Разработка комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.32, кандидат наук Решетило Сергей Юрьевич

• Решетило Сергей Юрьевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Решетило Сергей Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Проблема учета влияния рефракции в электронной тахеометрии

1.1. Влияние вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования

1.2. Использование стандартного коэффициента рефракции для учёта влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии

1.3. Методы учёта влияния вертикальной рефракции

1.3.1. Аппаратурные методы учета влияния вертикальной рефракции

1.3.2. Методические способы учета влияния вертикальной рефракции

ГЛАВА 2. Разработка принципиальных основ и математического аппарата комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии

2.1. Закономерности формирования метеорологических полей и полей рефракции

2.1.1. Формирование макромастабных полей

параметров атмосферы

2.1.2. Факторы формирования местных полей параметров атмосферы

2.1.2.1. Влияние типа подстилающей поверхности

2.1.2.2. Влияние высоты

2.2. Геодезическая модель атмосферы

2.3. Разработка алгоритма учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии, основанного на геодезической модели атмосферы

2.3.1. Адаптация геодезической модели для учета вертикальной рефракции в электронной тахеометрии

2.3.2. Оценка требований к точности определения параметров модели

2.3.3. Оценка точностных возможностей метеорологического способа определения параметров геодезической модели

2.3.4. Комбинированный способ определения параметров модели

2.3.5. Алгоритм, реализующий комбинированный способ учета влияния вертикальной рефракции

2.4. Комбинированная методика учета влияния вертикальной

рефракции в электронной тахеометрии

ГЛАВА 3. Апробация комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции

3.1. Задачи полевых исследований по апробации комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции

3.2. Создание экспериментального полигона

3.3. Первый этап полевых исследований

3.4. Второй этап полевых исследований. 2018 г

3.5. Второй этап полевых исследований. 2019 г

3.6. Методические приемы производства комплексных градиентных измерений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Использование электронных тахеометров стало неотъемлемой частью практически всех видов наземных геодезических работ. В неоднородной атмосфере электромагнитное излучение отклоняется в сторону слоев с меньшей оптической плотностью, что приводит к ошибке определения углов. Наибольшая изменчивость наблюдается в вертикальной плоскости, в пограничном слое атмосферы, толщиной около одного километра, что приводит к ошибкам определения превышений в тригонометрическом нивелировании, на несколько порядков превышающим приборную погрешность современных электронных тахеометров.

Считается, что для учета влияния атмосферы на результаты тригонометрического нивелирования в массовом геодезическом производстве достаточно использовать стандартный коэффициент рефракции 0,13-0,14. Значение коэффициента 0,14 соответствует значению угла рефракции 2" на линии 1 км. Однако коэффициент рефракции равен стандартному значению лишь в течение непродолжительных промежутков времени при утренней и вечерней изотермии. В [1] отмечено, что в реальной атмосфере коэффициент рефракции может колебаться от -6 до +6. Согласно [2], угол вертикальной рефракции может достигать 200" для 5 км дистанции.

При создании специальных опорных сетей, когда требования к точности определения превышений выше, а проложить ход геометрического нивелирования не всегда представляется возможным (например, при строительстве мостового перехода), используют метод двустороннего тригонометрического нивелирования. Однако ни использование стандартного коэффициента рефракции, ни двустороннее тригонометрическое нивелирование не гарантируют получение стабильных по точности результатов.

Использование двустороннего тригонометрического нивелирования будет наиболее эффективным при выполнении одновременных измерений для учета возможных изменений состояния атмосферы во времени. Полностью компенсировать влияние рефракции этот метод позволяет только при условии симметричности трассы [3].

Таким образом, тема диссертации является актуальной: ни один из способов учета влияния вертикальной рефракции, используемых в геодезическом производстве, нельзя считать эффективным. Использование стандартного коэффициента рефракции не позволяет получить достаточную точность определения превышений, а зачастую даже приводит к ухудшению результатов измерений. Метод одновременного двустороннего тригонометрического нивелирования позволяет учесть влияние атмосферы, но на несимметричных трассах является неэффективным.

Степень разработанности темы исследования. Проблему учета влияния вертикальной рефракции на результаты геодезических измерений активно начали изучать в XIX веке. Значительный вклад в эти исследования внесли такие ученые, как Прилепин М. Т., Tengström E., Вшивков В.Ф., Вильнер Д.Г., Изотов А.А., Пеллинен Л.П., Angus-Leppan P.V., Brunner F. K., Островский А.Л., Мозжухин О.А., Kukkamaki T., Куштин И.Ф. и многие другие. Методы учета влияния рефракции традиционно развивались по двум направлениям: аппаратурному и методическому. Наиболее интересные и значимые аппаратурные решения реализуют дисперсионный метод измерения угла рефракции. К сожалению, до сих пор не удалось создать угловой рефрактометр, пригодный для использования в массовом геодезическом производстве. Те немногие методические приемы, которые нашли применение в геодезическом производстве, не удовлетворяют одновременно требованиям точности и оперативности. С развитием геодезической техники, требования к точности и оперативности определения рефракции лишь возрастают.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка методики учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии, обеспечивающей точность, сравнимую с приборной точностью современных углоизмерительных приборов, при минимальном объеме дополнительных измерений.

Основные задачи исследования:

- разработка методики учета влияния вертикальной рефракции, отвечающей требованиям современного геодезического производства по точности и оперативности;

- разработка принципа определения параметров атмосферы, позволяющего ограничить объем дополнительных измерений, необходимых для моделирования поправок за рефракцию;

- разработка алгоритма определения поправок за рефракцию, основанного на геодезической модели атмосферы и разработанном принципе определения параметров атмосферы;

- разработка методических приемов эффективной организации дополнительных измерений;

- апробация и методическая проработка разработанной методики учета влияния вертикальной рефракции.

