1-

вим1рюванъ;

- експериментальн! досл!дження п1дтвердили високу точн1сть вим1рю-вань 1 мо*лив!сть широкого застооування в р1зних нвпрямках 1нженер-но - геодезичних роб!т. •

Рис. 6.9. Вплив зм1ни кута зведе1шя промен1в на вихХдний сигнал

Результата досл!дяенъ можуть бути використан1 для проектних розрахунк1в точност1 при побудов1 автоматичних вим!рювальних прилад!в 1 систем, визначенвя допуск1в на 1х юстировку, в якост1 бази для нормативно - техн!чно1 документацП.

ЗАКЛЮЧИI ВИСНОВКИ

Щдвшцення точност1 геодезичних вим!рювань завжди було 1 е актуально)о проблемою. Особлива значим1сть ц1е! проблеми визначаеть-ся при частков1й чи повн!й автоматизацИ вим1рювань. В дисертацИ досл1джуеться цей напрямок геодезичних роб1т, що мае важливв народно-господарське значетш.

На основ! роэроблено! теорИ точност1 для прилад!в р1зного призначення розроблен! 1 досл1джен! численн1 високоточн1 метода визначення точност1, спроектован! 1 досл1джен1 спец1альн1 геодези-чн1 прилади, зокрема, автоматичн1 фотоелектричн1 автокол1матори ( ФАК ) п1двищенно1 точность лазерн! прилади для вертикального проектування 1 розбивочних роб1т, спец1альн1 пристро1 для контролю кутовим1рюввльних прилад!в 1 атестац11 поправок 1 параметр1в, що впливають на точн1сть. Значна к1льк1сть теоретичних 1 експериме-нтальких досл!джень 1 виробничих випробувань п1дтвердили високу точн1сть 1 ефективн1сть розробок 1 дозволили упровадити 1х у вироб-ництво.

Результата виконаних автором дисертацИ розробок 1 досл!даень по проблем! п1двшцення точност! геодезичних вим!ргаань методами 1 приладами, що подаються до захисту, дають ыожлив!сть зробити так! ОСНОВН1 висновки:

1. Створена прикладна теор!я передач! азимутальных напряык!в автокол!мац1йиими приладами для автоматизац!! !нженерно-геоде-вичних роб 1т, яка дае можлив!сть виконувати узагальнений анал!з точност! при передач! напрямк1в в горизонтальн!й ! вертикально илощинах. На основ! теорИ виконано функц!оналышй анал!з схем 1 прилад1в при автоматичному метод! передач! 1 розроблен! рекоменда-ц11, що эмекшують похыбкы вим1рювання.

2. Розроблена математична модель передач! азимутальних напрям-к!в, яка дозволила отримати формули для обчислення впливу !нстру-ментальних 1 методичних похибок. Формули ! розроблен! методики доз-воляють визначити допустим! значения похибок, що вир1шуе проблему допуск!в для нормативно-техн!чно! документац!! при конструюванн! 1 вим!рюваннях.

3. Розроблена загальна теор!я визначення ! розрахунку точнос-т!, а таком формулярных поправок ФАК, пентаблок!в (ГШ) 1 пента-призм, яка дозволила запропонувати фотоелектрнчн!, автокол!мац!йн1 1 кол!маторн! метода атестац11. При цьому доведено, що:

а) запропонован! метода значно точн!ш! в!домих ! п!ддаються автоматизац!!;

б) розроблен! на р!вн! винаход1в прециз1йн! установки, що раа-л!зують метода, дозволили вир!шити проблему контролю точност1 ! юстировки ФАК, проблему атестацИ ПБ ! лентаприэм в значному д!впа-зон! в!дхилешш промен!в в!д 90°.

4. На основ! автокол1мац!йного методу розроблен! високоточн! метода ! рекомендацИ, що в значн1й м!р! вир!шують проблему п1дви-щешш точност! досл1джень геодезичних прилад!в на етапах виготов-лення ! експлуатацИ:

а) метод пов!рки х'оловно! умови автокол!мац1йного н1вел1ра;

б) автокол!мац!йний метод визначення рену;

в) автокол!мац!йшй метод визначення ексцентриситету ал!дади;

г) метод визначення похибки в!дхилешш иромен1в стеклами;

д) автокол!мац1йний метод визначення ц!ни под!лки р!вн!в;

е) установка для досл!дження точност! геодезичвдх прилад!в.

