ГКИНП-01-153-81 РУКОВОДСТВО ПО АСТРОНОМИЧЕСКИМ ОПРЕДЕЛЕНИЯМ - часть 32

Земной предмет

 

ГТ

 

ПТ

 

Горизонтальный круг КП

 

ПТ

 

Уровень

 

Горизонтальный круг КП

 

ПТ

 

Уровень

 

Горизонтальный круг КЛ

 

2,0

 

12,3 - 29,7

 

321°58'08,5"

 

2,1

 

12,2 - 29,5

 

142°36'37,0"

 

1,0

 

31,3 - 14,0

 

08,3

 

2,0

 

30,3 - 13,0

 

37,2

 

0,9

 

43,6 - 43,7

 

08,40

 

1,9

 

42,5 - 42,5

 

37,10

 

1,30

 

X = 43,65

 

+1,85

 

2,00

X = 42,50

 

+2,84

 

 

 

0

(Л + П)42,0

 

+0,28

 

 

 

0

(Л + П)41,70

+0,14

 

 

 

b = +1,65

 

КП

*

 321°58'10,53"

 

 

b = +0,80

 

КЛ

*

 142°36'40,08"

Земной предмет

 

ГТ

 

ПТ

 

Горизонтальный круг КЛ

 

1,7

 

2,4

 

20°09'50,6"

 

50,7"

50,65"  

 

1,8

 

2,2

 

 

 

 

-2,65 M = 20°09'54,23"

 

1,8

 

2,6

 

 

 

 

+3,41 M

*

 = 142 17 25,30

 

1,77

 

2,40

 

 

 

КЛ 20°09'51,41"

 

Q = 237°52'28,93"

 

 

   

 

 

   

 

 

 

 

Каждый прием состоит из наблюдения: 
1) земного предмета при КЛ (или КП), 
2) звезды вблизи меридиана при КЛ (КП), 
3) звезды при КП (КЛ), 
4) земного предмета при КП (КЛ). 
При  наблюдении  всех  звезд  (кроме  Полярной)  фиксируется  прохождение  звезд  через 

вертикал,  близкий  к  меридиану,  с  помощью  контактного  микрометра.  При  наблюдении 
Полярной  фиксируется  положение  звезды  по  отсчетам  контактного  микрометра, 
используемого как окулярный микрометр. 

Образец записи в журнале наблюдений приведен в табл. 6.20. 
Обработка  журнала  ведется  в  полном  соответствии  с  правилами,  приведенными  в 6.2. 

Отличия  вызваны  тем,  что  земной  предмет  в  приеме  наблюдается  при  каждом  положении 
круга  один  раз.  Вычисление  геодезического  азимута  выполняется  с  геодезическими 
координатами пункта B и L. С геодезической долготой L вычисляется и поправка хронометра 
для данного приема. 

До  вычислений  азимута  по  схеме  (см.  табл. 6.21) производится  расшифровка 

хронографической  ленты.  Результаты  расшифровки  помещаются  в  таблицу  (см.  табл. 6.3). 
Среднее значение T = (T

КЛ

 + T

КП

)/2 записывают в вычислительную ведомость (см. табл. 6.21). 

Поправочные члены Σ

1

 и Σ

2

 определяют по формулам: 

Σ

1

 = (∆T

МШ

 ± 0,021

s

cosB)secδ.                                       (6.10) 

Σ

2

 = ∆A

W

 + ∆A

ВЛ

.                                                     (6.11) 

В формуле (6.10) знак «+» берется для северных звезд в верхней и нижней кульминациях 

и «-» для южных. В южном полушарии (при счете азимутов от точки севера) наоборот. 

Если  в  качестве  северной  звезды  наблюдалась  Полярная,  то  Σ

1

 = 0. При  этом  вместо 

формулы (6.11) используется формула 

Σ

2

 = ∆A

W

 + ∆A

аб

,                                                      (6.12) 

в которой ∆A

аб

 = +0,32". 

Тангенс азимута звезды в вычислительной схеме находят по формуле 

 

При часовых углах t ≤ 1

m

 для нахождения a

*

 удобнее использовать формулу 

a

*

 = 15tcosδcosecZ

*

. 

Последующие  вычисления  заключаются  (как  и  в 6.2) в  составлении  уравнений 

погрешностей  (см.  табл. 6.5), от  них  переходят  к  нормальным  уравнениям.  Из  решения 
системы находят неизвестные ∆A

ур

, η, ξ и их веса p

A

, p

η

, p

ξ

. Вычисляют уклонения v

i

, которые 

характеризуют  качество  измерений;  по  абсолютной  величине  они  не  должны  превышать 
4,0". Азимут вычисляют по формуле 

A = A

п

 + ∆A

ур

. 

Т а б л и ц а  6.21 

Вычисление азимута и свободных членов 

B = 60°00'00,00"                                                                       L = 8

h

00

m

00,000

s

 

Дата

 

27/28 июня 1980 г.

