Вдосконалення методики геометричного нівелювання в умовах нестійкої стратифікації атмосфери

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет "Львівська політехніка"

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Вдосконалення методики геометричного нівелювання в умовах нестійкої стратифікації атмосфери

05.24.01 - геодезія, фотограмметрія та картографія

Кіселик Оксана Володимирівна

Львів - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті „Львівська політехніка”

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор,

Мороз Олександр Іванович,

завідувач кафедри “Геодезія”

Національного університету „Львівська політехніка”

Офіційні опоненти - Доктор технічних наук, професор,

Заблоцький Федір Дмитрович,

завідувач кафедри “Вища геодезія та астрономія” Національного університету “Львівська політехніка”.

Кандидат технічних наук, доцент,

Терещук Олексій Іванович,

декан інженерно-будівельного факультету Чернігівського державного інституту економіки і управління.

Захист відбудеться 02 липня 2010 року о 12⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.13 у Національному університеті „Львівська політехніка” ( 79013, Львів-13, вул. С. Бандери, 12, ауд. 502 , ІІ-го навчального корпусу).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету „Львівська політехніка” ( 79013, Львів, вул. Професорська, 1).

Автореферат розісланий 28 травня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

к.т.н., доцент Паляниця Б. Б.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Із зростанням вимог до точності побудови геодезичних мереж для розв'язування реґіональних і, особливо, локальних задач геодинаміки, спостережень на геодинамічних полігонах, спостережень за стійкістю інженерних споруд, розв'язування задач міського будівництва та багатьох інших задач інженерної геодезії, остаточною метою яких є безаварійна робота важливих виробничих об'єктів, зростають вимоги щодо підвищення точності та оперативності високоточного геометричного нівелювання. рефракція нівелювання вертикальний коливання

Визначення перевищень методом геометричного нівелювання, що виконують згідно чинної Інструкції має, і на сьогоднішній день, безперечну перевагу в точності порівняно з іншими методами, включаючи і супутникові, для ходів довжиною до 100 км.

З появою супутникових технологій вимірювання перевищень (геодезичних висот) досягнуло високої точності, якщо застосовувати відповідну методику і періоди спостережень. Однак, в практиці, використання геодезичних висот є складним, тому, переважно, користуються нормальними висотами, які визначають через відповідні перерахунки. Для цього необхідно мати модель квазігеоїда на відповідну територію. Точність визначення нормальних висот існуючим супутниковим методом нівелювання для масових спостережень реґламентується реальною точністю визначення моделі квазігеоїда (3 - 10 см). Для ходів геометричного нівелювання до 100 км ця точність є недостатньою.

Точність визначення перевищень геометричним та тригонометричним нівелюваннями лімітується впливом зовнішніх умов. Тому подальші дослідження мають бути скеровані, перш за все, на пошук та опрацювання нових найефективніших методів врахування вертикальної рефракції.

Найперспективнішими і такими, що дозволять розв'язати проблему врахування вертикальної рефракції з точністю такого ж порядку, як точність відлічування сучасними геодезичними приладами без особливих додаткових вимірювань і матеріальних затрат є, на нашу думку, методи, що базуються на вивченні закономірностей турбулентності атмосфери.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тематика роботи тісно пов'язана з науковою та навчальною роботою Інституту геодезії Національного університету „Львівська політехніка”. Тема роботи узгоджується з:

- ключовими завданнями Державної науково-технічної програми розвитку топографо-геодезичної діяльності та національного картографування на 2003-2010 роки, затвердженої Постановою Кабінету Міністрів України від 16 січня 2003 року №37, і відповідає науковому напрямку кафедри геодезії „Дослідження сучасних методів геодезичних вимірювань та умов їхнього виконання і опрацювання”;

- Постановою Кабінету Міністрів України № 844 від 8 червня 1998 року „Про затвердження основних положень створення Державної геодезичної мережі України”.

- Постановами Кабінету Міністрів України від 11 вересня 1995 року та від 28 червня 1997 року про створення програм для спостережень на геодинамічних полігонах за ендогенними, екзогенними і техногенними процесами на атомних електричних станціях України.

