А.В. Ханзадян М.А.con-fig.com/wp-content/uploads/2018/11/hanzadyn.pdf · измерительной информации АРМ обработки измерительной

Начальник отдела метрологического обеспечения геодезических измерений:

Младший научный сотрудник:

15-16 февраля 2018 года, Москва.

Мазуркевич А.В. Ханзадян М.А.

IX Международная научно-практическая конференция

Геодезия Маркшейдерия Аэрофотосъемка

2

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений»

Средства измерения азимута

В настоящее время к средствам измерений азимута можно отнести следующие приборы и аппаратуру:

автономные гироскопические средства определения астрономического азимута (среднеквадратическая погрешность (СКП) определения азимута от 1,5" до 3,0");

классические средства измерения азимутов направлений (СКП от 1' до 1,0");

автоматическая система определения астрономического азимута (АСОА) (расчётная СКО 0,7");

спутниковая геодезическая аппаратура (СГА) космических навигационных систем (СКП на базисе не менее 300 метров от 0,5" до 1,0").

3


Существующие изделия для эталонирования гирокомпасов

В начале 70-х годов прошлого столетия в СССР принята база эталонирования гирокомпасов, разработанная Киевским заводом «Арсенал».

Передача азимута на внутренние геодезические пункты , которые закреплялись оптическими призмами

Определение азимутов

Астрономические теодолиты и комплексы

Направления внешних геодезических пунктов

Исходные направления

Слабым звеном в этой схеме была передача наклонным лучом. Для такой передачи требовалось очень точное изготовление горизонтальной оси теодолита, причем завод Арсенал соответствующим оборудованием не обладал.

4


Существующие изделия для эталонирования гирокомпасов

В 2016г. МОУ «Институт Инженерной Физики» совместно с ЦНИИ «Электроприбор» разработана база эталонирования, основой которой является использование автоматической системы астрономического азимутального ориентирования (АСААО)

Азимут контрольного

элемента

Передача автоматическими

угломерами

исходные направления

СКП 0,7ʺ- 1,0ʺ

К недостаткам схемы построения базы эталонирования и методик определения азимутов исходных относятся следующие факторы: − наличие «посредника» в передаче направления

на оптические призмы – хранители; − отсутствие дублирующих средств определения

азимутальных направлений.

5


Стационарный комплекс средств метрологического обеспечения

средств измерения азимута (КСМО СИА)

достижение тактико-технических характеристик системы ГЛОНАСС в части определения погрешности государственных геоцентрических систем координат;

обеспечение единства измерений спутниковой геодезической и навигационной аппаратуры, использующей сигналы ГНСС и наземных дополнений;

обеспечение единства измерений астрономических и гироскопических средств измерений азимута.

Применение КСМО СИА:

6


Составные части КСМО СИА

автоматическая система астрономического

азимутального ориентирования (АСААО);

оптический хранитель азимутальных направлений

(ОХАН);

переносчик астрономического азимута;

система внутренних и наружных геодезических пунктов;

автоматизированное рабочее место (АРМ) обработки

измерительной информации;

комплект средств измерений навигационно-геодезических и астрономических параметров;

вспомогательное оборудование; комплект эксплуатационной и методической документации.

7


Автоматическая система астрономического азимутального ориентирования (АСААО)

Внешний вид макета автоматической системы астрономического азимутального ориентирования

Спецификация макета АСААО:

1. астровизир (АВ) с контрольным элементом (КЭ);

2. астроиллюминатор (АИл);

3. приборы обеспечения измерений (ПОИ);

4. программно-аппаратный управляющий комплекс (ПАУК);

5. дополнительное специальное программное обеспечение;

6. комплект документации

АСААО - предназначены

для решения следующих задач:

формирование изображения текущего положения наблюдаемых звезд (после отражения от наклонной зеркальной грани КЭ) на фотоприемном устройстве АВ;

измерение положения изображения Полярной звезды на фотоприемном устройстве относительно визирной оси астровизира;

измерение положения нормали к вертикальной зеркальной грани КЭ относительно визирной оси АВ;

измерение углов продольного и поперечного отклонения КЭ от плоскости горизонта.