5. Запропонован! ! досл!джен! нов! схемн! р!шенкя прилад!в

з сучасною елементною базою 1 пол1паюними характеристиками. Дове-

дено, що пони:

а) вир!шують проблему высокоточного вимХрювання в автоматичных режимах одкочасно по двох координатах. Показано, що зм!на в!д-станей до в!дбиваючих елемент!в, !х р!зн! резм!ри, запилення не зменшуютъ точност! вим!рввзнь, що е актуальным, наприклад, при кон-трол! прямол!н!йност! направляючих;

б) забезпечують вим1рювання одночасно двох об'ект1в у режимах як безперервного, так 1 дискретного сл1дкувань, що в перспективным при автоматичних спостережешшх за деформац1ями 1 осадкою. Доказано, що позитивным ефектом схеми ФАК з природнсп поляризац!йною ф!льтрац1ею е зб1лыяе1.ня св1тлопропускання оптичною системою в дек!лька раз!в.

6. Дано теоретичне обгрунтування точност! удосконаленому 5 автокол!мац!йному методу вертикально! передач! азимутальных напрям-к!в 1 отриман! формули для обчислення передач! дирекц!йного кута

в шэхту. Виконан1 теоретнчн! досл1дження точност! вертикально! передач! поляризацШшми системами, що дозволило отримати формули для об^лслення эначень похибок передач!. Вказапо на перспективн! шляхи удосконалення вертикально! передач! азимутальних напрямк!в.

7. Виявлен! недол1ки зм1ш напряму в прилэдах горизонтального ! вертикального проектування з оптичними клинками. На основ! досл!джень отриман! р!вняння для обчислення похибок в!дхилення Н8пряму,.а для п!двищення точност! збер!гашш вертикалькост! променя запропонован1 на р!вн1 винаходу спос!б виготовлення ! конптрукц!я р!дишюго компенсатора.

8. Запропонован! нов! внсокоточн! способи геодезичних вим!рю-ввнь за допомогою лазерных автоматизованих систем. Показано, що:

а) точн!сть способу передач! координат на р!зновисок! точки залежить як в!д точност! горизонтування лазера, так ! в!д його конструктивных параметр!в!

б) спос!б розбивочних роб!т при побудов1 координатно! с!тки к!льцевим лазером е точным ! ефективним.

9. Розроблена теор!я !итерференц!йного принципу визначення плочртеи горизонту при автоматичному метод! горизонтування, яка дозволяв визначати точн!сть ! д!апазон вим!рювання. На основ! тео-р!1 виконэн! досл!дження складових похибок автоматичшх систем горизонтування, в результат! чого:

а) розроблено п!дх!д до ро^рахунку основних похибок 1 отри-мзнн! формули для 1х обчислення при визначенн! точност! 1

б) запропонован1 шляхи п1двшцення точност1 визначення нахилу.

10. Результата теоретичних досл!джень ! запропонован! метода i прилади для п1двшцення точност1 вим1рювань були перев1рен! шляхом експернменталышх i виробничих досл!джень эначно! к!лькост! зраз-к!в. В результат!:

а) середн1 квадратичн! похибки теоретичних i експериментальних досл!джень добре погоджуються, що дозволяв стверджувати про в!р-н!сть i ефективн!сть розробок,-

б) п!дтверджено 1х високу точн!сг1'ь 1 мо«лив1сть широкого застосування в р!зних напрямках !нжекерко - геодезичних роб1т.

11. Впровздяення результат!в наукових досл'!джень в п!двищення точност! геодезичних шш1рювань приладами спец1ального призначення в корпорацИ „Ки1рм!ськбуд" 1 !нститут! „Ки!воргбуд", виробничому об'еднанн1 «Завод Арсенал" i виробничому п!дрозд!л! „Оптика - Арсенал", в учбовону прочее! Ки1вського державного техн!чного ун!верси-тету буд!вництва i арх!тектури п!дтварджують практичну ц!нн!сть ! економ1чну ефективн!сть.

Основн! положения дасертац!йно! роботи знайшли в!дображення в публ!кац1ях автора:

1. Боровий В.О., Бурачек В.Г., Войтенко С.П., Субот!н I.E. Високо-точн! - !нхенерно геодезичн! роботи при буд!вництв! та експлуа-тац11 !нженерних споруд. Учбовий пос!бник, К., 1СД0, 1993, -115 с.