Мета і задачі досліджень. Метою дисертаційної роботи є вдосконалення методики та підвищення точності геометричного нівелювання врахуванням атмосферних впливів, серед яких найбільший вплив на результати вимірювань у геометричному нівелюванні має вертикальна рефракція, зокрема її аномальна складова.

Для досягнення цієї мети у роботі поставленні такі задачі:

- проаналізувати сучасний стан врахування впливу вертикальної рефракції на точність геометричного нівелювання впродовж доби;

- запропонувати методику визначення величин коливань зображень, викликаних впливом вертикальної рефракції, використовуючи сучасні прилади;

- створити відповідне програмне забезпечення, яке б дозволило оперативно визначати величини коливань зображень і за ними обчислювати поправки у відліки рейок;

- використовуючи результати об'єктивної фіксації величин коливань запропонувати методику оперативного врахування впливу вертикальної рефракції на точність визначуваного перевищення;

- оцінити точність отриманих результатів запропонованою методикою.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна одержаних в дисертаційній роботі результатів полягає в тому, що:

- запропоновано методику фіксації величин коливань зображень візирних цілей з використанням приладів зарядового зв'язку та вперше зафіксовано увесь спектр коливань візирної цілі під час відлічування в процесі вимірювань;

- запропоновано методику визначення величин коливань зображень;

- запропоновано методику визначення поправок у відліки рейок за величинами коливань зображень, що дало змогу зменшити вплив вертикальної рефракції на результати геометричного нівелювання впродовж доби, виключаючи періоди близькі до сходу та заходу сонця;

- використовуючи сучасне програмне забезпечення виконано аналіз впливу вертикальної рефракції на результати геометричного нівелювання за величинами коливань зображень.

Практичне значення одержаних результатів. Найважливішим практичним результатом роботи є вдосконалення методики для підвищення точності геометричного нівелювання вимірюванням та врахуванням вертикальної рефракції. Це дає можливість виконувати геодезичні роботи в будь-яку пору доби, виключаючи періоди близькі до сходу та заходу сонця, збільшуючи період часу виконання робіт, підвищуючи їхню оперативність та знижуючи вартість виконаних робіт.

Результати теоретичних та експериментальних досліджень можуть бути впроваджені під час прецизійного монтажу великогабаритного обладнання, спостереження за деформацією унікальних споруд, виконання високоточного геометричного нівелювання для створення Державної геодезичної мережі, а також на геодинамічних полігонах.

Особистий внесок здобувача. Основні наукові положення, які становлять суть дисертації, сформульовані та вирішені автором самостійно. Автором запропоновано вдосконалену методику геометричного нівелювання, створені спостережні станції для виконання досліджень, виконано експериментальні дослідження із застосуванням пропонованої методики, опрацьовано результати досліджень. У співавторстві розроблені програми для опрацювань коливань зображень.

Апробація результатів дисертації. Основні теоретичні і експериментальні результати приведених в дисертації досліджень доповідались і обговорювались на:

- міжнародній науково-технічній конференції / Геофорум. - Яворів. - 2002- 2006;

- науково-технічному семінарі / Геомоніторинг. - Славське.- 2004;

- ІІ-й міжнародній науково-практичній конференції / Нові технології в геодезії землевпорядкуванні та лісовпорядкуванні. - Ужгород. - 2007;

- науковому семінарі кафедри геодезії. - Львів. - 2007;

- регіональній науково-практичній конференції / Науковий супровід сталого розвитку сільських територій. - Бережани. - 2007;

- міжнародній науковій конференції / Геодезичний моніторинг навколишнього середовища. - Львів. - 2008.

Основні результати дисертаційної роботи. Основні результати дисертаційної роботи опубліковано в наукових фахових виданнях, матеріалах конференцій, серед них і міжнародних. За матеріалами дисертації опубліковано 12 наукових праць, з них: 9 статей у наукових фахових виданнях, 3 статті в збірниках матеріалів конференцій, а також отримано 3 патенти на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел та трьох додатків. Загальний обсяг дисертації становить 149 сторінок (з них 28 - додатки), 26 рисунків і 10 таблиць. Список використаних джерел включає 103 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовані мета і задачі досліджень, наукова новизна і практичне значення одержаних результатів.

Приладові похибки вимірювань у сучасних геодезичних приладах, а особливо в цифрових нівелірах не є перепоною для підвищення точності геодезичних вимірювань. Точність вимірювань обмежується впливом зовнішніх умов.