Научная новизна результатов исследования заключается в следующем:

1. разработанная комбинированная методика учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии опирается на комплексное использование геодезических и метеорологических измерений, что обеспечивает оптимальный баланс между повышением точности и объемом дополнительных измерений;

2. использование градиентных геодезических измерений для определения угла рефракции позволяет моделировать рефракционные поправки с точностью, сравнимой с точностью измерения углов электронными тахеометрами.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость полученных результатов заключается в том, что предложенный принцип использования комплексных градиентных измерений обеспечивает получение надежной информации о параметре атмосферы, его первой и второй производных, что позволяет надежно моделировать высотный ход показателя преломления и его градиента в реальной атмосфере. Градиентные геодезические измерения позволяют получать среднеинтегральные для дистанции значения рефракционных характеристик, что повышает точность учета влияния рефракции на неоднородных трассах.

Практическая значимость результатов исследования обеспечивается тем, что разработанная комбинированная методика учета влияния приземного слоя атмосферы в электронной тахеометрии позволяет получать поправки за рефракцию с точностью, сравнимой с точностью измерения вертикальных углов, расширяет область применения тригонометрического нивелирования в геодезическом производстве, обеспечивает полноценную реализацию функциональных возможностей электронных тахеометров в качестве универсального средства геодезических измерений.

Методология и методы исследования. Разработка комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции и ее компонентов базировалась на анализе закономерностей формирования микроклимата, элементах математического анализа; точностные расчеты выполнены с использованием математического аппарата Теории математической обработки геодезических измерений; апробация комбинированной методики и проработка вопросов ее практической реализации опирались на полевые эксперименты, анализ полученных результатов и сравнение с результатами, полученными другими методами.

Положения и результаты, выносимые на защиту:

1. разработана комбинированная методика учета влияния вертикальной рефракции, обеспечивающая определение рефракционных

поправок с точностью тригонометрического нивелирования и адаптированная для использования в электронной тахеометрии;

2. предложен принцип использования комплексных градиентных геодезических и метеорологических измерений, обеспечивающий надежное моделирование вертикального распределения параметров атмосферы при минимальном объеме дополнительных измерений;

3. разработан алгоритм определения поправок за рефракцию, основанный на геодезической модели атмосферы, для определения параметров которой использованы комплексные градиентные метеорологические и геодезические измерения;

4. разработаны методические приемы производства комплексных градиентных измерений, позволяющие интегрировать процесс дополнительных измерений в тригонометрическое нивелирование;

5. выполнена полевая апробация разработанной комбинированной методики, доказавшая ее эффективность в качестве средства учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии.

Степень достоверности и апробация. Достоверность выдвинутых положений, рекомендаций, выводов обоснована тем, что полученные результаты не противоречат известным закономерностям формирования местных полей рефракции, базируются на классической теории рефракции Ньютона. Работоспособность и точностные возможности разработанной методики обоснованы результатами выполненного предрасчета точности и последующих полевых исследований, сравнением с результатами, полученными независимо методом геометрического нивелирования, практически свободным от влияния рефракции.

Основные результаты исследования докладывались на следующих конференциях:

1. 73-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК 3-4 апреля 2018 г., г. Москва.

2. 74-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК 15-19 апреля 2019 г., г. Москва.

3. Международная научно-техническая конференция «Пространственные данные как основа развития цифровой экономики России», посвященная 239-летию основания МИИГАиК. 28 мая 2019 г., г. Москва.

4. Международная научно-техническая онлайн конференция "Пространственные данные в условиях цифровой трансформации"/ International scientific and technical online conference "Spatial Data in the Context of Digital Transformation" 25-27 мая 2020 г.

В первой главе описано влияние рефракции на результаты тригонометрического нивелирования, выполнен анализ существующих методов его учета. На основании анализа многочисленных публикаций и экспериментов сделан вывод о необоснованности использования стандартного коэффициента рефракции 0,13-0,14. Кратко охарактеризованы методическое и аппаратурное направления учета влияния атмосферной рефракции на геодезические измерения и сделан вывод о том, что все существующие методы справедливы только в частных случаях, либо имеют ряд существенных недостатков. На основании выполненного анализа была поставлена задача разработки эффективной методики учета влияния рефракции, отвечающей одновременно требованиям точности и оперативности.

Во второй главе сформулированы закономерности формирования метеорологических полей и полей рефракции. Сделан вывод о том, что микромасштабные поля рефракции вносят основной вклад в искажение результатов геодезических измерений и сложнее поддаются учету. Выделены два фактора формирования местных полей рефракции: тип подстилающей поверхности и высота визирного луча над ней. На основе геодезической модели атмосферы, позволяющей моделировать изменение параметров атмосферы в пределах микромасштабных полей рефракции, был разработан алгоритм учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии

и произведен предрасчет требований к точности определения параметров модели.

Выполнена предварительная оценка точностных возможностей метеорологического способа определения параметров модели и сделан вывод о невозможности его использования с применением полевых метеодатчиков в геодезических целях. Предложен принцип комплексного использования геодезических и метеорологических измерений для определения параметров модели. Для повышения надежности моделирования вертикального распределения градиента показателя преломления и угла рефракции предложено выполнять градиентные измерения на нескольких (не менее трех) уровнях.

