Iii республикалық студенттік ғылыми-практикалық конференциясының баяндамалар жинағЫ

Литература

2. Ермаков С.М, Некруткин В.В., Сипин А.А. «Случайные процессы для решения классических задач математической физики» М.: «Наука»,1987

3. Смагулов Ш.С., Шакенов К.К. «Методы Монте-Карло в задачах гидродинамики и фильтрации» Алматы, 1999

4. Тастанов М.Г., Шакенов К.К. «Применение методов Монте-Карло для решения задач фильтрации» Алматы, 1999

УДК 622.271

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ВЫПОЛНЯЕМЫХ

ЭЛЕКТРОННЫМ ТАХЕОМЕТРОМ
Нагибин А.А., Бесимбаев Н.Г.

Карагандинский государственный технический университет, Караганда
Научный руководитель – Бесимбаева О.Г.
При высокоточных измерениях в сложных топографических условиях, при строительстве гидроэлектростанций, при наблюдениях за состоянием горнотехнических сооружений имеющих переменную высоту, за состоянием прибортовых и отвальных массивов, за состоянием ограждающих дамб и плотин может применяться тригонометрическое нивелирование со сравнительно короткими лучами визирования. Теоретические расчеты и экспериментальные работы показали, что тригонометрическим нивелированием, применяя соответствующую методику выполнения работ и приборы соответствующего класса, можно получить результаты по точности, соответствующей геометрическому нивелированию III класса и даже приближающейся к точности геометрического нивелирования II класса.

Для высокоточного определения превышения методом тригонометрического нивелирования необходимо учитывать поправки за давление, температуру и рефракцию.

Использование электронных тахеометров вызывает необходимость исследования вопроса о допустимых погрешностях определения положения реперов для выбора соответствующей схемы наблюдений и приборов, обеспечивающих точность измерений в 2-3 мм.

Точность передачи высотной отметки электронным тахеометром определяется погрешностью определения превышения методом тригонометрического нивелирования по формуле:

где m_δ, m_L, m_V – средние квадратические погрешности измерения соответствующих величин (вертикального угла, расстояния, высоты инструмента и визирования).

Рассмотрим точность определения превышения электронным тахеометром и для анализа исследуем приборы Leica ТС 307 и Leica ТСR 1201.

Тогда соответственно средняя квадратическая погрешность измерения вертикального угла для электронного тахеометра Leica ТС 307 – m _δ составит 10^//, а для Leica ТСR 1201 – m_δ составит 1,5^//. Погрешность измерения расстояний электронным тахеометром определяется выражением m _L = 2мм ± 2 мм/км L, где L - длина стороны в км.

где п – количество равноточных измерений искомой величины.

Результаты сравнения точности определения превышений электронными тахеометрами Leica ТС 307 и Leica ТСR 1201 отражены на графике зависимости ошибки определения превышения от точности измерения вертикального угла (рисунок 1).

Решение задачи расчета максимально допустимого расстояния от тахеометра до репера (от связующего репера до рабочего по профильной линии) при производстве наблюдений в системе геомониторинга позволяет отделить собственные ошибки измерений от возникающих микродеформаций.

При высокоточных маркшейдерских наблюдениях за сдвижениями и деформациями сооружений, выполняемых электронным тахеометром, необходимо все измерения выполнять при двух положениях вертикального круга и обязательно вводить в прибор атмосферные поправки, учитывающие давление, температуру воздуха и относительную влажность. Влажность воздуха особенно сильно влияет на измерение расстояний. При высокоточных измерениях атмосферная поправка должна определяться с точностью до 1 ррт (1 мм на 1 км), температура воздуха – с точностью до 1⁰С, атмосферное давление - до 3 мбар, относительная влажность - до 20%.

Точность определения планового положения реперов зависит от способа определения координат и ряда составляющих, среди которых существенное влияние оказывает установка отражателя на репер (рисунок 1, б). Средняя квадратическая погрешность определения планового положения рабочих реперов способом полярных координат выражается формулой

,

где - средние квадратические погрешности соответствующих величин (способа полярных координат, исходных данных, центрирования тахеометра, за наклон стойки отражателя и фиксирования отражателя).

Погрешность фиксирования отражателя на определяемых реперах зависит от исполнителя и точности установки отражателя в вертикальное положение по круглому уровню. Ошибка приведения оси вращения стойки отражателя в вертикальное положение зависит от цены деления круглого уровня на стойке отражателя и от высоты установки отражателя, и определяется формулой:

где τ – цена деления круглого уровня стойки отражателя, секунды;

h – высота стойки отражателя, м.
На стойке призменного отражателя устроен круглый уровень, цена деления которого равна 10' или 600".

Для стандартных измерений, когда отражатель устанавливается на минимальную высоту равную 1,300м, будем иметь следующую ошибку:

При измерениях, когда отражатель устанавливается на максимальную высоту равную 2,250м, ошибка будет равна:

Выполненный анализ показывает, что для получения необходимой точности наблюдений равной 3 мм необходимо опять уменьшить расстояние между связующим репером, на котором установлен тахеометр, и рабочим репером с отражателем.

а) график зависимости погрешности в превышениях от класса прибора и расстояния до отражателя

б) график зависимости погрешности в плановом положении репера от высоты установки отражателя и расстояния

Рисунок 1 – Графики изменения погрешностей при определении

высотного и планового положения репера

Согласно проведенным исследованиям при выполнении инструментальных наблюдений за состоянием устойчивости откосов уступов карьеров и отвалов, а также наблюдений за деформациями зданий и сооружений рекомендуется использовать высокоточный тахеометр Leica ТСR 1201, который позволяет выявить микродеформации и определить начальную стадию деформации и границы ее распространения.

Проведенные исследования позволяют отделить ошибки собственных измерений от возникающих микродеформаций, что является решением вопроса о длине профильных линий, о месте положения опорных реперов, контрольных и наблюдательных пунктов на профильных линиях.