Вважають, що у приземному прошарку атмосфери виконують 90% усіх традиційних геодезичних вимірів.

Цей прошарок характерний досить різкими змінами метеорологічних параметрів атмосфери, що призводить до зміни показника заломлення повітря та викревлення світлових променів.

Серед похибок, що впливають на результати геометричного нівелювання й обумовлені впливом зовнішнього середовища, є вертикальна рефракція - явище, внаслідок дії якого ми бачимо віддалені предмети не там, де вони фактично розташовані.

Точність, спричинена похибками викликаними вертикальною рефракцією, обмежується флюктуаціями параметрів розповсюджуваного випромінювання, які, в основному, обумовлені величиною та знаком вертикального ґрадієнта температури та зміною густини повітря.

Чим більші за величиною вертикальні ґрадієнти температури на шляху візирного променя, тим більший, для інших однакових умов, вплив вертикальної рефракції на відлік рейки.

У розділі 1 подано загальні відомості про рефракцію, її інтеґральну формулу, виконано аналіз робіт в царині вертикальної рефракції, аналіз способів визначення нівелірної рефракції, описано вплив рефракції на результати геометричного нівелювання.

Високоточне геометричне нівелювання - один із видів наземних геодезичних робіт, точність якого ще не досягається методами супутникової геодезії. Можна стверджувати, що врахування впливу атмосфери в наш час є безальтернативним методом підвищення точності геометричного нівелювання.

Виміряти або визначити величину вертикальної рефракції намагаються декілька сотень років. Проте найбільше праць з цього питання припадає на ХХ ст. Ретельні дослідження рефракції, що почалися ще у 30-х р.р., продовжуються дотепер. Рефракція є загальною геодезичною проблемою, тому важко назвати геодезиста, який би не намагався розв'язати її. Цими питаннями займалися: Струве В.Я., Куккам'які Т., Красовський Ф.Н., Ізотов А.А., Пеллінен Л.П., Гейм І.А., Юношев Л.С., Куштін І.Ф., Міхелєв Д.Ш., Павлов Н.А., Яковлєв М.В., Клюшин Є.Б., Прокопов А.В., Прилєпін М.Т., Ямбаєв Х.К., Алексєєв А.В., Вільне Д.Г., Садовський І.І., Brein R., Bruner F., Owens I., Tengstron E., Witte B., Deuben D... І, звичайно, не можна говорити про рефракцію не посилаючись на львівську школу рефракції, засновником якої був заслужений діяч науки і техніки України Островський А.Л. Фактично всі представники львівської школи рефракції є його учнями або соратниками: Масліч Д.І., Хижак Л.С., Кметко І.Н., Патова З.Ф., Джуман Б.М., Павлів П.В., Тартачинський Р.М., Тревого І.С., Стащишин І.І., Заблоцький Ф.Д., Власенко С.Г., Черняга П.Г., Мороз О.І., Перій С.С., Літинський В.О., Терещук О.І.... та майже кожний працівник Інституту геодезії “Львівської політехніки”. Пропозиції деяких авторів мають більше фундаментальний або прикладний характер. І, тим не менше, проблема визначення і врахування вертикальної рефракції за будь-якої стратифікації атмосфери залишається і до сьогодні не розв'язаною.

Як відомо, нормальна рефракція впливає на величину відліку в геометричному нівелюванні під час байдужого стану атмосфери, коли нормальні вертикальні ґрадієнти температури близькі до . Величину впливу нормальної складової рефракції можна обчислити (з точністю до 0,1 кутової секунди, що призведе до похибки у відліку рейки 0,05 мм на віддалі 100 м) за метеорологічними параметрами (температурою та тиском) у точці спостережень. Проблематичним є визначення та врахування аномальної складової вертикальної рефракції, яка може перевищувати нормальну складову в декілька разів.

Виконаний аналіз показав, що найточнішими і перспективними із існуючих методів визначення аномальної вертикальної рефракції є методи, що базуються на законах статики атмосфери та теорії термічної турбулентності.

Для цього бажано замінити окомірні вимірювання величин коливань зображень, які є по-перше, суб'єктивні, а по-друге, стомлюють очі спостерігача, - електронними.

