Исследования зависимости погрешностей геодезических измерений в продольном и поперечном направлениях относительно визирного луча API Tracker3 от расстояния

Полянский Андрей Викторович; Буренков Денис Борисович; Мурзинцев Петр Павлович; Пупков Юрий Алексеевич; Сердаков Леонид Евгеньевич

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В ПРОДОЛЬНОМ И ПОПЕРЕЧНОМ НАПРАВЛЕНИЯХ ОТНОСИТЕЛЬНО ВИЗИРНОГО ЛУЧА API TRACKER3 ОТ РАССТОЯНИЯ

Андрей Викторович Полянский

Институт ядерной физики СО РАН, 630092, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лавреньтьева, 11, старший инженер-геодезист, тел. (383)329-43-52, e-mail: Polyanski_inp@mail.ru

Денис Борисович Буренков

Институт ядерной физики СО РАН, 630092, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лавреньтьева, 11, инженер-геодезист, e-mail: Denis@mail.ru

Петр Павлович Мурзинцев

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент, тел. (383)343-27-09

Юрий Алексеевич Пупков

Институт ядерной физики СО РАН, 630092, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лавреньтьева, 11, старший научный сотрудник, кандидат технических наук, тел. (383)329-48-08,

e-mail: Yurpupkov@mail.ru Леонид Евгеньевич Сердаков

Институт ядерной физики СО РАН, 630092, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лавреньтьева, 11, инженер-геодезист, тел. (383)329-43-52, e-mail: naufan@ngs.ru

В статье приведены результаты исследований зависимости погрешностей геодезических измерений в продольном и поперечном направлениях относительно визирного луча API Tracker3 от расстояния.

Ключевые слова: лазерный трекер API Laser Tracker 3, эллипсоиды погрешностей.

RESEARCH OF GEODETIC MEASUREMENTS ERRORS DEPENDENCE IN LONGITUDINAL AND CROSS-CUT DIRECTIONS RELATIVELY TO A SIGHT BEAM API TRACKER3 ON THE DISTANCE

Andrey V. Polyansky

Institute of Nuclear Physics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, pr. Academika Lavrentia, 11, ngineer surveyor in chief, tel. (383)329-43-52, e-mail: Polyanski inp@mail.ru

Dennis B. Burenkov

Engineer surveyor Institute of Nuclear Physics, 630092, Russia, Novosibirsk, pr. Academika Lavrentia, 11, e-mail: Mail_Denis@mail.ru

Peter P. Murzintsev

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo, Ph. D., Assoc Prof, Department of Engineering Mining Survey, tel. (383)343-27-09

Yuri A. Pupkov

Institute of Nuclear Physics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, pr. Academika Lavrentia, 11, senior researcher, Ph. D., tel. (383)329-48-08, e-mail: Yurpupkov@mail.ru

Leonid E. Serdakov

Surveyor Institute of Nuclear Physics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, pr. Academika Lavrentia, 11, engineer, tel. (383)329-43-52, e-mail: naufan@ngs.ru

In article of research results of geodetic errors dependence measurements are given in the longitudinal and cross-cut directions relatively a sight beam of API Tracker3 on distance.

Key words: laser tracker API Laser Tracker 3, ellipsoids of errors.

При установке уникального оборудования ускорительно-накопительных комплексов ИЯФ СО РАН и дальнейшем геодезическом мониторинге при эксплуатации установок возникает необходимость в разработке новых методик и схем геодезических измерений с применением лазерных трекеров API. Для решения этих задач выполняются исследования точностных характеристик применяемых лазерных трекеров [1], [2].

Методом определения координат при измерениях лазерным трекером является полярный метод - пространственная полярная засечка. При этом измеряются горизонтальные (, вертикальные v углы и наклонные расстояния S до отражателя.

Координаты центра отражателя:

Хотр = S cos(/)cos(p) ;

(1)

Готр. = S cos(/)sin(p) ;

Zотр. = S sin(/) ;

Погрешности определения координат центра отражателя:

(2)

(3)

mY =

X отр .

(cos(/)cos(P))2 ms 2 +(S cos(/) sin(P))2

. p)

+

2

m

(S sin(/)cos(P))2 — ; (4)

p)

mY =

1 отр.

(cos—)sin(P))2 ms 2 +(S cos—)cos(P))

I p )

2

+ (S sin(/)sin(P))2

2

. p )

(5)

m7 =

z отр.

sin2(/)ms 2 + (S cos—))2

2

.p)

(6)

где т8,Шр,ту соответственно, погрешности определения наклонного

расстояния S, горизонтального угла р и вертикального угла V .

При совмещении визирного луча с осью Х получим:

mx = ms > my = Smp > m = Sm.

По результатам многократных измерений была исследована зависимость погрешности измерения в продольном и поперечном направлениях относительно визирного луча API Tracker3 от расстояния на длинах до 29 метров. По методу наименьших квадратов численным решением найдены коэффициенты и получены выражения:

m = (0.0068 + 0.0025D(m)) mm

(7)

m = (0.0022 + 0.0048D(m)) mm

(8)

m = (0.0011 + 0.0048D( m)) mm

(9)

Можно утверждать что mp к mv к 5мкм / м .

Выражения (7), (8), (9) правомерны в рассмотренном диапазоне длин визирного луча API Tracker3.

Проведенные исследования показали, что для расстояний от 1.5 до 3.0 метров среднеквадратические погрешности ms, my, mz можно принять

практически равными. Для каждой погрешности хорошо просматривается линейная зависимость (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость погрешностей ms, my, mz от расстояния

Анализ результатов выполненных исследований показал, что на этапе разработки программы геодезических измерений с помощью графиков на рисунке 1 могут быть определены зоны перекрытия и рабочие длины для выбора оптимальных схем при построении геодезических сетей ускорителей с применением лазерных трекеров. В нашем случае на длинах от двух до трех метров эллипсоиды погрешностей могут быть превращены в сфероиды.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Исследование точностных характеристик внутреннего электронного уровня API Laser Tracker 3 / Д. Б. Буренков, П. П. Мурзинцев, А. В. Полянский, Ю. А. Пупков, Л. Е. Сердаков // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 6. - С. 25-28.

2. Исследование точностных характеристик дальномеров API LASER TRAKER 3 / Д. Б. Буренков, П. П. Мурзинцев, А. В. Полянский, Ю. А. Пупков, Л. Е. Сердаков // ГЕ0-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 2. - С. 9-12.

3. Карпик А. П., Каленицкий А. И., Соловицкий А. Н. Технология изучения изменений во времени деформаций блоков земной коры при освоении месторождений Кузбасса // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 4 (24). - С. 3 - 11.

4. Карпик А. П., Каленицкий А. И., Соловицкий А. Н. Новый этап развития геодезии - переход к изучению деформации блоков земной коры в районах освоения угольных месторождений // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 3 (23). - С. 3 - 9.

5. Падве В. А. Мурзинцев П. П. Нормальные случайные погрешности измерений в геодезических сетях и их МНК - оценки // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 3 (23). - С. 1016.

6. Учет коррелатного показателя преломления атмосферы в результатах измерений современными дальномерами и электронными тахеометрами / А. В. Кошелев, А. П. Карпик,

С. С. Овчинников, А. А. Дубинина // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 1 (17). - С. 67-71.

Ю. А. Пупков, Л. Е. Сердаков, 2014