ОИ

ОХАН

Астровизир АСААО

Ф1 Ф2

Ф3 (АП)

Ф4

Ф5

ГП 1

ГП 2

ГП 3 Астропавильон

Схема размещения основных составных частей КСМО СИА на объекте эксплуатации

8


Оптический хранитель азимутальных направлений (ОХАН)

Оптический хранитель азимутальных направлений закрепляет исходные направления и обеспечивает передачу единицы астрономического азимута переносчику азимута.

Состав оптического хранителя азимутальных направлений: • оптическая призма в сборе; • плита для установки оптической призмы; • транспортировочная тара; • эксплуатационная документация.

Внешний вид макета ОХАН

Технические требования

к ОХАН:

крепление призмы к основанию должно быть выполнено без клея (оптический контакт);

максимальный коэффициент отражения должен быть обеспечен в спектральном диапазоне от 0,45 мкм до 0.75 мкм;

допустимая величина непараллельности плоскости зеркала 0,1ʺ;

случайная составляющая погрешности (СКО) паспортизации (измерения) углов между гранями призмы ОХАН не более 0,2".

9


Переносчики астрономического азимута

Состав оптического хранителя азимутальных направлений: • оптическая призма в сборе; • плита для установки оптической призмы; • транспортировочная тара; • эксплуатационная документация.

Ф1 Ф2 АВ АСААО

КЭ АВ Призма ОХАН

Схема расположения приборов

GYROMAT 5000

ОИ

ОХАН


Ф1 Ф2

Ф3 (АП)

Ф4

Ф5

ГП 1

ГП 2



10


Система внутренних и внешних геодезических знаков

ОИ

ОХАН


Ф1 Ф2

Ф3 (АП)

Ф4

Ф5

ГП 1

ГП 2



Система наружных геодезических пунктов(Ф3,Ф4,Ф5), образующих азимутальный миниполигон, предназначена для решения следующих задач:

закрепление точек, образующих высокостабильную сеть линейных базисов;

создание условий для высокоточных измерений астрономического азимута;

хранение азимутальных направлений в течение длительного времени;

обеспечение возможности установки на геодезических пунктах приемников ГНСС, тахеометров и дальномеров с целью измерений приращений координат между закрепленными точками, длин линейных базисов и внутренних углов треугольника;

обеспечение возможности измерений астрономических азимутов линейных базисов и одной из граней призмы ОХАН (противоположной стороне астровизира – наружная грань призмы) астрономическим теодолитом, устанавливаемым на астрономическом пункте Ф 3.

ВГП

11


Автоматизированное рабочее место (АРМ) обработки измерительной информации

АРМ обработки измерительной информации со всех измерительных средств КСМО СИА предназначен для обеспечения решения следующих задач:

запись и хранение информации, измеренной средствами измерения комплекса;

обработка измерительной

информации с целью вычисления заданных

параметров;

хранение результатов вычислений в

специальной базе данных;

оценка стабильности положения оптического хранителя

азимутальных направлений;

хранение даты и результатов передачи единицы азимута от

оптического хранителя

азимутальных направлений

внешним средствам измерения и

переносчику азимута.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) обработки измерительной информации

12


Комплект средств измерений навигационно-геодезических и астрономических параметров предназначен

Комплект средств измерений навигационно-геодезических и астрономических параметров предназначен для проведения измерений с целью, независимых от АСААО, определений азимута оптического хранителя азимутальных направлений и направлений линейных базисов азимутального миниполигона.

Спутниковые геодезические многочастотные GNSS-приемники SIGMA

Система внешних геодезических знаков

Внешний вид столика с защитной крышкой Внешний вид оптического иллюминатора

В состав вспомогательного оборудования входят следующие приборы и комплекты:

• комплект оптического иллюминатора (ОИ);

• комплект устройств установки оптического хранителя азимутальных направлений;

• комплект устройств принудительного центрирования геодезических приборов.

