Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Розділ 1. Історичний екскурс в розвиток геотронікиСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Що таке геотроніка? В історії розвитку методів і засобів геодезичних вимірювань за останні півстоліття відбулися дві революції. Перша з них здійснилась в сорокових – п'ятдесятих роках ХХ сторіччя, і полягала вона в тому, що в геодезію прийшла електроніка. До цього всі геодезичні прилади були виключно оптико-механічними пристроями. Електроніка почала свій тріумфальний хід в геодезії з лінійних вимірювань, потім проникла в кутові вимірювання, а згодом і в найконсервативнішу область – нівелювання. Інтенсивна розробка светловіддалемірів, радіовіддалемірів, електронних тахеометрів, радіогеодезичних систем для визначення координат рухомих об'єктів означала настання нової ери в геодезії. Величезну роль зіграла поява в 1960 році лазерів, бурхливий розвиток мікроелектроніки і обчислювальної техніки, що забезпечила створення сучасних комп'ютерних технологій. До вище перелічених електронних засобів геодезичних вимірювань додалися лазерні інтерферометри і балістичні (лазерні) гравіметри. Друга революція, початок якої відноситься до сімдесятих років, - це створення глобальних супутникових навігаційно-геодезичних систем. Хоча розробка і використання супутникових систем типу «Транзит» (США) і «Цикада» (СРСР) для мети навігації почалася ще в 60-х роках, переворот в геодезії вчинили саме глобальні системи: GPS (США) і ГЛОНАСС (Росія). Ці системи називаються глобальними тому, що вони забезпечують отримання координат в будь-якій точці Землі в будь-який довільний момент часу. В них реалізовані принципово нові методи вимірювань, і ці системи дозволяють здійснити абсолютно нові підходи до виконання геодезичних робіт. Роль глобальних супутникових систем важко переоцінити. Визначення координат точок на земній поверхні за допомогою цих систем отримало широке застосування в самих різних областях людської діяльності. Координати потрібні не тільки геодезистам – вони потрібні і морякам, і авіаторам, і військовим, і учасникам різних експедицій, і багатьом іншим споживачам. Раніше, щоб отримати координати, доводилося виконувати трудомісткі геодезичні роботи на місцевості, виміряючи геометричні величини – відстані, кути і перевищення між точками на земній поверхні. Для передачі координат треба було будувати мережі різних конфігурацій, закріплені на місцевості спеціальними центрами, що закладаються у верхньому шарі земної поверхні. Над центрами зводились геодезичні знаки (піраміди, сигнали) – дерев'яні або металеві «наглядові вежі», часто значної висоти (до 30м), для забезпечення взаємної видимості між пунктами. Поява супутникових систем зробила, у принципі, непотрібними всі ці роботи. Маючи супутниковий приймач, ми маємо можливість зразу ж визначити координати місця його установки з точністю порядку десятків метрів, що достатньо для багатьох навігаційних задач, а за наявності двох приймачів отримати «геодезичну точність» визначення їх взаємного положення – до сантиметрів і навіть міліметрів. Це дозволяє створювати опорні мережі, виконувати знімальні і прив’язочні роботи набагато більш ефективно в порівнянні з традиційними методами. Історично появі глобальних супутникових систем передувала розробка методу радіоінтерферометрії з наддовгою базою (РНДБ) і створення лазерних супутникових віддалемірів для вимірювання відстаней до штучних супутників Землі (ШСЗ). Саме цими засобами побудована глобальна геодезична мережа, яка постійно вдосконалюється, і є опорною для мереж, створюваних всіма іншими методами. В результаті вказаних революцій і еволюції вимірювальної техніки, що відбувалася між ними, сучасна геодезія є областю, в якій вимірювання виконуються переважно електронними засобами. Злиття геодезії і електроніки привело до утворення нового розділу геодезичної науки – геотроніки, а також до виникнення навчального курсу з тією ж назвою. Геотроніка як наука. Науковий зміст геотроніки становить застосування її досягнень для розробки нових способів вирішення різних задач геодезії. Тут можна виділити два напрями. Перший з них – використання досягнень геотроніки для вирішення фундаментальних наукових задач геодезії. До них відносяться вдосконалення земної системи координат, визначення параметрів обертання Землі, створення глобальних геодезичних мереж, вивчення геодинамічних явищ, постановка планетарних досліджень і так далі. Основними методами і засобами тут є РНДБ, лазерна супутникова віддалеметрія, лазерна локація Місяця і глобальні супутникові системи. Другий напрям – це використання методів і засобів геотроніки для вирішення практичних задач геодезії. В сучасному розумінні більшість таких задач зводиться до забезпечення створення геоінформаційної системи на територію країни в цілому і на кожний її регіон і об'єкт зокрема. Геоінформаційна система містить дані про результати виконаних на тій або іншій ділянці топографо-геодезичних і кадастрових робіт. Вона дозволяє оперативно вносити зміни в банк даних: результати нових вимірювань, відомості про виявлені грубі помилки у виконаних раніше роботах, результати зрівняння, дані про знову створені і втрачені опорні пункти і т.