2. Боровой В.А, Бурачек В.Г., Войтенко С.П., Субботин И.Е. Высокоточные инженерно-геодезические работы при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Учебное пособие, К., УМК ВО, 1990,-124с.

3. Баран ПЛ., Боровий В.О. Автокод!мац!йний спос!б передач! ди-рекц1йного кута в шахту. 36. 1нженерна геодез!я, К., Буд!вель-ник, 1992, К 35, с. 3-6.

4. Боровой В.А. Использование автоколлимационного метода при исследованиях геодезических приборов. Сб. Инженерная геодезия, К., Будивзльнык, 1989, N 32, с. 18-21.

5. Боровой В.А. Об одном методе передачи азимутальных направлений между базовыми элементами. Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии. Межвузовский сб., вып. 2(2), М., 1977, с. 100 - 103.

6. Боровой В.А. Погрешности установки отражающих элементов при

автоколлимационных геодезических измерениях. Сб. Инженерная геодезия, К., Вудивэльнык, 1988, вып. 31, с. 10 - 13.

7. Боровой В.А. Погрешность из-за нзклона пентапризмы при развертке луча B'onopiryio плоскость. Сб. Инженерная геодезия, К., Вудивэльнык, 1990, вып. 33, с. 19 - 21.

8. Боровой В.А. Направления использования и исследований лазерных геодезических приборов в социалистических странах. Сб. научных трудов ШИПГ, М., ЦНШГАиК, 1988, с. 102 - 107.

9. Боровий В.О. Двокоординатний кодовий автокол!матор. 36. 1нже-нерна геодез!я, К., Буд1вельник, 1992, вип. 35, с. 23 - 27.

10. Боровий В.О. Et'.'ctH риментальн1 досл1дження двокоординатного кодового автокол!матора. 36. 1нженерна геодез1я, К., Буд1вельник, 1992, вип. 35, с. 27 - 29. *

11. Боровий В.О. Адаптивний фотоелектричний автокол!матор. 36. 1н-женерна геодез!я, К., Еуд1вельник, 1993, вип. 36, с. 27 - 30.

12. Боровий В.О. Двокоординатний фотоелектричний дубль автокол!ма-тор. 36. 1нженерна геодез!я, К., Буд1велышк, 1993, вип. 36, с. 30-33.

13. Боровой В.А., Борисюк Л.В,, Полищук Ю.В. Способ построения координатной сетки с помощью кольцевого лазера. Сб. Инженерная геодезия, К., Буд1велышк, 1994; вип.37, с. 29 - 32.

14. Боровой В.А., Найденов Д.А. К вопросу применения пентапризмы для геодезических измерений и новый метод ее аттестации. Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии. Межвузовский сб., Вып. 4(3), М., 1978, с. 84-88.

15. Боровий В.О., Бурачек В.Г., Греку Р.Х. Зен1тна фотокамера для визначення нахилу прямовисних л!н1й. Сб. Инженерная геодезия, К., Вудивэльнык, 1991, вып.34, с.24-28.

16. Borovol V.A., BorlsuK L.V., Pollshchuk Y.V. Automated Systems of the Mount of Construction Elements Accordirq^ to DeBlgn.// // International Federation of Survegors (FIG), Australia,

XX Congres, com. N 6, 1994.

17. Боровой В.А., Бурачек В.Г., Крячок С.Д. Оптический жидкостной компенсатор и способ его изготовления, а.с. N 1800264, бюл.

N 9, 1993.

18. Боровой В.А., Краснов В.Н. Двухкоординатннй фотоелектрический автоколлиматор, а.с. N 1610270, бюл. JJ 44, 1990.

19. Боровой В.А., Горбань A.M., Шанойло С.М. Устройство для аттестации пентэгонального блока, а.с. N 629446, бюл. N 39, 1978.

20. Боровой В.А., Горбань A.M., Новак В.Е., Шанойло С.М. Устройство для аттестации иентагонального блока, а.с. Н 696284, бюл. N41, 1979.

21. Боровой В.А., Гузенко Г.А., Овчар Н.И. Устройство для аттестации Пентагонального блока, а.с. N 911151, бюл. N 9, 1982.