13


Вспомогательное оборудование

14


Стационарный комплекс средств метрологического обеспечения средств измерения азимута обеспечивает решение следующих задач

- непосредственное измерение астрономического азимута одной из граней оптического хранителя азимутальных направлений автоматической системой астрономического азимутального ориентирования;

- непосредственное измерение астрономического азимута противоположной грани оптического хранителя азимутальных направлений астрономическим теодолитом (электронным тахеометром);

- определение астрономического азимута оптического хранителя азимутальных направлений путем передачи направлений от сети наружных геодезических знаков;

- определение азимутов линейных базисов сети наружных знаков методами спутниковой (космической) геодезии;

- передача астрономического азимута от хранителей азимутальных направлений переносчику астрономического азимута и средствам измерений азимута, которые не входят в его состав и характеристики которых могут быть определены по результатам измерений, проведенных комплексом.

Переносчик астрономического

азимута

ГНСС приемники

Оптический хранитель


Астровизир

Электронный тахеометр

15


Измерение астрономического азимута автоматической системой астрономического азимутального ориентирования

Спецификация: 1. А1-А1 – осветитель

• VD1- светодиод • Е1 – конденсатор • Е2 – визирная марка

2. А1-Е2 – фотопримный блок

Ф1 Ф2 АВ АСААО

КЭ АВ Призма ОХАН

План

АИ

40

КЭ

Ф 1

Автоколлиматор

Астроиллюминатор Призма ОХАН

Профиль

Примерная оптическая схема астровизира

16


Астрономический способ определение азимута наружной грани призмы ОХАН

ОИ

ОХАН


Ф1 Ф2

Ф3 (АП) Место

установки тахеометра


Схема определения азимута наружной грани призмы ОХАН

Электронный тахеометр Leica TM50

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Точность Hz, V Абсолютная, продолжительная, четвертная : 0.5“ (0,15 мгон) или 1“ (0,3 мгон)

ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Диапазон Отражатель (GPR1, GPH1P) : от 1,5 м до 3500 м ; Без отражателя / любая поверхность : от 1,5 м до >1000 м

Точность / время измерения

станд (призма) :0.6 мм + 1 ppm / тип. 2,4 сек. ; станд (любая повехность):2 мм + 2 ppm / тип. 3 сек.

Размер лазерного пятна

на расстоянии 50 м : 8 мм x 20 мм

Технология измерения

Системный анализатор: коаксиальный, видимый красный лазер

Технические характеристики электронного тахеометра Leica TM50

17


Геодезический (спутниковый) способ определения азимута наружной грани призмы ОХАН

ОИ

ОХАН


Ф1 Ф2

Ф3 (АП)

Ф4

Ф5

ГП 1

ГП 2



Схема расположения пунктов измерений

Лазерный эталон сравнения

Спутниковые геодезические многочастотные GNSS-приемники SIGMA

18


Заключение

автоматическая система

астрономического азимутального

ориентирования (АСААО)

оптический хранитель


(ОХАН)

комплект эксплуатационной

и методической документации

вспомогательное оборудование

система внутренних и

наружных геодезических

пунктов;

комплект средств измерений

навигационно-геодезических и

астрономических параметров;

автоматизированное рабочее место (АРМ)

обработки измерительной информации;

переносчик астрономического

азимута

КС

МО

СИ

А и

мее

т сл

едую

щи

е п

ре

им

ущес

тва:

Возможность комплексной обработки измерений астрономического азимута ОХАН, проведенных в трех различных режимах:

•режим измерения азимута оптического хранителя азимутальных направлений АСААО;

•режим измерения азимута оптического хранителя азимутальных направлений астрономическим прибором, устанавливаемым на астропункте (АП) фундамента Ф 3;

•режим измерения азимута оптического хранителя азимутальных направлений путем передачи направлений от сети наружных геодезических знаков, закрепленной геодезическими пунктами ГП 1, ГП 2, ГП 3, азимуты направления которой, в свою очередь, определяются способом космической (спутниковой) геодезии, используя спутниковую геодезическую аппаратуру.

Отсутствие «посредников» в передаче направлений на ОХАН, взаимное положение граней которого может быть аттестовано с погрешностью не более 0,2".

Возможность контроля стабильности азимутальных положений, как непосредственно оптического хранителя азимутальных направлений, так и направлений, закрепленных внутренними и наружными геодезическими знаками.

19


Спасибо за внимание!

Documents

А.В. Ханзадян М.А.con-fig.com/wp-content/uploads/2018/11/hanzadyn.pdf · измерительной информации АРМ обработки измерительной