Проблема полягає не тільки у підвищенні точності вимірювання амплітуди коливань зображень, а ще й в репрезентативному аналізі закономірності їхньої появи з метою установлення зв'язку між величиною коливань і величиною аномальної рефракції.

Для точнішої, об'єктивної фіксації коливань зображень під час геометричного і тригонометричного нівелювань нами запропоновано:

методику фіксації величин коливань зображень за допомогою приладів зарядового зв'язку;

методику передачі цих зображень на персональний комп'ютер;

методику опрацювання коливань зображень для визначення і врахування поправок за вертикальну рефракцію у виконані вимірювання;

У розділі 2 описано експериментальні дослідження: точності геометричного нівелювання в турбулентній атмосфері із застосуванням візуальної фіксації коливань зображень; точності геометричного нівелювання в турбулентній атмосфері із застосуванням цифрових нівелірів та приладів зарядового зв'язку; алгоритм опрацювання результатів експериментальних вимірювань; дослідження впливу вертикальної рефракції в нівелірних ходах на затяжних схилах та в нічний період; експериментальні дослідження впливу вертикальної рефракції на результати одностороннього тригонометричного нівелювання із застосуванням приладів зарядового звязку.

Для розв'язання поставлених задач щодо фіксування коливань зображень візирних цілей виконані дослідження на спеціально створених спостережних станціях геометричного нівелювання.

Станції були підібрані так, що з однієї станції промінь проходив на різних віддалях та різних еквівалентних висотах так, щоб для великої еквівалентної висоти візирного променя відлік рейки був невеликий. Різниці ж еквівалентних висот були значно більші ніж під час максимального перевищення на одноманітному схилі в практиці нівелювання. Зв'язкові точки вибрані і закріплені геодезичними центрами на глибину 0,6 м так, щоб відліки рейки були невеликі, а їхні різниці були якомога меншими.

Метою таких досліджень була не тільки фіксація на електронних носіях коливань зображень рейок, які видно у трубу геодезичного приладу, а й опрацювання цих зображень для встановлення закономірностей та визначення параметрів коливань, величин поправок у відліки рейок за визначеними величинами коливань зображень у період нестійкої стратифікації атмосфери, незалежно від віддалі до них та величин еквівалентних висот візирних променів.

Для автоматизації процесу вимірювань, коливання зображення штриха нівелірної штрих-кодової рейки фіксували цифровим нівеліром DiNi 22, на зорову трубу якого прикріпили цифрову відеокамеру. Для збереження центра ваги зорової труби на її об'єктив прикріпили противагу. Зменшення кількості зайвої інформації, що потрапляє у камеру, та покращання чіткості зображення досягали установленням у місці спостереження за об'єктом сірого фону. Таким чином фіксували весь спектр коливання штриха кожної нівелірної рейки під час відлічування в процесі вимірювання.

Для доступу до зображення у камері із персонального комп'ютера, використали відповідні пристрої спряження через послідовні порти.

Опрацювання зображень на комп'ютері виконували в декілька етапів. Спершу зі зображення рейки виділяли частину, на якій відслідковували коливання, переводили схему кольорів в відтінки сірого, перетворювали відеофайл в послідовність кадрів, перетворювали послідовності кадрів в відтінках сірого в чорно-біле зображення, оскільки аналіз коливань зображення найзручніше виконувати з чорно-білими кольорами.

Для слідкування за коливаннями штриха рейки нами створена програма, за допомогою якої можна: визначити вертикальну та горизонтальну межу штриха рейки; зберігати координати наріжної точки штриха, яка характеризує положення штриха за 1/25 секунди; здійснювати пакетне опрацювання файлів за заданим списком та визначати величину вертикальних та горизонтальних коливань спостережуваного об'єкта у пікселях.

Далі опрацьовували коливання та перетворювали їх у графіки.

Коливання отримані в пікселях, для наочності, переведили у лінійну міру - в міліметри:

,

де

- значення вертикальної складової коливань зображень в пікселях;

- середня ширина пікселя в міліметрах;

- середнє значення вертикальної складової коливань зображень в пікселях;

- відлік рейки, який видавав нівелір після десяти відлічувань.