Предложен комбинированный подход к учету влияния вертикальной рефракции, основанный на

1. геодезической модели атмосферы;

2. принципе использования комплексных градиентных геодезических и метеорологических измерений для определения параметров модели;

3. принципе учета влияния атмосферы без знания высоты визирного

луча.

Разработан алгоритм, реализующий комбинированный способ учета влияния вертикальной рефракции, который включает:

1. определение коэффициента обмена, вертикального градиента температуры и приближенного значения градиента показателя преломления по измеренным на трех уровнях значениям температуры;

2. вычисление приращения угла рефракции по измеренным на трех высотах значениям угла наклона;

3. вычисление эквивалентной высоты;

4. вычисление угла рефракции на рабочем уровне по приращению угла рефракции между 1 -ым и 3-им измерительными уровнями;

5. вычисление исправленного за влияние рефракции угла наклона.

Выполнен предрасчет точности комбинированного способа и сделан вывод о его соответствии требованиям нивелирования IV класса при условии определения углов наклона с точностью 1", а разности температур с точностью 0,05 °С.

В третьей главе сформирован комплекс дополнительных измерений, необходимых для определения параметров геодезической модели:

1. измерение температуры на трех (или более) уровнях;

2. измерение вертикальных углов на трех (или более) уровнях.

Описан созданный для целей апробации разработанной методики

экспериментальный полигон, включающий три направления, отличающиеся длиной дистанции и типом подстилающей поверхности. По двум направлениям было выполнено геометрическое нивелирование по методике III класса.

Изложены основные результаты полевых исследований. На первом этапе полевых исследований, выполненных в 2018 г., была решена задача апробации разработанного алгоритма. Полученные результаты доказали работоспособность алгоритма и принципиальную возможность получения угла рефракции с геодезической точностью. Выполнен анализ результатов первого этапа полевых исследований и сформулированы выводы и задачи дальнейших исследований. Целью второго этапа полевых исследований, выполненных в 2018-2019 гг., была методическая проработка процесса производства комплексных градиентных измерений. Результаты второго этапа позволили сформулировать основные принципы организации измерений:

1. метеоизмерения следует выполнять дважды в течение одной серии геодезических измерений;

2. число приемов выполнения угловых измерений следует подбирать таким образом, чтобы средняя квадратическая ошибка среднего значения измеренного угла была не ниже 1";

3. выполнять геодезические и метеорологические измерения следует на 5 уровнях, что обеспечит наличие избыточных измерений, необходимых для контроля и повышения точности;

4. шаг перестановки отражателя должен составлять 0,3-0,4 м.

В окончательном виде комбинированная методика учета влияния вертикальной рефракции включает алгоритм определения поправок за рефракцию и методические приемы производства комплексных градиентных измерений, обеспечивающие интеграцию дополнительных измерений в тригонометрическое нивелирование и учет влияния вертикальной рефракции, с точностью, сравнимой с точностью угловых измерений.

Диссертационная работа содержит введение, три раздела основной части, заключение, список литературы. Общий объем диссертации - 101 страница, включая 18 рисунков и 10 таблиц. Список литературы содержит 93 наименования, в том числе - 18 зарубежных публикаций.

ГЛАВА 1

Проблема учета влияния рефракции в электронной тахеометрии

1.1 Влияние вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования

В настоящее время существует большое разнообразие методов геодезических измерений и приборов для их производства. В частности, электронный тахеометр получает данные о местоположении визирной цели в пространстве путём определения длины и направления траектории распространения электромагнитного излучения. Длину траектории определяют по измеренному времени прохождения дистанции электромагнитным сигналом и скорости излучения. Направление траектории измеряют непосредственно, как угол между направлением, принятым за исходное, и направлением на изображение визирной цели. Положение траектории в пространстве и скорость распространения сигнала вдоль нее зависят от оптической плотности среды.

Оптическую плотность среды характеризует показатель преломления п, который представляет собой отношение скорости распространения излучения в вакууме с к его скорости в рассматриваемой среде V [4]:

с

* = -. (1.1)

V

На практике показатель преломления заменяют индексом преломления Ы, представляющим собой отличие показателя преломления от единицы, увеличенное в миллион раз. Такой подход оправдан, так как показатель преломления в реальной атмосфере больше, чем в вакууме на величину порядка (0 - 300) • 10-6:

Ы = (п- 1) • 106. (1.2)

Направление распространения излучения меняется при изменении показателя преломления по нормали к траектории - луч отклоняется в сторону слоёв с меньшей оптической плотностью.

Это явление поясняет принцип Ферма, согласно которому, излучение распространяется по кратчайшему оптическому пути, то есть по пути, прохождение которого займёт наименьшее время. В неоднородной атмосфере луч отклоняется в сторону слоёв с меньшей оптической плотностью, где скорость распространения будет выше, и, следовательно, время прохождения дистанции меньше. Явление преломления электромагнитных лучей в атмосфере называется угловой рефракцией.

Количественной характеристикой интенсивности изменения показателя преломления служит его градиент. Если представить его через алгебраические проекции на горизонтальную и вертикальную плоскость, то получим величины, влияющие на соответствующие объекты геодезических измерений. В геодезической практике различают горизонтальный и вертикальный градиенты показателя преломления - алгебраические проекции на оси, перпендикулярные к визирной линии в плоскости измерений.