 

Номер приема

 

2

 

Номер звезды по АЕ

 

506N

 

T

 

8

h

23

m

17,173

s

 

∆T

 

+0,144

 

u

 

+2 14,713

 

Σ

1

 

0,128

 

s

 

8 25 32,158

 

α

 

20 40 47,410

 

t

 

11 44 44,748

 

δ

 

45°12'32,11"

 

sinB

 

0,8660255

 

cost

 

-0,9977858

 

I = sinBcost

 

-0,8641074

 

cosB

 

0,5000000

 

tgB

 

1,0073191

 

II = cosBtgδ

 

0,5036597

 

sint

 

0,0665112

 

I - II

 

-1,3677671

 

tga

*

 

-0,0486274

 

a

*

 

177°12'57,77"

 

Q

 

237 52 28,93

 

Σ

2

 

+ 0,86

 

A'

 

55°05'27,56"

 

A

n

 

55 05 28,00

 

l

 

+0,44"

 

Далее  находят  среднюю  квадратическую  погрешность  единицы  веса 

 и 

погрешность определения неизвестных m

A

, m

h

, m

ξ

, µ не должна превышать 2,5", m

A

 - 0,8". 

Окончательное значение азимута, приведенное к центру пункта, к референцэллипсоиду и 

к условному международному началу координат полюса, с учетом редукции визирной цели 
вычисляют по формуле 

A = A

п

 + ∆A

ур

 + ∆A

I

 + ∆A

γ

 + ∆A

r

 + ∆A

н

 + ∆a

p

. 

Указания  по  вычислению  этих  поправок  приведены  в  главе 8. Следует  учесть,  что 

поправки за центрировку и редукцию будут верными при длине стороны 0,5 км. Для более 
коротких сторон требования к точности должны быть более жесткими. 

Оценка точности определения геодезического азимута, выполняется по формуле 

 

где m

A

 - погрешность азимута, полученная из уравнивания; m

∆T

 - погрешность азимутальной 

лично-инструментальной  разности,  ∂∆T - среднее  квадратическое  колебание  АЛИР, 
принимаемое равным ± 0,5"; M

A

 - не должно превышать ± 1,4". 

7. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРОТЫ, ДОЛГОТЫ И АЗИМУТА С ПРИМЕНЕНИЕМ 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ МОМЕНТОВ

 

7.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Способы астрономического определения широты, долготы и азимута, рассматриваемые в 

настоящем  разделе,  основаны  на  фотоэлектрической  регистрации  моментов  прохождений 
звезд 

с 

помощью 

астрономических 

теодолитов, 

снабженных 

специальной 

фотоэлектрической  установкой.  Преимуществами  фотоэлектрического  метода  регистрации 
являются: 

полное исключение из конечного результата личных ошибок наблюдателя; 
ослабление общего влияния наблюдателя на теодолит; 
лучшее  закрепление  визирной  линии  теодолита  в  период  наблюдений  за  счет 

неподвижности  визирного  приспособления  (зеркальной  решетки)  во  время  регистрации 
звезды; 

повышение производительности труда, так как нет необходимости определять долготную 

и азимутальную лично-инструментальные разности до и после полевых наблюдений; 

возможность  (в  перспективе)  автоматизации  процессов  астрономических  наблюдений  и 

обработки полученных результатов. 

Использование  фотоэлектрического  метода  регистрации  не  решает  полностью  задачу 

повышения точности полевых астрономических определений, поскольку остаются еще такие 
источники  погрешностей,  как  инструментальные  и  внешней  среды.  Однако  этот  метод 
представляет собой существенный шаг вперед по пути повышения точности. На основании 
многолетних  исследований,  выполненных  в  ЦНИИГАиК  по  изучению  точностных 
возможностей  фотоэлектрических  способов  астрономических  определений,  получены 
следующие  значения  средних  квадратических  погрешностей  единицы  веса  для  широтных, 
долготных  (по  одной  паре  звезд)  и  азимутальных  (из  одного  приема)  определений: µ

φ

 = ± 

0,4", µ

λ

 = ± 0,020

s

secφ, µ

a

 = ± 0,5"secφ.  Если  учесть,  что  результаты  фотоэлектрических 

определений  полностью  свободны  от  личной  разности  наблюдателя  и  ее  колебаний, 
оцениваемых  величиной ± 0,3",  то  следует  констатировать,  что  в  общем  случае  внедрение 
фотоэлектрических  методов  позволит  повысить  точность  определения  широты,  долготы  и 
азимута примерно в два раза по сравнению с достигнутой в настоящее время. 

Основным  недостатком  фотоэлектрического  метода  является  невозможность  его 

применения  в  светлое  время  суток.  Учитывая  последнее  обстоятельство,  способы 
фотоэлектрических определений широты, долготы и азимута рекомендуются как основные в 
зоне широт -55 - +55° в любое время года, а в остальных районах земного шара в периоды, 
когда Солнце опускается под горизонт на 8° и ниже. 