Для цього вимірювали розміри спостережуваних частин рейки взірцевим метром декількома прийомами (з точністю не гірше 0,06 мм) і визначали розмір пікселя в лінійні мірі.

Для підвищення точності встановлення відповідності між лінійними розмірами, наприклад, зображення рейки та кількістю пікселів, що поміщаються у ньому, вибирали декілька суміжних штрихів в районі відлічування кодових нівелірних рейок.

Спостереження виконували 9 днів впродовж майже всього світлового періоду починаючи і закінчуючи в період стійкої стратифікації атмосфери. Таким чином кожне перевищення за день визначали в середньому 27-30 разів.

Для аналізу коливань зображень використовували відомі програми, які дозволяють отримати амплітудно-частотні характеристики коливань.

З цих характеристик видно, що коливання з найбільшою амплітудою наступають з частотою 0,2 - 1 Гц, а далі - зі збільшенням частоти, поступово затухають.

У розділі 3 запропоновано методику визначення та врахування впливу вертикальної рефракції на результати геометричного нівелювання за коливаннями зображень візирної цілі, а також подано результати експериментальних досліджень.

Використовуючи миттєві просторові положення зображення візирної цілі та застосовуючи відповідне програмне забезпечення визначили величину розмаху коливань зображень штриха кожної із рейок. На основі отриманих флуктуаційних характеристик періоду спостережень цілі та на основі законів їхнього виникнення, залежно від метеорологічних умов по лінії спостереження, визначили та врахували поправку за рефракцію.

Для оцінювання ефективності уведення поправок визначено перевищення у ранішні та вечірні видності у час спокійних зображень нівеліром Н-05 та інварними рейками за методикою нівелювання І-го класу. Ці перевищення прийнято за істинні.

Після уведення поправок за рефракцію перевищення збільшуються, різниці між перевищеннями визначеним цифровим нівеліром DiNi22 і істинними перевищеннями, зменшуються.

Отримані результати досліджень показали, що в ході довжиною 1,508 км, який складався із 14-ти станцій, аналогічних до станції, що показана на рис.1, і був прокладений в період нестійкої стратифікації атмосфери з середньою довжиною плеча 58 м і значною різницею еквівалентних висот візирного променя, вплив рефракції на нев'язку дорівнював -6,28мм. Така нев'язка дорівнює допустимій нев'язці в ході нівелювання ІІ класу. З уведеними поправками у відліки рейок за вертикальну рефракцію такий вплив у шість разів менший ніж без уведення поправок, а середні квадратичні похибки визначення перевищення на станції не носять систематичного характеру і у два рази менші від аналогічних похибок отриманих за відліками, які видає безпосередньо цифровий нівелір.

Для ходу із довжиною плеча 93 м вказані величини проявляються ще характерніше. Вплив рефракції на нев'язку для ходу довжиною 2,576 км, який би складався із 14-ти станцій, був би більший ніж сама нев'язка у ході нівелювання ІІІ класу. Середні квадратичні похибки визначення перевищення на станції із врахуванням рефракції, як і для ходу з довжиною плеча 58 м, також у два рази менші від аналогічних похибок без уведення поправок у відліки.

В нівелірному ході на затяжному схилі довжиною 0,54 км, похибка за рефракцію дорівнює 3,55-5,35 мм, залежно від періоду дня.

Така похибка перевищує допустиму нев'язку (7 мм) навіть для нівелірного ходу ІІІ-го класу. З уведеними поправками у відліки рейок похибки за рефракцію менші навіть від допустимої нев'язки для нівелірного ходу І-го класу.

З отриманих результатів досліджень можна також зробити припущення, що для низьких променів, принаймні для відліків рейки менших 0,5 м, коливання зображень не завжди повністю характеризують величину аномальної частини вертикальної рефракції. Це підтверджує вимоги діючої Інструкції з геометричного нівелювання, що відліки у нівелюванні І-го класу не можуть бути менші 0,8 м, а для ІІ-го - 0,5 м. Але запропонована методика дозволяє значно, майже у сім разів, зменшити вплив диференційної вертикальної рефракції навіть для променів висотою 0,4-0,5 м.

Запропоновану методику визначення та врахування впливу вертикальної рефракції перевіряли також в геометричному нівелюванні в нічний період та в односторонньому тригонометричному нівелюванні. Це дало змогу ще раз підтвердити ефективність пропонованої нами методики.

