Базис пространственный эталонный им. О. П. Сучкова Текст научной статьи по специальности «Физика»

Удк 528.32

И.О. Сучков

СГГ А, Новосибирск

БАЗИС ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ЭТАЛОННЫЙ ИМ. О.П. СУЧКОВА

I.O. Suchkov SSGA, Novosibirsk

O.P. SUCHKOV STANDARD SPATIAL BASE

The author presents information on O.P.Suchkov standard spatial base and its main engineering data.

Изначально, линейные эталонные базисы, согласно Государственной поверочной схеме [1], использовались как одно из основных средств выполнения метрологической поверки и исследований светодальномеров и электронных тахеометров [2, 3] и, соответственно, являлись

однокоординатными, так как должны были иметь только точные эталонные значения длин своих отрезков [4].

В настоящее время на топографо-геодезических, кадастровых и инженерно-геодезических работах активно применяется спутниковая геодезическая аппаратура [5], для поверки которой необходимы эталонные полигоны [6, 7] и пространственные эталонные базисы [5].

В связи с этим, вопрос о создании пространственных эталонных геодезических базисов является актуальным.

На сегодняшний день в России в государственном реестре средств измерений из зарегистрированных эталонных базисов, только один является пространственным. Это Базис пространственный эталонный им. О.П. Сучкова (Базис), зарегистрированный под № 33176-06, на основании выданного в декабре 2006 г. сертификата об утверждении типа средства измерений RU.E.27.007.A №25883. Изготовителем является Государственное

образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Сибирская государственная геодезическая академия» (СГГА), г. Новосибирск.

Базис является единичным средством измерений и предназначен - в условиях, приближающихся к эксплутационным для поверки средств измерений длины и плоского угла (светодальномеров, тахеометров, нивелиров, измерительных лент, буссолей, навигационной и геодезической спутниковой аппаратуры).

Принцип действия Базиса заключается в определении его метрологических параметров (длин линий, высот, угловых размеров и приращений координат) рабочими средствами измерения (СИ) и сравнения полученных значений с эталонными значениями соответствующих параметров Базиса.

За основу Базиса был принят Новосибирский базис БООЗ, созданный в 1976 г. как линейный базис 2-го разряда, предназначенный для аттестации

светодальномеров и тахеометров. Он расположен на окраине деревни Издревая Новосибирского (сельского) района Новосибирской области, в 800 м от остановки пригородного поезда "Учебный" и имеет удобные подъезды ко всем его центрам. Общий вид Базиса представлен на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид Базиса

По линии Базиса заложено 22 трубчатых металлических сваенабивных центра глубоко заложения. 18 центров заложены в одном створе и по 2 центра на 1 и 18 центрах перпендикулярно створу, с двух сторон от створа, на расстоянии 24 м от створа. Схема Базиса приведена на рис. 2, его профиль приведен на рис. 3.

1 10 12 14 16 18

» < > ( і « і « і (

192 м 228 м 240 м 240 м 204 м

Рис. 2. Схема Базиса

л)

&

Е<

X

<и

я

л)

к

Е<

а)

£

Е<

О

150

145

140

135

130

125

120

18

6-^ ю-^ 14

96

192

Расстояния (м)

660

1104

0

Рис. 3. Профиль Базиса

Конструкция центров Базиса рассчитана в соответствии с местными геологическими условиями (рис. 4). Они выполнены совместно с наблюдательным столиком, имеющим полупринудительное центрирование, и термозащитным кожухом, ослабляющим влияние суточных колебаний температуры и действие сил морозного пучения [8].

центрировочный СТОЛИК;

ГйдрОйЗОДИруВЩбб КОЛЬЦО;

термозащитный кожух (0 0.40 м); теплоизоляционный материал;

свая центра (0 0.18 м); антипучинистый материал;

якорь кожуха; изолирующая прокладка;

3.8 м

.. \ /

—--------- у

Рис. 4. Схема центра Базиса

Глубина заложения якоря центра выбрана на основании расчета

устойчивости центров с учетом физико-механических свойств суглинков,

залегающих ниже 6 м. Поэтому для основного ствола (сваи) центров

использованы серийные трубы, имеющие длину 8 м.

Все центры окрашены в красно-белый цвет, имеют номера. Вокруг центров установлена металлическая ограда и сделана окопка (рис. 1).

На Базисе с 1976 года специалистами НИИГАиК (СГГА) регулярно проводятся, кроме линейных измерений, высокоточные створные и высотные измерения. Измерения до 1992 года выполнялись ежегодно, с 1992 по 2006 -один раз в 2 года, после 2006 - один раз в 3 года.