22. Боровой В.А. О некоторых погрешностях автоколлимационных угло-измерительных приборов с линейными фотопреобразователями. Деп. . в УкрИШНТИ 17.01.87, N У к - 417.

23. Боровой Б.А., Волобуев А.Б. Автоколлимационный способ определения эксцентриситета алидады с элементами программирования. Деп. в 0И5ПР ЦШИГАи К, N 283 - ГД 87, 11с.

24. Боровой В.А., Крячок С.Д. Способ определения цени деления уровня для нивелиров с плоскопаралельной пластинкой. Деп. в ОНИПР ЩШИГАиК, N 291 - ГД87, 14 с.

25. Боровой В.А. Исследование геодезических приборов автоколлима-ционнкм методом. Тезиеи доклада на Всесоюзной конферешщи по оптическим и оптико - электронным приборам для точных угловых и линейных измерений. ЦНИИИ и ТЭИ, М., 1987, с, 19.

26. Боровий В.О. Двокоординатний автокол!матор для автоматизацП геодезичних вимХрювань. Тези допов1д! на 52 иауково-практичн1й конф. К1Б1, К., 1991, с.181.

2Т. Боровой В.А., Борисюк Л.В. О способе передачи координат на различный по высоте монтажный горизонт. Тезисы доклада на 53 научно-практической конф. КИСИ, К., 1992, с.165.

28. Боровий В. А., Бурачек В.Г., Крячок С.Д. Оптичний р1дишшй компенсатор полХпшеноХ конструкцИ. Тези допов1д1 на 54 науково-практичн1й конф. КХБХ, К., 1993, с.264.

29. Боровой В.А., Борисюк Л.В., Полшцук Ю.В. Совершенствоваше метода построения координатной сетки. Тези допов1д! на 54 науко-во-практичШй конф. К1Б1, К., 1993, с.262.

30. Боровий В.О., Борисюк Л.В., Бурачек В.Г., ПолХщук Ю.Б. та 1нш1. Зв1т про 1ЩР по тем! 25 ГБ - 91 "Разработка методов контроля качества и повышения точности строительно - монтажных работ",

N ИА 01013419 Р, К., 1993.

31. Borovoi V.A. VYVOI HOVYCH LASERGVYCH PRISTROI PRO VELMI PIIESIJA GEQDETISKA MEfiENI. GEODETICKA МЁЙЕГЯ S LASERY"88, fteeke Budejovice, 1988, c.19.

БОРОВОЙ В.А. - Теория и методы повышения точности измерений геодезическими приборами специального назначения. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.24.01 - геодезия.

Киевский государственный технический университет строительства и архитектуры, Киев, 1996.

По теме диссертации имеется 31 научная работа, в том числе 5 авторских свидетельств, которые содержат теоретические исследования и приборную реализацию направлений повышения точности измерений вв-токоллимационными и лазерными приборами и точности горизонтировв-ния, а также результаты их экспериментальных и производственных исследований. Установлено, что при одновременной повышении точности имеются возможности автоматизации измерений. Осуществлено промышленное внедрение предложенных разработок и показано их экономическую эффективность.

Ключевые слова: точнЮть, похибка, метод, напрямки, досл1дження.

B0R0V0Y V.A. - Theory and Methode of Raising the Accuracy ol Mea-BurementB by Geodetic Apparate of Special Purpose.

Thesis for acguirinq the scientific degree of Doctor of Technical Sciences on the speciality 05.84.01 - Geodesy.

Kiev State Technical University of Construction and Architecture. Kiev,1996.

In' accordance with the subject-matter of the thesis there have been published 31 scientific works, including 5 author'B certificates which contain theoretical investigations and instrument implementation of the directions of raisinq the accuracy of measurements by autocolllmination and laser devicee and the accuracy of levelling, ав well ав the resulte of their experimental and production measurements. It has been established that there are possibilities^" of the automation of measurements in the process of the simultaneous raieing of accuracy. Industrial application haa been effected of the suggested developments and their economic efficiency hae been displayed.

Шдп. до друку if.-f-f.9S. Формат бОХ84'Лб-

Пап1р друк. . Спос1б Друку офсетнкй. Умовн. друк. арк.^^.

Умовн. фарбо-в1дб. 2, Зг . Обл.-вид. арк. £ О • Тираж №о . Зам. Лк £ д^у .'

Ф!рма <В1ПОЛ> 252151, Ки)в, вул. Волниста, 60.