Сравнение результатов вычислений астрономической рефракции вблизи горизонта различными способами
Численный и измерительный методы определения углов астрономической рефракции. Параметры атмосферы в пункте наблюдений, изучение ее физических и оптических свойств. Вычисление рефракции по Пулковским таблицам. Формулы метода численного интегрирования.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.05.2017 |
| Размер файла | 25,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Сравнение результатов вычислений астрономической рефракции вблизи горизонта различными способами
Н.Н. Редичкин
И.Н. Редичкин
В настоящее время существуют численный и измерительный методы определения углов астрономической рефракции (ra), каждый из которых имеет несколько способов. Чтобы понять, какой способ эффективнее применять и в каких случаях, необходимо выполнить их сравнительный анализ.
В 1981 году научной экспедицией кафедры инженерной геодезии РГСУ на горе Шитжатмаз вблизи г. Кисловодска были выполнены наблюдения звезды Vir, и получены следующие данные [1]:
Таблица 1. Журнал наблюдений
|
Дата: 29-30 июля 1981 г. |
Звезда: Vir |
=13h24m12,055s |
||||
|
Пункт: Гаошид |
m=1,21 |
u1=-19,729s; |
||||
|
=43045'00” |
N по AE -- 326 |
в T1=18h20m23,0s |
||||
|
=2h50m42,25s |
=-11003'47,87” |
=-0,144s. |
||||
|
Инструмент: ОТ-02М №10563; Mz=13,6”; уровень контактный |
||||||
|
№ п/п |
Круг |
Отсчеты |
||||
|
Вертикальный круг 0 ` “ |
Хронометр (х) h m s |
t 0C |
p, мм. рт. ст. |
|||
|
1 |
L |
47,0 91 37 47,4 |
18 23 30,5 |
+17,5 |
597,8 |
|
|
2 |
L |
11,2 91 23 11,6 |
18 26 28,5 |
16,8 |
597,8 |
|
|
3 |
L |
30,2 91 11 29,8 |
18 28 51,0 |
16,6 |
597,8 |
|
|
4 |
R |
40,7 89 03 40,5 |
18 31 53,5 |
16,4 |
597,8 |
|
|
5 |
R |
37,2 89 13 37,6 |
18 33 58,5 |
16,2 |
597,8 |
После использования этих данных и алгоритма вычислений ra методом численного интегрирования, приведенного в работе [2], получены результаты, отраженные в табл. 5. Параметры атмосферы в пункте наблюдений приняты по данным работы [2]; в промежуточных точках траектории светового луча на высоте от 3-х до 30 км с шагом 1 км по данным аэрологического зондирования атмосферы, выполненного на метеостанции г. Минеральные Воды (ближайшая к пункту наблюдений); параметры атмосферы на высотах от 30 до 60 км по таблицам летней модели атмосферы [2].
После использования данных табл. 1 и алгоритма вычислений ra способом «часового угла» измерительного метода, приведенного в работе [3], получены следующие результаты:
Таблица 2. Вычисление рефракции методом «часового угла»
|
№ п/п |
s |
z |
? |
ra |
|
|
1 |
18,38632h |
860 54' 49,1” |
860 44' 39,2” |
609,9” |
|
|
2 |
18,43576 |
87 25 20,5 |
87 13 50,8 |
689,7 |
|
|
3 |
18,47534 |
87 49 50,6 |
87 37 13,6 |
757,0 |
|
|
4 |
18,52603 |
88 21 18,2 |
88 07 07,6 |
850,6 |
|
|
5 |
18,56076 |
88 42 54,7 |
88 27 01,2 |
953,5 |
После использования данных табл. 1 и алгоритма вычислений ra азимутальным способом измерительного метода, приведенного в работе [3], получены следующие результаты:
Таблица 3. Вычисление рефракции азимутальным способом
|
Инструмент: ОТ-02М №10563. Дата: 29/30 июня 1981 г.; MN=+1.7”; ?=2,5” |
||||||||
|
№ п/п |
Круг |
Отсчеты |
Вычисления |
|||||
|
Горизонтальный круг 0 ` “ |
Уровень |
А |
z |
? |
ra |
|||
|
1 |
L |
38,1 71 28 38,0 |
13-27 |
710 28' 36,3” |
860 54' 40,5” |
860 44' 39,2” |
601,3” |
|
|
2 |
L |
10,0 72 00 10,1 |
14-28 |
72 00 08,3 |
87 25 27,4 |
87 13 50,8 |
696,6 |
|
|
3 |
L |
08,7 72 25 08,3 |
13-27 |
72 25 08,6 |
87 49 58,4 |
87 37 13,6 |
764,8 |
|
|
4 |
R |
02,0 107 03 02,1 |
28-14 |
72 56 56,3 |
88 21 23,2 |
88 07 07,6 |
855,6 |
|
|
5 |
R |
11,1 106 41 11,3 |
27-13 |
73 18 47,1 |
88 42 03,5 |
88 27 01,2 |
962,3 |
Для данных табл. 1 выполним определения ra методом «однородной атмосферы» [4] и по Пулковским таблицам рефракции (пятое издание 1985 г.). В таблицах этого издания (составлены на основе современных результатов изучения физических и оптических свойств земной атмосферы) сохранена традиционная логарифмическая форма представления рефракции [5].