Теорія термічної турбулентності атмосфери Моніна-Обухова доводить, що флюктуації вертикальних ґрадієнтів температури на всьому шляху візирного променя є чинниками вертикальної аномальної рефракції, зокрема, коливань зображень візирних цілей.

Виконані спостереження показали, що коливання візирних цілей, викликані турбулентністю атмосфери, різні за частотою та амплітудою. Вони притаманні тільки аномальному вертикальному ґрадієнту температури. На початковій фазі переходу атмосфери у термічно турбулентний стан переміщення візирних цілей є малопомітне. Далі амплітуда дрижань зростає, а частота дрижань є в межах від 100-150 Гц до 1,0-0,1 Гц.

Знаючи розмах дрижань зображень та закономірність їхньої появи, у лінійній чи кутовій мірах, можна, з достатньою точністю, обчислити поправки до вимірюваних величини для будь-якого періоду спостережень з нестійкою стратифікацією атмосфери.

Підвищення точності отриманих перевищень не залежить ні від періоду спостережень під час нестійкої стратифікації атмосфери, ані від значно перебільшених, ніж в реальному нівелюванні, відношень еквівалентних висот. Це говорить про те, що запропонована нами методика геометричного нівелювання значно підвищує точність визначення перевищень врахуванням вертикальної рефракції і дає можливість розширити період спостережень вранці та ввечері, тобто, підвищити продуктивність праці та скоротити час виконання на геодезичних полігонах циклу повторних спостережень за усією системою точок, динаміка висот яких досліджується.

ВИСНОВКИ

Переважна більшість значних перевищень, визначених геометричним нівелюванням, обтяжена похибками впливу вертикальної рефракції. Ці похибки для однакових зовнішніх умов є пропорційними до довжин плечей та величин перевищень, а діюча Інструкція з нівелювання не має ніяких застережень щодо їхнього врахування.

Досліджено, що величина впливу вертикальної рефракції у геометричному нівелюванні вже через 0,5 год. після сходу сонця у літні сонячні дні сягає 0,2-0,3 мм, а далі може сягати навіть декількох міліметрів на одній станції для перевищень 1,5-2,0 м.

Експериментально підтверджено, що аномальна складова вертикальної рефракції має найбільший вплив на точність геометричного нівелювання у денний період, особливо в ходах зі значними перевищеннями.

Запропоновано методику фіксації коливань зображень візирних цілей з використанням приладів зарядового зв'язку та вперше зафіксовано увесь спектр коливань візирної цілі під час відлічування в процесі вимірювань.

Знаючи параметри коливань зображень, закономірності їхньої появи і залежності між ними та аномальною вертикальною рефракцією, запропоновано методику врахування вертикальної рефракції введенням поправок у відліки рейок за величиною розмаху.

Сукупність створених та використаних програм, що подані у дисертаційній роботі, дають можливість визначення величин коливань зображень візирних цілей, що спостерігаються як традиційними, так і електронними геодезичними приладами та аналізу цих коливань.

Для значного підвищення точності результатів геодезичних вимірів та розширення періоду спостережень, скорочення часу виконання на геодезичних полігонах циклу повторних спостережень, потрібно вводити поправки за розмах у виконані геодезичні виміри.

Запропоновану методику врахування вертикальної рефракції можна також використовувати для значного підвищення точності одностороннього тригонометричного нівелювання.

Запропоновану методику можна ефективно використати для автоматизації процесу вимірювань у цифрових нівелірах та електронних тахеометрах, у внутрішній пам'яті яких можна задавати відповідні програми.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кіселик О.В. Дослідження правильності руху фокусуючої лінзи нівеліра / А Островський, В. Новосад, О. Кіселик // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - Львів. - 2003. - С.178-182. - здобувачем опрацьовано результати експериментальних досліджень.

2. Кіселик О.В. Порівняльні дослідження точності автоматизованого визначення та врахування рефракції сантилометром, відеотеодолітом та цифровим нівеліром / А.Островський, О.Островська, В. Новосад, О. Кіселик // Геодинаміка. - Львів. - 2004. - С. 17-23. - здобувачем опрацьовано результати досліджень та виконано оцінку їхньої точності.