д. В деяких регіонах з використанням супутникових систем удосконалюється геодезична мережа, створена колись наземними методами. Отримання більш точних координат вимагає внесення виправлень в топографічні і кадастрові матеріали. Ця процедура легко виконується за наявності геоінформаційної системи на конкретний регіон або об'єкт. Найефективнішим засобом створення геоінформаційної системи, яка об'єднує результати геодезичних, топографічних і кадастрових робіт, є поєднання супутникових методів і електронної тахеометрії, причому на частку супутникових вимірювань припадає від 50 до 90 % об'єму робіт. І супутникова апаратура, і електронні тахеометри за останні 10-15 років удосконалювалися надзвичайно швидкими темпами. За ці роки електронний тахеометр пройшов шлях від приладу, що є оптичним теодолітом з світловіддалемірною насадкою і окремим обчислювальним пристроєм, до «роботизованої станції», що має можливість дистанційного керування. Вона оснащена сервоприводами, мікрокомп'ютером з багатофункціональним пакетом програм. Є можливість автоматичного наведення на ціль і її відстежування, передбачена передача інформації по телеметричному каналу зв'язку. Розроблена модульна геодезична система, яка об'єднує супутниковий приймач, електронний тахеометр і потужний польовий комп'ютер. Існує ще один напрям в області геотроніки, що має велике значення для прикладної геодезії. Це створення просторово-координатних систем (ПКС) для прецизійного (з помилкою 10-50 мкм) визначення координат контрольних точок складних поверхонь (таких, як крило літака або елементи антени радіотелескопу). Такі системи називають 3D-системами – від англійського 3-Dimension (тривимірні, трьохкоординатні). Існуючі системи використовують або електронні стежачі теодоліти, що виконують пряму кутову засічку, або стежачі лазерні інтерферометри, що здійснюють лінійну засічку. Робота управляється комп'ютером і виконується в просторі об'ємом до декількох кубічних метрів. Що стосується вимірювань за допомогою глобальних супутникових систем, то ця технологія безперервно і стрімко удосконалюється. До числа останніх досягнень входять такі, як розробка двохсистемних приймачів GPS/ГЛОНАСС, можливість отримання диференціальних поправок з геостаціонарного супутника зв'язку і радіомаяків, можливість роботи в режимі кінематики в реальному часі, яка не вимагає постобробки, поєднання супутникового приймача з електронним тахеометром. Поява супутникових систем зробила непотрібним застосування радіовіддалемірів, які широко використовувалися раніше, поставивши крапку в їх виробництві, і сильно вплинула на роль світловіддалемірів. Корисно відзначити, що до недавнього часу була загальноприйнятою класифікація світловіддалемірів, відповідно до якої вони ділилися на три групи: · Світловіддалеміри групи Г (геодезичні), що мають дальність дії до 15-50 км і точність порядку [(5-10)мм + (1-2)мм/км], призначені для вимірювання сторін в державних геодезичних мережах і базисів тріангуляцій вищих класів. · Світловіддалеміри групи Т (топографічні), з дальністю дії до декількох кілометрів і точністю 5мм + 5мм/км (типове значення), призначені для вимірювання відстаней в геодезичних мережах згущування і для топографічних зйомок. · Світловіддалеміри групи П (вживані в прикладній геодезії), з дальністю дії до 0,3 – 3 км (в окремих випадках і більше), що характеризуються підвищеною і найвищою точністю вимірювань (помилка близько 2 мм і менш). Їх часто називають також прецизійними віддалемірами. Приведену класифікацію в даний час можна вважати застарілою. З появою глобальних супутникових систем геодезичні світловіддалеміри практично витіснені з сцени, а топографічні світловіддалеміри, як правило, використовуються не як окремі прилади, а у складі електронних тахеометрів. Фактично зберегли своє значення лише прецизійні віддалеміри з їх високою точністю, які використовуються для вирішення спеціальних задач прикладної геодезії (при монтажі і експлуатації прискорювачів заряджених частинок, антен радіотелескопів і інших унікальних споруд). Не слід, проте, вважати, що супутникові системи є якоюсь «панацеєю», яка може бути використана у всіх випадках. В реальних умовах вимірювань часто зустрічаються ситуації, коли робота супутникових систем утруднена, а іноді і просто неможлива через несприятливі умови спостережень, коли місцеві перешкоди екранують пряме проходження радіосигналів від супутників або створюють численні віддзеркалення радіохвиль від будівель, металевих конструкцій і т.