(1).
Результаты вычислений ra по формуле (1) представлены в табл. 4.
Таблица 4. Вычисление рефракции по Пулковским таблицам
|
е=20 гПа; р=797 гПа; =43045'; Н=2056,1 м; Спектр: В2 |
||||||||||||
|
№ п/п |
t, 0C |
lgr0 |
AB |
C |
Д |
F |
H |
Lgra |
ra |
|||
|
1 |
840 44' 39,2” |
17,5 |
2,90117 |
-478 |
-10627 |
-291 |
25 |
-3 |
-190 |
2,78553 |
610,3 |
|
|
2 |
87 13 50,8 |
16,8 |
2,94693 |
-360 |
-10665 |
-301 |
25 |
-4 |
-232 |
2,83156 |
678,5 |
|
|
3 |
87 37 13,6 |
16,6 |
2,98628 |
-336 |
-10703 |
-309 |
26 |
-4 |
-268 |
2,87034 |
741,9 |
|
|
4 |
88 07 07,6 |
16,4 |
3,04055 |
-317 |
-10763 |
-334 |
27 |
-5 |
-525 |
2,92138 |
834,4 |
|
|
5 |
88 27 01,2 |
16,2 |
3,07936 |
-289 |
-10826 |
-383 |
28 |
-6 |
-1139 |
2,95321 |
879,9 |
Для анализа результатов определений ra различными способами сделаем сводную таблицу (табл. 5).
Таблица 5. Сравнение результатов вычислений рефракции различными способами
|
№ п/п |
Измеренное зенитное расстояние (звезда Vir) |
Вычисленные значения углов ra |
||||||
|
Измеренный метод |
Расчетный метод |
|||||||
|
raА |
rat |
Численное интегриро-вание |
Однородная атмосфера |
Пулковские таблицы |
||||
|
(1) |
(2) |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
1 |
860 44' 39,2” |
601,3” |
609,9” |
619,6” |
619,2” |
612,4” |
610,3” |
|
|
2 |
87 13 50,8 |
696,6 |
689,7 |
687,6 |
687,0 |
681,5 |
678,5 |
|
|
3 |
87 37 13,6 |
764,8 |
757,0 |
752,1 |
751,3 |
745,9 |
741,9 |
|
|
4 |
88 07 07,6 |
855,6 |
850,6 |
850,8 |
848,4 |
843,9 |
834,4 |
|
|
5 |
88 27 01,2 |
962,3 |
953,5 |
929,1 |
927,5 |
923,5 |
897,9 |
Анализируя результаты вычислений ra, приведенные в табл. 5, можно сделать вывод, что наиболее точным расчетным способом определения ra является способ решения интеграла рефракции методом численного интегрирования. Этот способ можно использовать для расчетов на ЭВМ, например, при составлении таблиц рефракции по моделям атмосферы или при определении ra по данным аэрологического зондирования атмосферы.
Наиболее простым способом расчетного метода определения ra является алгоритм решения с использованием формул для однородной атмосферы. Однако этот способ не является высокоточным, из-за приближенных значений коэффициента k, определяющего высоту преломления.