Излучение неоднократно претерпевает преломление, и, как результат, его траектория представляет собой пространственную кривую, называемую рефракционной кривой. Наблюдатель видит визирную цель по касательной к последнему элементу рефракционной кривой в точке наблюдения. Угол между истинным направлением на визирную цель и кажущимся называется углом рефракции г и связан с градиентом показателя преломления формулой Ньютона [5, 6]:

г = (1.3)

где р" - число секунд в радиане,

О - длина траектории распространения излучения,

grad п - градиент показателя преломления в текущей точке визирного луча, отстоящей на расстояние х от визирной цели.

Искажения горизонтальных углов обусловлены влиянием горизонтального градиента показателя преломления (горизонтальная или боковая рефракция), а наличие вертикального градиента показателя преломления приводит к искажению измерений зенитных расстояний и углов наклона (вертикальная рефракция).

Угловая рефракция также оказывает влияние и на линейные измерения. Такое искажение называется рефракционным удлинением траектории. Как было сказано выше, излучение распространяется по пути, который представляет собой кривую, следовательно, его путь длиннее измеряемого расстояния. Данный вид искажений настолько мал, что им в большинстве случаев пренебрегают, и, говоря о влиянии атмосферы на линейные измерения, подразумевают только изменение скорости излучения в неоднородной атмосфере.

Т.к. угловая рефракция зависит от градиента показателя преломления, то в однородной атмосфере явление рефракции не наблюдается. Проблема учёта влияния рефракции на геодезические измерения возникает только в неоднородной атмосфере [4].

Показатель преломления, характеризующий оптическую плотность среды, функционально связан с метеоэлементами, характеризующими физическое состояние атмосферы. Связь показателя преломления с метеовеличинами в оптическом диапазоне описывают формулы Сирса-Баррела с точностью до 10-6 [7].

Эффективный групповой показатель преломления в широком световом диапазоне можно определить по формуле [4]:

(п - 1) = 83,11 • 10-6 ^ - 11,4 • 10-6 -, (1.4)

где р, Т, е - давление в гПа, температура в К и влажность (парциальное давление водяного пара) в гПа.

Изменение метеовеличин приведет к изменению показателя преломления:

дЫ дЫ дЫ

О характере и степени зависимости показателя преломления от метеопараметров можно судить по величине частных производных показателя преломления по каждому метеопараметру. Значения частных производных зависят от температуры давления и влажности. В Таблице 1.1 представлены значения частных производных показателя преломления, полученные из формулы (1.4) для нормальных условий (Т=293,15 К, р=1013,25 гПа, е=13,33 гПа) [8]. Анализ таблицы 1.1 показывает, что в ряде случаев влиянием влажности в оптическом диапазоне можно пренебречь.

Таблица 1.1 - Частные производные показателя преломления для нормальных условий в оптическом диапазоне

Производная Значение

дп/ 'дТ -1 • 10-6/К

дп/ / др 0,3 • 10-6/гПа

дп/ 'де -0,04 • 10-6/гПа

Если приращения в формуле (1.5) заменить градиентами (разделить все элементы формулы на приращение расстояния), то можно получить приближенную формулу, выражающую градиент показателя преломления через градиенты температуры, давления и влажности при нормальных условиях:

дгай п^-1^ 10-6дга(1 Т + 0,3 • 10-6дга(1 р - 0,04 • 10-6дга(1 е (1.6)

1.2 Использование стандартного коэффициента рефракции для учёта влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии

В практике геодезического производства для учёта влияния вертикальной рефракции на измерение превышений методом тригонометрического нивелирования, используют коэффициент рефракции к. Под коэффициентом рефракции к понимают отношение радиуса кривизны Земли R3 к среднему радиусу рефракционной кривой рср [4]:

к = — = ß3<gradcpn, (1.7)

Рср

где R3 - радиус кривизны Земли;

gradÜVn - средний для визирной линии вертикальный градиент

показателя преломления. Поправка в измеренное превышение hr вычисляется по формуле [9]:

D2

= (1.8)

где D - наклонная дальность.

Коэффициент рефракции функционально связан с углом рефракции следующим соотношением [4]:

к =--(1.9)

Dp v J

Для определения поправки за влияние вертикальной рефракции с точностью 5 мм/км (случайная средняя квадратическая ошибка определения превышений в нивелировании III класса) [10], коэффициент рефракции должен быть известен с точностью:

Я2 2ДЗ __ 2 • 6371 • 103м

= тк^г ^ ^ = = 5 • 10 3м-.„-= 0,06. (1.10)

Лг к 2^З л £2 (103м)2 4 у

В практике геодезического производства фактический коэффициент рефракции £факт заменяется стандартным коэффициентом рефракции £ст, который характеризует среднестатическое состояние атмосферы.

Стандартный коэффициент рефракции представляет собой отношение радиуса Земли ЯЗ к среднему радиусу кривизны рефракционной кривой, который принимают равным семи радиусам Земли [3]:

ДЗ 1

Лст = -3 = - « 0,14. (1.11)

В программном обеспечении электронных тахеометров используется, как правило, значение стандартного коэффициента рефракции +0,13. В практике российского геодезического производства используют значение 0,14. Однако фактическое значение коэффициента рефракции может отличаться от стандартного на несколько единиц и даже иметь другой знак. На рисунке 1.1 [11] приведены результаты измерения превышений в течение одного дня на трёх соседних трассах на разной высоте над разными типами подстилающей поверхности. Только на одном графике использование стандартного коэффициента рефракции позволило получить превышения с точностью, отвечающей требованиям технического нивелирования (100 мм на 1 км [12]).

300

§ 200

100

-100

\ > <

* А

♦

0,302 м (£-+1,46)

ж

\ /

8 10 12 14

16 18 20 22 время, в час.