п., порушуючи стійку роботу супутникових приймачів (особливо характерно це при роботі в міських умовах). Неможливо використовувати супутникові системи при маркшейдерських роботах. Все це враховується при плануванні супутникових вимірювань, і у ряді випадків доводиться використовувати і «традиційні методи» світловіддалеметрії та електронної тахеометрії. Ще одна важлива область застосування геотроніки – метрологічне забезпечення геодезичних вимірювань. Сюди входить побудова високоточних метрологічних базисів для калібрування віддалемірів і електронних тахеометрів. Тут істотна роль належить оптичній інтерферометрії, як самому точному методу лінійних вимірювань. На основі нового визначення метра і створення єдиного еталона часу-частоти-довжини передача розміру одиниці довжини на базис здійснюється за допомогою лазерного інтерферометра з гелій-неоновим (Не-Ne) лазером, відкаліброваним за оптичним стандартом частоти. Варто відмітити також, що лазерний інтерферометр є основою абсолютного балістичного гравіметра. Балістичні гравіметри використовують для метрологічного забезпечення гравіметричної мережі країни. Всі перераховані напрями геотроніки утворюють могутній арсенал вимірювальної техніки в сучасній геодезії і достатньою мірою відображені в курсі «Геотроніка». Геотроніка як навчальна дисципліна. Курс «Геотроніка» сформувався на основі курсу, що носив раніше назву «Радіогеодезія». Пізніше з'явилась більш довга назва «Радіогеодезичні і електрооптичні вимірювання». В 90-х роках курс включив супутникові вимірювання, і його назва стала настільки довгою, що стало викликати незручності. Відмітимо, що назва «Радіогеодезія», при всій своїй стислості, має істотний недолік. Існує багато областей геодезії: вища геодезія, космічна геодезія, морська геодезія, прикладна геодезія. Всі ці назви відображають різні області застосування геодезії. Радіогеодезія ж, будучи по звучанню схожа на ці назви, випадає з цього ряду, оскільки «обслуговує» всі вказані області. Термін «геотроніка» – поєднання слів «геодезія» і «електроніка» - краще відображає сутність справи, оскільки позначає не область застосування геодезії, а сукупність електронних методів і засобів геодезичних вимірювань, що можуть використовуватися в будь-якій області геодезії. В основі супутникових методів лежать принципи, що відносяться до електронних методів лінійних вимірювань, тобто до одного з розділів геотроніки. Тому введення нових «супутникових дисциплін» не виключає збереження в курсі геотроніки матеріалу за основними принципами супутникових вимірювань. Пропонований для дистанційного комп'ютерного навчання курс «Геотроніка» є якоюсь мірою «універсальним» і може використовуватися студентами будь-якої спеціальності, що вивчають даний предмет протягом одного семестру. В основі лежить ідея створення базового курсу, що відображає реальність – повсюдне застосування електронних методів в геодезії. При відборі матеріалу і викладі окремих розділів головну увагу надано тому, щоб забезпечити засвоєння студентами ключових, основоположних принципів геотроніки, дати студентам, так би мовити, «електронно-геодезичну підготовку», яка стала б базою для вивчення надалі методів, приладів і систем, що розглядаються в інших дисциплінах. Особливістю курсу «Геотроніка» є його «синтетичність». В ньому використовуються різні області знання: радіоелектроніка, фізична оптика, лазерна техніка, вища геодезія, супутникова геодезія, математичний аналіз. Маючи на увазі вищевикладене, в даному курсі зроблена спроба дати по можливості простий, короткий і наочний, але разом з тим достатньо строгий виклад всіх основних аспектів сучасної геотроніки. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ:
1. Коли почалось проникнення електроніки в геодезію? 2. Коли з’явився перший лазер? 3. Яка супутникова система не є глобальною? 4. Що визначається за допомогою супутникових систем? 5. Що є предметом вивчення в геотроніці? 6. Які прилади і пристрої використовуються для створення геоінформаційної системи? 7. Які координати визначають просторово-координатні системи? 8. Які світловіддалеміри мають максимальну точність? 9. В яких умовах можуть працювати супутникові приймачі? 10. Що грає головну роль при метрологічному забезпеченні лінійних вимірів?
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-29; просмотров: 114; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.43.106 (0.011 с.) |