Углы рефракции, полученные различными способами и приведенные в табл. 5 позволяют считать, что углы rat, полученные измерительным методом, по абсолютной величине в среднем ближе к вычисленным по данным аэрологического зондирования, чем по Пулковским таблицам.
Расчетные способы: численного интегрирования (с использованием данных аэрологического зондирования атмосферы) и однородной атмосферы, практически совпадают до зенитных расстояний =870. На 870 расхождения в пределах ошибок измерений, т.е. 2-3.
Измерительные способы: азимутальный (raА) и часового угла (rat) не совпадают примерно на 7, независимо от зенитного расстояния, что можно объяснить влиянием неучтенных систематических погрешностей.
Эти выводы позволяют считать, что при выполнении исследований астрономической рефракции на больших зенитных расстояниях углы ra необходимо определять измерительным методом, а для вычисления аномалий (ra=raизм - raтеор) в качестве теоретических значений использовать не Пулковские таблицы, а формулы метода численного интегрирования.
Этот вывод соответствует выводу директора Пулковской обсерватории В.К. Абалакина, сделанному им в предисловии к Пулковским таблицам, где сказано, что «… при экстремальных значениях параметров (например, для наблюдений на большой высоте Н и больших зенитных расстояниях) Пулковские таблицы рефракции утрачивают свою точность» [5].
Сравнение углов ra, полученных измерительным методом, с углами, вычисленными по Пулковским таблицам, позволяет считать, что для учета рефракции вблизи горизонта измерительный метод на 1-2 порядка точнее, чем по Пулковским таблицам.
Литература
угол астрономический рефракция
1. Редичкин И.Н. Вычисление углов астрономической рефракции вблизи горизонта различными способами и сравнение результатов.- В сб.: Прикладная геодезия. Изд-во РГСУ, Ростов-на-Дону, 1999.- с. 93-102. Деп. ВИНИТИ 7.04.99 № 1058-699.
2. Алексеев А.В., Дробязко Д.Л., Кабанов М.В., Куштин И.Ф. Оптическая рефракция в земной атмосфере (рефракционные модели атмосферы). - Новосибирск: Наука, 1987.- 104 с.
3. Куштин И.Ф. Методы определения углов рефракции и поправок в дальность.- В сб.: Геодезия и фотограмметрия, изд. РИСИ, Ростов-на-Дону, 1986.- с. 3-15.
4. Куштин И.Ф. Определения углов рефракции методом однородной атмосферы.- В кн.: Рефракция оптических волн в атмосфере (сборник статей).- Томск, 1982.- с. 28-43.
5. Таблицы рефракции Пулковской обсерватории.- Л.: Наука, 1985.- 49 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
- История поиска путей учета рефракционных искажений в высокоточных инженерно-геодезических измерениях
История геодезии. Явление рефракции. Изучение рефракционных искажений в инженерно-геодезических измерениях. Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом. Современные инструменты высокоточных инженерно-геодезических измерений.
реферат [604,8 K], добавлен 25.02.2009 Вычисление горизонтальных углов и длин между точками хода. Решение обратной геодезической задачи по линиям 1-2 и 4-5. Нанесение точек съёмочного обоснования по координатам. Составление экспликации, увязка площадей. Сравнение угловых, линейных результатов.
курсовая работа [587,9 K], добавлен 09.12.2012Анализ особенностей образования сапфиров в природе. Изучение физико-оптических свойств, месторождений и главных стран-экспортеров этого драгоценного камня. Методы выращивания синтетических корундов. Сравнение стоимости природных и синтетических сапфиров.
контрольная работа [67,5 K], добавлен 13.10.2012Определение физических характеристик песчаного грунта, его расчетные характеристики. Использование весового способа для определения влажности. Методы режущего кольца и парафинирования для определения плотности (удельного веса) грунта и его частиц.
курсовая работа [587,4 K], добавлен 02.10.2011Характеристика природных химических соединений, представляющих собой обособления с кристаллической структурой. Исследование механических, оптических, физических и химических свойств минералов. Изучение шкалы твердости Мооса, групп силикатных минералов.