8600

§ 8580

8560

х

а

э

3 8540

еа

ш

а

8520

8500

ж

♦ * А

4 ► 0,07 г'=+ 4 м 1,76

▲

▼

а

6 8 10 12 14 16 18 20 22

время, в час.

б

0

-10200

еа -10300 «

35 а

Э

1 -10400 «

а х

-10500

♦ ♦ Л к Г* ♦

▲ ♦ ♦

0,226 м

а,=+1.0б)

время, в час.

-1 — 1- I

♦ измеренные превышения

----точные превышения

А исправленные превышения (к=0,13)

8 10 12 14 16 18 20 22

в

а - над водной поверхностью (средняя высота ~4 м; расстояние ~1650 м);

б - над асфальтом (средняя высота ~2 м; расстояние ~730 м); в - над водной поверхностью (средняя высота ~9 м; расстояние ~1650 м)

Рисунок 1.1 - Значения превышений, исправленные с помощью стандартного коэффициента рефракции

Схожие результаты были получены и авторами статей [13, 14], где указывается, что использование стандартного коэффициента рефракции во всех видах геодезических работ считается необоснованным. Авторы

сравнили результаты обработки превышений с применением полученного фактического значения коэффициента рефракции и его стандартного значения и пришли к выводу, что применение последнего ухудшает результаты тригонометрического нивелирования. По этой причине авторы статей [15, 16] предложили методы определения близких к фактическим коэффициентов рефракции. Это позволило исключить такие грубые ошибки, как отличие порядка и знака действительного значения коэффициента рефракции от его стандартного значения.

В статье [17] представлены результаты определения коэффициентов рефракции в течение года на закреплённой трассе для расстояний 1,0; 2,8; 4,5 км. Автор выявил, что коэффициенты рефракции осенью и весной минимальны и находятся в пределах 0,15-0,23, причём в ветреную и пасмурную погоду они более стабильны и принимают наименьшие значения. Было установлено, что в период с 10 до 16 часов претерпевают наименьшие колебания, следовательно, эти часы наиболее пригодны для наблюдений. В работе были получены следующие средние коэффициенты рефракции для района исследований: весной - 0,22; летом - 0,40; осенью -0,19 и зимой - 0,60.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Решетило Сергей Юрьевич, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Островский А.Л. Достижения и задачи рефрактометрии. // Геопрофи. -2008. - № 1. - С. 6-15.

2. Алексеев А.В., Кабанов М.В., Куштин И.Ф. Оптическая рефракция в земной атмосфере (горизонтальные трассы). - Новосибирск: Наука, 1982. - 160 с.

3. Вшивкова О.В., Маркузе Ю.И., Ямбаев Х.К. О точностных ограничениях одновременного двустороннего тригонометрического нивелирования // Естественные и технические науки. - 2018. - № 12. -С. 233-238.

4. Вшивкова О.В. Физика Земли и атмосферы. Влияние атмосферы на результаты геодезических измерений: учебное пособие. — М.: МИИГАиК, 2017. — 88 с.

5. Юношев Л.С. Боковая рефракция света при измерениях углов. - М.: Недра, 1969. - 96 с.

6. Бойко Е.Г., Заболотный Н. С., Ковалев В. И. Влияние рефракции на геодезические измерения и методы его учета: Текст лекций для студентов IV курса. - М.: МИИГАИК, 1991. - 56 с.

7. Батарчукова И.Р., Ирикова Л.А. Длины волн монохроматических источников света и показатели преломления в стандартном и нормальном воздухе. - М.: Изд-во комитета стандартов, 1968. - 19 с.

8. Большаков В.Д., Деймлих Ф., Голубев А.Н., Васильев В.П. Радиогеодезические и элекрооптические измерения. - М.: Недра, 1985. - 304 с.

9. Справочник геодезиста: в 2 кн. / Под ред. В.Д. Большакова и Г.П. Левчука. - М.: Недра, 1985. - Кн. 2. - 440 с.

10. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. - М.: ЦНИИГАиК, 2003. 135 с.

11. Решетило С.Ю. Разработка алгоритма реализации комбинированного способа учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии. / Вшивкова О. В., Решетило С. Ю. // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2018. - Т. 62 № 5. -С. 489-494.

12. Редьков В.С. Руководство по техническому нивелированию и высотным теодолитным ходам. М.: Недра, 1974. - 72 с.

13. Райзман Г.П. О некоторых закономерностях коэффициента вертикальной рефракции. // Геодезия и картография. - 1972. - № 1. - С. 25-31.

14. Свиридов А.Е. Опыт тригонометрического нивелирования. // Геодезия и картография. - 1964. - № 8. - С. 22-26.

15. Извеков М.М. Учет коэффициента вертикальной рефракции по односторонним зенитным расстояниям. // Геодезия и картография. -1967. - № 9. - С. 20-26.

16. Сильванский А. В. Об определении коэффициента рефракции в сети триангуляции по материалам геодезического нивелирования. // Геодезия и картография. - 1974. - № 9. - С. 18-20.

17. Садовский И.И. О зависимости коэффициента вертикальной рефракции от абсолютной высоты земной поверхности (по наблюдениям в Восточной Сибири). // Геодезия и картография. - 1966. - №11. - С. 710.

18. Ковалев В.И. О некоторых результатах исследований вертикальной рефракции в течение года на постоянной трассе. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 1981. - № 2. - С. 11-18.

19. Вшивкова О.В., Калугин В.Ф., Калугин И.В. Рефракционные измерения и исследования в атмосфере / Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2003. -189 с. - Деп. в ВИНИТИ 10.04.2003, № 680-В2003.