3. Кіселик О.В. Визначення параметрів коливань зображень візирних цілей / В. Літинський, О. Кіселик, С. Літинський // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - Львів. - 2005. - С. 133-137. - здобувачем висвітлено математичний апарат, який дає змогу фіксувати коливання зображень та визначати їхню величину.

4. Кіселик О.В. Врахування нівелірної рефракції з використанням ПЗЗ / В. Літинський, О. Кіселик, С. Літинський // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - Львів. - Вип. ІІ. - 2005. - С.71-75.- здобувачем запропоновано методику врахування нівелірної рефракції.

5. Кіселик О.В. Врахування вертикальної рефракції в нівелірних ходах за допомогою приладів зарядового зв'язку / Літинський В.О., Кіселик О.В., Літинський С.В // Геодезія, картографія і аерофотознімання. - Львів. 2006. - № 67. - С. 30-33.- здобувачем розв'язано задачі щодо врахування вертикальної рефракції в нівелірних ходах.

6. Кіселик О.В. Підвищення точності тригонометричного нівелювання із застосуванням ПЗЗ / В. Літинський, О. Кіселик, С. Літинський // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. Львів. - 2006. - Вип. ІІ. -С. 114-118. - здобувачем запропоновано вдосконалену методику тригонометричного нівелювання.

7. Кіселик О.В. Дослідження впливу нівелірної рефракції у нічний період за допомогою приладів зарядового зв'язку / В.О. Літинський, С.В. Літинський, С.С. Перій, О.В. Кіселик // Геодезія, картографія та аерофотознімання. - Львів. - 2007. - № 69. - С. 94-97. - здобувачем запропоновано шляхи врахування нівелірної рефракції для будь-якого періоду доби.

8. Кіселик О.В. Підвищення точності геометричного нівелювання з використанням приладів зарядового зв'язку / Літинський В.О., Літинський С.В., Кіселик О.В. // Нові технології в геодезії, землевпорядкуванні та лісовпорядкуванні. - Ужгород. - 2007. - С. 37.- здобувачем запропоновано вдосконалену методику геометричного нівелювання.

9. Кіселик О.В. До питання підвищення точності визначення перевищення / Кіселик О.В., Літинський В.О., Кіселик Р.І., Брилінський С.М. // Науковий супровід сталого розвитку сільських територій. - Бережани. - 2007.- С. 329-330. - здобувачем запропоновано методику підвищення точності геометричного нівелювання.

10. Деклараційний патент на винахід. Спосіб визначення рефракції у турбулентній атмосфері / Шевченко Т.Г., Мороз О.І., Островська О.А., Кіселик О.В. - № 71235 А. - 2004.- здобувачем запропоновано спосіб визначення рефракції у турбулентній атмосфері.

11. Патент на винахід. Спосіб визначення похибки перефокусування зорових труб геодезичних приладів / Шевченко Т.Г., Літинський В.О., Кіселик О.В., Літинський С.В. - № 84107. - 2008.- здобувачем запропоновано спосіб визначення похибки перефокусування зорових труб геодезичних приладів

12. Патент на винахід. Спосіб визначення вертикальної рефракції у турбулентній атмосфері / Шевченко Т.Г., Літинський В.О., Кіселик О.В.,. Літинський С.В. - № 82452. - 2008. - здобувачем запропоновано спосіб визначення вертикальної рефракції у турбулентній атмосфері.

13. Кіселик О.В. Порівняльні дослідження точності визначення перевищення класичним та модернізованим способом нівелювання І-го класу / О.В. Кіселик // Геодезія, картографія і аерофотознімання. - Львів. - 2001.- вип.61. С. 53-56.

14. Кіселик О.В. Дослідження точності геометричного нівелювання І-го класу в турбулентній атмосфері / О. Кіселик // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - Львів. - 2002. - С. 147-149.

15. Кіселик О.В. Деякі дослідження цифрового нівеліра DiNi22 / О. Кіселик // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - Львів. - 2004. - С. 163-167.

АНОТАЦІЯ

Кіселик О.В. Вдосконалення методики геометричного нівелювання в умовах нестійкої стратифікації атмосфери. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.24.01 - геодезія, фотограмметрія та картографія. -- Національний університет “Львівська політехніка”, м.Львів, 2010.