До 2006 г. линейные измерения по всей длине Базиса выполнялись базисным комплектом инварных проволок по программе измерений 1 -го класса (с относительной ошибкой порядка 10-6). Нестворности центров определялись оптическим теодолитом 0Т-02 методом малых углов по программе последовательных створов (с ошибкой единицы веса в 1 мм), а отметки центров

- оптическим нивелиром М005А методом нивелирования короткими лучами по двум линиям (с ошибкой измерения превышения на станции в 0.15 мм).

Анализ пространственной стабильности центров по трем координатам по результатам 23 циклов измерений показал сравнительно высокую (в пределах точности измерений координат) степень устойчивости центров Базиса, что позволило в 2006 г. аттестовать его как пространственный.

С 2006 г. все измерения на Базисе выполняются по утвержденной ФГУП «СНИИМ» методике [9].

Согласно данной методики, линейные измерения выполняются базисным комплектом инварных проволок по программе измерений 1-го класса (с относительной ошибкой порядка 10-6) только на начальном участке базиса и на коротких 12 и 24-х метровых интервалах. А для определения длин всего Базиса применяют образцовые высокоточные светодальномерные насадки или светодальномеры, аттестованные с погрешностью измерений длины + (1 + 1 -10-6О) мм, где D - в мм.

Нестворности центров определяются электронными тахеометрами с погрешностью измерения 1” методом малых углов по программе последовательных створов (с ошибкой единицы веса в 1 мм), а отметки центров

- цифровыми нивелирами и рейками методом нивелирования короткими лучами по двум линиям (с ошибкой измерения превышения на станции в 0.15 мм).

Считаем целесообразным, указать основные технические характеристики Базиса (табл. 1).

Таблица 1. Основные технические характеристики Базиса

Диапазон измерений длин линий D, м от(12, 24,48) до 1104

Абсолютная погрешность Базиса при доверительной вероятности 0,95 при температуре от минус 10 до плюс 30 °С, 5о, мм, на длине (интервале): 0-192 м 192-1104 м ± 0,5 ± 1,0

Диапазон измерений горизонтальных углов Q, ° 0 - 360

Погрешность (на длине D=1104 м), 5о, " 0,5

Базис эксплуатируется на открытом воздухе по гр. Д1 ГОСТ 12997, со следующими уточнениями: - температура окружающей среды, °С - верхнее значение относительной влажности без конденсации влаги, % - атмосферное давление, кПа (20 ) 98 (100 £ )

Средний срок службы, лет, не менее 60

Номинальные значения длин линий Базиса (Ы 01^Ы18), м 12, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168, 192, 408, 420, 648, 660, 888, 900, 1091, 1104

Допускаемая «невязка» при нивелировании, мм где п - количество штативов в ходе 0,3 лЩ

Допуск створности пунктов Базиса, мм, в диапазоне: - от 24 до 500 м - от 500 до 1104 м ± 50 ± 100

Высота центра над уровнем земли, м 1,2

Общий уклон трассы, не более 1/20

Из табл. 1 видно, что данный Базис по своим характеристикам и точности, относится к базису 2-го разряда [1, 4].

В заключение отметим, что Базис пространственный эталонный им. О.П. Сучкова на сегодняшний день используется метрологической службой СГГА для поверки светодальномеров и электронных тахеометров, а так же в составе Пространственного эталонного полигона, служит для поверки спутниковой аппаратуры.

Для поддержания Базиса в рабочем состоянии ежегодно проводятся необходимые ремонтно-восстановительные работы: окраска, восстановление наружного оформления и ограждения и т.п.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 8.503-84. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 24-75000 м. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 4 с.

2. ГОСТ 19223-90. Светодальномеры геодезические. Общие технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1990. - 13 с.

3. МИ БГЕИ 15-03. Светодальномеры. Методы и средства поверки. - М.: ЦНИИГАиК, 2003. - 32 с.

4. СТО 02570823-19-05. Базисы линейные эталонные. Общие технические требования. - М.: ЦНИИГАиК, 2005. - 42 с.

5. Антонович, К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2 т. Т. 1. Монография/К.М. Антонович; ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: Картгеоцентр, 2005. - 334с.: ил.

6. МИ 2292-94. Государственная поверочная схема для средств измерения разностей координат по сигналам космических навигационных систем. Рекомендация. - М.: ВНИИФТРИ, 1994. - 5 с.

7. СТО 02570823-20-06. Полигоны геодезические. Методы и средства поверки. - М.: ЦНИИГАиК, 2006. - 10 с.

8. Сучков, О.П. Применение металлических сваенабивных центров для закрепления точек эталонных базисов/О.П. Сучков // Тез. докл. междунар. научно-техн. конф., посв. 65-летию СГГА - НИИГАиК: Совр. проблемы геодезии и оптики. - Новосибирск, 1998. - С. 178.

9. СГГА.011918МП Базисы пространственные эталонные. - Новосибирск: СГГА, 2005. - 10 с.

© И.О. Сучков, 2009

6