20. Хвостиков И. А. Метод определения рефракции при точных геодезических измерениях // Доклады АН СССР. - 1946. - Т. 51. - № 5.

- С. 343-346.

21. Прилепин М. Т. К оценке формул рефракции, определяемой методом спектральных разностей // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.

- 1970. - № 1. - С. 23-32.

22. Tengstrom E. (1967) Elimination of refraction at vertical angle measurements using lasers on different wavelengths Osterr. Z. Vermessungsw, 55, Sonderh. 25, pp. 292-303.

23. Михайлов В.С. Высокоточное определение дисперсионных углов // Тр. ЦНИИГАиК. - 1973. - Вып. 22. - С. 16-18.

24. Вшивков В.Ф. О компенсационном способе учета влияния рефракции при геодезических измерениях // Геодезия и картография. - 1974. -№10. - С. 28-33.

25. Прилепин М.Т., Голубев А.Н. Инструментальные методы геодезической рефрактометрии. Итоги науки и техники. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. - М.: ВИНИТИ, 1979. - Т.15. - 91 с.

26. Хвостиков И.А. Метод определения рефракции при точных геодезических измерениях // Докл. АН СССР. - 1946. - Т. 51. - №5. - С. 343-346.

27. Tengstrom E., Milewski J. Possibilities of increasing the accuracy in the determination of refractional angles with Tengstrom's IDM // Refract. influences Astronometry and Geod. Symp., Uppsala, 1978. Dordrecht e.a. -1979. P. 249-264. Discuss., P. 264-266 (РЖ 80.06-52.47).

28. Ю.В. Лобанова, М.Я. Брынь, Д.А. Афонин. Определение коэффициента рефракции на коротких расстояниях // Известия Петербургского университета путей сообщения. СПб.: ПГУПС. - 2019. - Т. 16, вып. 4. -С. 670-676. DOI: 10.20295/1815-588Х-2019-4-670-676

29. Тлустяк Б.Т. Исследование закономерностей изменений коэффициентов земной рефракции в прибрежной зоне больших водных поверхностей. // В кн.: Геодезия, картография и аэрофотосъемка. -Львов. - 1974. - Вып. 20. - С. 86-93.

30. Вильнер Д.Г. Геодезический метод учета влияния вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования // Геодезия и картография. -1976. - Вып. 11. - С. 13-17.

31. Маслич Д.И., Кумин Л.А. Особенности рефракционного поля таежных районов и способы его учета при измерении зенитных расстояний // Геодезия, картография и аэрофотосъемка: Респ. Межвед. Научно-техн. сб. - 1975. - Вып. 22. - С. 22-28.

32. Джуман Б.М., Ващенко В.И. Точность тригонометрического нивелиравания при редуцировании измерений на периоды спокойных изображений // Вестник Львовск. Политех. Ин-та: Доклады и научные сообщения. - Львов: Вища школа. - 1979. - Вып. 137. - С. 184-186.

33. Сажин В.А. Метод учета влияния вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования ночью. - Львов: Львовск. поли-тех. ин-т, 1980. - 11 с.

34. Джуман Б.М., Ващенко В.1. Визначения вертикальноi рефракцп методом одночасних вимiрювань зенггних вщдалей. // Содчасш досягнення геод. науки i виробничества в Украшг Зб. наук. пращ. конф., присвяч. проф. святу прищвншв геол., геод. i карт., Львiв, 4 квггня. - 1997. - С. 87-91 (РЖ 98.07-52.38).

35. Медовиков А.С. Двухстороннее тригонометрическое нивелирование в моменты изотермии атмосферы. // Геодезия и картография. - 1986. - № 9. - С. 17-19.

36. Струве В. Я. Sur la mesure des degrés de méridien en Russie (О градусном измерении меридиана в России) // Bulletin scientifique de l'Académie

Impériale des sciences de St.-Pétersbourg. - St.-Pétersbourg. - 1840. - t. 7, n. 19. - Стб. 280-288.

37. Kukkamaki T.I. Verbesserung der Horisontalen Winkelmessunden Weden der Seiten-refaktion // Des Finischen Gedatischen Institutes. - Helsinki, 1939.

38. Изотов А.А., Пеллинен Л.П. Исследование земной рефракции и методов геодезического нивелирования. Труды ЦНИИГАиК. - М.: Геодезиздат, 1955, - 176 с.

39. P.V. Angus-Leppan. Surface effects on refraction in precise levelling // Conference on Refraction Effects in Geodesy & Conference on Electronic Distance Measurement, 5-8 Nov. 1968, New South Wales (Australia) -Univ. of N. S. W., 1969.

40. J. M. Rueger, F. K. Brunner. Practical results of EDM-height traversing // The Australian Surveyor, June, 1981, Vol. 30, N. 6

41. Островский А.Л. Методы учета атмосферных влияний на геодезические измерения, основанные на решении обратных задач рефракции // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов. - 1983. - Вып.37. - С. 76-82.

42. Witte Bertold, Deubien Dierk. Возможности применения цифровой камеры для определения вертикальной рефракции // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2001. - №2 - C. 130-139 (РЖ 02.0252.69).

43. Дементьев В.Е. Рефракция и миражи. — М.: Галлея-Принт, 2009. — 391 c

44. Дементьев В.Е. Определение вертикальной рефракции по флуктуациям угла прихода светового пучка. // Квантовая электроника. - 1982. - С. 789-790.