Дисертаційна робота спрямована на вирішення проблеми врахування впливу вертикальної рефракції під час геометричного нівелювання, а, зокрема, її аномальної складової, яка обумовлена термічно турбулентним станом атмосфери. Показана у дисертаційній роботі можливість визначення та врахування вертикальної рефракції за коливаннями візирних цілей підтверджена великою кількістю поставлених експериментальних досліджень та отриманими результатами. Застосування цифрових нівелірів, що обладнані приладами зарядового зв'язку, дає можливість визначення та врахування коливань зображень у геометричному нівелюванні точніше, ніж це робили візуально, і підвищити його точність за рахунок точності визначення величини рефракції, а також розширити періоди спостережень практично на увесь світловий день.

Ключові слова: вертикальна рефракція, турбулентність атмосфери, аномальні градієнти, коливання зображень.

АННОТАЦИЯ

Кисэлык О.В. Усовершенствование методики геометрического нивелирования в условиях неустойчивой стратификации атмосферы. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.24.01 - геодезия, фотограмметрия и картография, Национальный университет “ Львовская политехника”, г.Львов, 2010.

Дисcертационная работа направлена на решение проблемы вертикальной рефракции в геометрическом нивелировании.

Высокоточное нивелирование - один из видов наземных геодезических работ, точность которого еще не достигается методами супутниковой геодезии.

С ростом требований к точности построения геодезических сетей для решения региональных и, особенно, локальных задач геодинамики, наблюдений на геодинамичных полигонах, наблюдений за стойкостью инженерных сооружений, решение задач городского строительства и многих других задач инженерной геодезии, окончательной целью которых является безаварийная работа важных производственных объектов, возрастают требования относительно повышения точности и оперативности высокоточного геометрического нивелирования.

Повышение точности геометрического нивелирования ограничивается не приборными погрешностями, как традиционных так и цифровых нивелиров, а флюктуациями параметров распространяемого излучения. Флюктуации обусловлены колебаниями градиента температуры и плотности воздуха, который приводит к изменению показателя преломления.

Вертикальная рефракция состоит из двух составляющих: нормальной и аномальной. Значение нормальной составляющей вертикальной рефракции можна определить с необходимой точностью зная метеорологические параметры. Более трудно определить аномальную составляющую, которая обусловлена термически турбулентным состоянием атмосферы. Показанная в диссертационной работе возможность определения и учета вертикальной рефракции по колебаниях визирных целей подтверждена значительным количеством выполненых експерементальных исследований на 4-х наблюдательных станциях геометрического и тригонометрического нивелирования и полученными результатами. Предложена методика: фиксации колебаний изображений визирных целей с использованием приборов зарядной связи; определения величин колебаний изображений; определения поправок в отсчеты реек за величинами колебаний. Применение електронных нивелиров, которые оборудованы приборами зарядной связи, позволяет определять и учитывать колебания изображений в геометрическом нивелировании точнее, чем это делали визуально, и повышать его точность за счет точности определения рефракции, а также увеличить периоды наблюдений.

Ключевые слова: вертикальная рефракция, турбулентность атмосферы, аномальные градиенты температуры, колебания изображений.

ANNOTATION

Kiselyk O.V. Improvement of geometriс levelling method at unstable atmosphere stratification. - Manuscript.

Dissertation is manuscript on competition a scientific degree of the candidate of technical science by speciality 05.24.01.-geodesy, photogrammetry and cartography, National University “Lviv Polytechnic”, Lviv, 2010.

The solution of the vertical refraction problem and consideration of it influence in the geometric levelling in particular anomal component of the vertical refraction conditioned by thermal turbulence state of atmosphere was proposed. The shown in the dissertation possibility of the vertical refraction determination and consideration on the basis sight targets fluctuation was confirmed by the great amount of the experiments and obtained results. Using of the digital levels equipped by charge coupled devices enables to determine and consider the target fluctuation more precision than visually and increase its accuracy by using increasing the accuracy of the refraction determination and also expand the observation time to whole light day.

Key words: vertical refraction, turbulence of atmosphere, anomal gradients of temperature, fluctuation of sight.

Размещено на Allbest.ru

...