презентация [1,7 M], добавлен 27.12.2011Расчет мощности водоносного горизонта. Определение подпора в скважине. Сущность и особенности использования метода зеркальных отображений и суперпозиции в решении. Составление расчетной схемы для водоносного горизонта с граничными условиями первого рода.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 24.06.2011Сети и съемки, геодезические сети Российской Федерации. Получение контурного плана местности с помощью теодолита и мерной ленты. Работы по прокладке теодолитных ходов. Камеральная обработка результатов съемки. Вычисление дирекционных углов и координат.
лекция [397,2 K], добавлен 09.10.2011Сейсмология и теория метода общей глубинной точки - МОГТ. Расчет оптимальной системы наблюдений. Технология полевых сейсморазведочных работ: требования к сети наблюдений в сейсморазведке, условия возбуждения и приема упругих волн, спецоборудование.
курсовая работа [332,0 K], добавлен 04.02.2008Съемка участка местности между пунктами полигонометрии. Обработка журнала теодолитно-высотного хода и тахеометрической съемки. Вычисление значений горизонтальных углов, углов наклона, координат пунктов теодолитно-высотного хода. Уравнивание превышений.
контрольная работа [37,1 K], добавлен 25.02.2012Геодезия как наука об определении формы и размеров Земли, анализ задач: установление систем координат, исследования природных ресурсов. Способы составления плана земельного участка по результатам определения азимутов, дирекционных и внутренних углов.
курсовая работа [554,1 K], добавлен 19.09.2014Понятие и особенности минеральных видов, их признаки. Полиморфные модификации веществ, свойства минеральных индивидов. Нахождение минералов в природе. Характеристика физических, оптических, механических свойств минералов. Наука минералогия, ее задачи.
реферат [161,3 K], добавлен 09.12.2011Внутреннее строение и история геологического развития Земли, её формирование и дифференциация недр, химический состав. Методы определения внутреннего строения и возраста Земли. Структура и химический состав атмосферы. Циркуляция атмосферы и климат Земли.
реферат [790,3 K], добавлен 14.03.2011История развития теодолита, его классификация, основные параметры и размеры. Принципиальная схема устройства теодолита. Горизонтальный круг, отсчетные устройства, зрительные трубы, уровни. Измерение и погрешности горизонтальных и вертикальных углов.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 30.04.2014Камеральная обработка полевых измерений. Вычисление допустимой угловой невязки. Обработка журнала тахеометрической съемки. Вычисление высотных отметок точек, суммы приращенных координат, дирекционных углов сторон хода и пунктов теодолитного хода.
контрольная работа [98,3 K], добавлен 05.05.2015Общие сведения о населенном пункте. Создание геодезического обоснования на территории поселений. Межевание земель и способы определения площадей земельных участков. Методы и приемы проектирования участков. Способ полигонометрического (теодолитного) хода.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 13.03.2011Гидрологический пост как пункт на водном объекте, оборудованный устройствами и приборами для проведения систематических гидрологических наблюдений. Измерение толщины льда, мутности и расхода воды реки Иртыш. Правила оформления результатов наблюдений.
лабораторная работа [9,9 K], добавлен 21.11.2010Геологическое строение месторождения: стратиграфия, тектоника. Характеристика толщин, коллекторских свойств продуктивных горизонтов. Залежь нефти ланско-старооскольского горизонта. Методы контроля за разработкой нефтяных месторождений, дебитометрия.
дипломная работа [618,4 K], добавлен 14.05.2013Географическое положение. Плановая съемка местности. Графическая обработка результатов азимутальной съемки. Нивелировка маршрута. Графическое оформление результатов нивелирования. Результаты почвенных наблюдений и исследований.
курсовая работа [44,0 K], добавлен 07.03.2006Техника геодезических измерений и построений. Правила работы с геодезическими приборами. Прохождение теодолитного хода. Расчеты горизонта инструмента и абсолютных отметок на пикетах и промежуточных расстояниях. Вычисление координат точек полигона.
отчет по практике [37,2 K], добавлен 19.06.2015Графический способ определения нормы среднегодового модуля стока реки с коротким рядом наблюдений. Расчет нормы мутности воды и нормы твердого стока взвешенных наносов. Параметры водохранилища и время его заиления, определение минимального стока реки.
курсовая работа [1011,4 K], добавлен 16.12.2011