45. Островский А.А., Мороз А.И. Теория и практика флуктуационного метода определения вертикальной рефракции // Изв. вузов. Геод. и аэрофотосъемка. - 2000. - №3. - C. 11-29.

46. Перш С.С. До визначення вертикальноi рефракцп за коливаннями зображень // Содчасш досягнення геод. науки i виробничества в Укра1ш. Зб. наук. пращ. конф., присвяч. проф. святу прищвншв ге- ол., геод. i картогр., Львiв, 4 квггня, 1997. - Львiв, 1997. - С. 91-94 (РЖ 98.07-52.39).

47. Монин А.С. Динамическая турбулентность в атмосфере // Изв. АН СССР. Сер Геогр. и геофиз. - 1950. - Т. 14. - №3 - С. 232-254.

48. Обухов А.М. Турбулентность в температурно-неоднородной атмосфере // Труды Ин-та теор. Геофиз. АН СССР. - 1946.- Т. 1. - С. 95-115.

49. Алексеев А.В., Генин В.Н., Кабанов М.В. Исследование геодезической рефракции в приземном слое атмосферы для объектов, удаленных на большие расстояния // В кн.: Рассеяние и рефракция оптических волн в атмосфере. - Томск: Изд-во ИОА АН СССР. - 1976 - С. 165-172.

50. Иордан В., Эггерт М., Кнейссль М. Руководство по высшей геодезии. Ч. II. Прецизионное и тригонометрическое нивелирование. - М., 1963.

- 263 с.

51. Мозжухин О.А. К учету рефракции в тригонометрическом нивелировании на основе метеорологических измерений // Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии. - М., 1979.

- № 5/4. - С. 99-101.

52. Каверзиев К.М., Лазарев Г.Е. Вычисление углов рефракции в тригонометрическом нивелировании // Антарктика. - М., 1979. - Вып. 18. - С. 82-90.

53. Генин В.И., Кабанов М.В., Нелюбин Н.Ф. О влиянии метеорологических параметров атмосферы на точность расчета углов

земной рефракции // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов, 1980. - Вып. 32.- С. 8-16.

54. Алексеев А.В., Кабанов М.В., Куштин И.Ф., Нелюбин Н.Ф. Оптическая рефракция в земной атмосфере (наклонные трассы). - Новосибирск: Наука, 1983. - 230 с.

55. Константинов А.Р. Испарение в природе. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 532 с.

56. Tsoulis, D., S. Petrovic, and N. Kilian (2008), Theoretical and numerical aspects of the geodetic method for determining the atmospheric refraction coefficient using simultaneous and mutual zenith observations, J. Surv. Eng., 134(1), 3-12.

57. Hirt, C., S. Guillaume, A. Wisbar, B. Burki, and H. Sternberg (2010), Monitoring of the refraction coefficient in the lower atmosphere using a controlled setup of simultaneous reciprocal vertical angle measurements, J. Geophys. Res., 115, D21102, doi:10.1029/2010JD014067.

58. Никонов А.В. Исследование влияния вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования короткими лучами способом из середины // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. -2014. - № 1. - С 28-34.

59. Никонов А.В. К вопросу о влиянии вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования короткими лучами // Вестник СГГА. - 2014. - Вып. 1 (25). - С. 12-26.

60. Al-Kherayef, O., V. Valchinov, R. Grebenitcharsky, S. Valcheva, B. Al-Muslmani, U. Al-Rubaia (2018) Refraction coefficient determination and modelling for the territory of the Kingdom of Saudi Arabia. In Proceedings of the FIG Congress Embracing our smart world where the continents connect: Enhancing the geospatial maturity of societies, Istanbul, Turkey, 611 May 2018, ISBN 978-87-92853-78-3, ISSN 2308-3441.

61. Kukkamaki, T. (1938) Uber die nivellitische refraction. Finnish Geodetic Ins. Pub. No. 25, Helsinki, 48 pp.

62. Kukkamaki, T. (1939) Formelen und Tabellen zur Berechnung der Nivellitischen Refraktion. Finnish Geodetic Institute Publication No. 27, Helsinki, 18 pp.

63. Мозжухин О.А. К анализу путей развития проблемы учёта рефракции в нивелировании // Геодезия и картография. - 2016. - Т. 77. - № 11. - С. 16-19.

64. D. Gaifillia, V. Pagounis, M. Tsakiri, and V. Zacharis. Empirical Modelling of Refraction Error in Trigonometric Heighting Using Meteorological Parameters. Journal of Geosciences and Geomatics, vol.4, no. 1 (2016): 814. doi: 10.12691/jgg-4-1-2.

65. Pan Songqing, Zang Shushou Henai daxne xueba zirankexue ban. // J. No-hoiuhiv Natur. Sci. - 1999.- 27. № 5 - S. 12-16 (РЖ 01.08-52.59).

66. Гомбоев Н.Ц., Батороев А.С., Мункоев В.Е. Статистическая структура вертикальных градиентов индекса рефракции в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке // Метеорология и гидрология. - 2004. - № 5. - С 4754.

67. Гомбоев Н.Ц., Батороев А.С., Мункоев В.Е. Особенности суточных вариаций вертикального градиента индекса рефракции на северо-востоке России // Сборник докладов 21 -ой Всероссийской научной конференции Распространение радиоволн, Йошкар-Ола, 25-27 мая, 2005. - 2005. - Т. 1. - С. 320-322.

68. Суюнов А.С. Об учете влияния вертикальной рефракции на геодезические измерения в условиях Средней Азии. -1995. - 75 с. -Деп. в ГНТБ Укр., № 838-Ук 95 (РЖ 95.10-52.100).

69. Джуман Б.М., Ващенко В.И. // Вестник Львовского политехн. Ин-та: Доклад и научные сообщения. - Львов: Вища школа, 1979. - Вып. 137. - С. 184-186.

70. Сажин В.А. Исследование влияния вертикальной рефракции на результаты геодезического нивелирования ночью в всхолмленном районе. - Львов: Львовск. Политехн. Ин-т, - 1976.

71. Сажин В.А. Сравнительный анализ рефракционных погрешностей геодезического нивелирования ночью и днем в горных условиях // Геодезия, картография и аэрофотосъемка: Респ. Межвед. Научно-техн. сб. - 1975. - Вып. 22. - С. 59-64.

72. Куштин И.Ф. Рефракция световых лучей в атмосфере. - М.: Недра, 1971. - 129 с.

73. Meier S. Varianz und Erhaltungsneigung der lokalen Sichtstrahekrummung in Boddennate // Verrmessungstechnik. - 1982. - 30. № 12. - P. 420-43 (РЖ 83.09-52.70).

74. Blazek Radim. K urient ulivu refrakce v paradech trigonometricki nivelace // Geod. A kartogr. Obz. - 1979. - 25. № 1. - P. 7-12 (РЖ 79.05-52.69).

75. Маслич Д.И. Сезонные изменения коэффициента вертикальной рефракции в районе Карпат // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. - 1964. - Вып. 1. - С. 91 -96.

76. Ramsayer K. The accuracy of the determinatin of terrestrial refraction from reciprocal zenith angles // Refact. Influences Astronometry and Geod. Symp., Uppsala, 1978. Dordrecht e.a.- 1979. - S. 203-211 (РЖ 80.0852.56).

77. Blazek Radim. Bestimmung der Refraktion bei dem trigonometrichen Nivellement // Refractions - und Turbulengeinflusse auf Visier - und Laserstrahlen. Tagungsber. Wiss., Kollog., 20-21 Okt, 1977. - Geod. Und Geophys. Veroff. - 1978. - R.3. № 41. - S. 85-94 (РЖ 79.10-52.44).

78. Раинкин В.Я., Раинкина Л.Н. О влиянии рефракции на точность измерения вертикальных углов. - 1995, 40 с. - Деп. в ОНИПР ЦНИИГАиК, № 589-Га95 (РЖ 95.09-52.112).

79. Хабутдинов Ю.Г., Шанталинский К.М., Николаев А.А. Учение об атмосфере. - 2010. - Казань. Издательство казанского университета. -257 с.

80. Лайхтман Д. Л. Физика пограничного слоя атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 341 с.

81. Р. Гейгер. Климат приземного слоя воздуха. - М.: Издательство иностранной литературы, 1960. - 488 с.

82. Воронцов П.А. Аэрологические исследования пограничного слоя атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 450 с.

83. Вшивкова О.В. О рабочей «геодезической» модели атмосферы // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2005. - № 5.- С. 22-29.

84. Вшивкова О.В. Учет влияния атмосферы в электронной тахеометрии с использованием геодезического градиентометра. - Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2010. - №3. - С. 3-9.

85. Решетило С.Ю. О возможности использования метеорологических данных для учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии // Сборник статей по итогам научно-технических конференций. - М.: МИИГАиК, 2018. - Выпуск 9. - С. 193-196.

86. Вшивкова, О.В. Учет влияния приземного слоя атмосферы без знания высоты визирного луча. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2007. - № 3. - С. 17-22.

87. Пат. 2284508 Российская Федерация, МПК G01N21/41, G01W 1/00. Угловой рефрактометр / О.В.Вшивкова, И.В.Калугин. - № 2005114926/28; заявл. 17.05.2005; опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27. - 2 с.

88. Решетило С.Ю. Апробация алгоритма реализации комбинированного способа учёта влияния рефракции на результаты тригонометрического нивелирования. / Вшивкова О. В., Маркузе Ю. И., Нейман Ю. М., Решетило С. Ю., Ямбаев Х. К. // Естественные и технические науки. -№ 12. - 2018. - С. 227-232.

89. Решетило С.Ю. Комбинированный способ учёта влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии / Вшивкова О.В., Решетило С.Ю. // Геодезия и картография. - 2019. - Т. 80. - № 11. - С. 15-21.

90. Решетило С.Ю. Комбинированная методика учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии / Вшивкова О.В., Решетило С.Ю. // Международная научно-техническая онлайн-конференция «Пространственные данные в условиях цифровой трансформации», посвященная 241-й годовщине основания МИИГАиК, Москва, МИИГАиК, 25-27 мая 2020 г. / Сборник статей по итогам научно-технических конференций. Выпуск 11. М.: МИИГАиК, 2020. 199 с. / Приложение к журналу «Известия вузов Геодезия и аэрофотосъемка». С. 139-141.

91. Решетило С.Ю. Полевая апробация методики производства комплексных градиентных для целей учета влияния вертикальной рефракции / Вшивкова О.В., Решетило С.Ю. // Естественные и технические науки, 2021 - № 4. - С. 178-184.

92.Решетило С.Ю. Разработка методики производства комплексных градиентных для целей учета влияния вертикальной рефракции / Вшивкова О.В., Решетило С.Ю. // Естественные и технические науки. -2021. - № 4. - С. 185-192.

93. Шитиков А. Цифровые датчики температуры от "Dallas Semiconductor". 1 часть // Компоненты и технологии. - 2001. - №2. - С. 76-79.