Основными способами фотоэлектрических астрономических определений являются: 
способ Певцова при определении широты; 
способ Цингера при определении долготы; 
многократные наблюдения ярких звезд вблизи меридиана при определении азимута. 
В  последнем  случае  измерение  направлений  на  наземные  световые  цели  выполняют  в 

одном из режимов, рассмотренных в 10.7. 

Обработка  результатов  фотоэлектрических  измерений  ведется  по  традиционным 

формулам и в том же порядке, что и для визуальных измерений. Разница состоит лишь в том, 
что  измеренный  фотоэлектрический  момент  наблюдений  каждой  звезды  должен  быть 
уменьшен на величину задержки сигнала в цепях фотоэлектрической установки. 

7.2. ПОДГОТОВКА АСТРОНОМИЧЕСКОГО ТЕОДОЛИТА К ОПРЕДЕЛЕНИЯМ 

ШИРОТЫ И ДОЛГОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ 

РЕГИСТРАЦИИ МОМЕНТОВ

 

Астрономический  теодолит,  предназначенный  для  фотоэлектрических  определений 

широты и долготы с применением фотоэлектрической регистрации моментов, должен быть 
исследован в объеме, указанном в 11.24. 

По  прибытии  на  полевой  пункт  астрономический  теодолит  устанавливают  на 

астрономический  столб,  а  аппаратуру,  входящую  в  комплект  теодолита  вблизи  столба,  на 
инструментальный  столик.  Производят  коммутацию  электрических  цепей  теодолита, 
цифропечатающей  машины,  хронометра,  радиоприемника,  фотоэлектрической  установки. 
Как  сама  аппаратура,  так  и  провода,  идущие  от  нее  к  астрономическому  теодолиту  и 
источникам  питания,  должны  быть  заземлены,  в  нерабочее  время  надежно  закреплены  и 
укрыты  брезентом  для  защиты  от  ветра,  пыли,  тумана  и  дождя.  Использовать  в  качестве 
чехлов  полиэтиленовую  пленку  не  рекомендуется,  так  как  она  препятствует  испарению 
влаги,  сконденсировавшейся  в  ночное  время  на  поверхности  приборов.  Для  защиты  от 
прямого  воздействия  ветра  вокруг  столба  должен  быть  построен  помост  со  стойками.  К 
стойкам крепится брезентовое ограждение, высота которого должна на 15 - 20 см превышать 
теодолит  с  трубой,  направленной  в  зенит,  и  надетой  на  трубу  блендой.  Настил  помоста  не 
должен соприкасаться со столбом, а точки опоры помоста о грунт должны быть удалены от 
обводов столба не менее чем на 1 м. До начала наблюдений необходимо убедиться в том, что 
в секторах с азимутами 0 ± 0,25, 180 ± 25, 90 ± 25, 270 ± 25° возможно наблюдение звезд в 
интервале зенитных расстояний 0 - 60°. 

Теодолит  и  аппаратура,  входящая  в  его  комплект,  должны  быть  проверены  на 

работоспособность сразу же после установки на рабочих местах. Убедившись в исправности 
приборов, приступают к подготовке их к фотоэлектрическим определениям. 

Теодолит горизонтируют с погрешностью 5 - 10" и, открепив стопорный винт, заменяют 

визуальный  микрометр  фотоэлектрическим:  в  поле  зрения  окуляра  будет  видна  зеркальная 
решетка. 

Наводят  трубу  теодолита  на  миру  и,  разворачивая  коробку  микрометра,  приводят 

зеркальную  решетку  в  вертикальное  положение  с  доступной  для  глаза  степенью  точности. 
Контроль  вертикальности  решетки  осуществляют  в  следующем  порядке.  Вращая  винт 
микрометра,  отводят  каретку  с  решеткой  от  нуль-пункта  и  устанавливают  на  отсчет 4,00 
оборота. Действуя наводящими винтами трубы и алидады горизонтального круга, приводят 
изображение миры на осевую линию зеркальной решетки, обращенную к краю поля зрения 
трубы.  Медленно  вращая  винт  микрометра,  переводят  каретку  с  зеркальной  решеткой  на 
отсчет 16,00 оборотов. Наводящим винтом трубы изменяют положение трубы теодолита до 
тех  пор,  пока  изображение  миры  не  переместится  через  центр  поля  зрения  и  через  щели 
зеркальной  решетки.  Если  решетка  вертикальна,  изображение  миры,  выйдя  за  ее  пределы, 
вновь  окажется  на  осевой  линии  решетки.  Если  же  вертикальности  добиться  не  удалось, 
изображение  сойдет  с  осевой  линии.  В  этом  случае  оценивают  на  глаз  расстояние  между 
осевой  линией  решетки  и  изображением  миры  и  осторожно  доворачивают  коробку 
микрометра до тех пор, пока изображение миры не приблизится к осевой линии на половину 
замеченного  расстояния.  Производят  контроль  вертикальности  и  в  случае  необходимости 
выполняют повторно юстировку в том же порядке. 

Выполняют  согласование  визирных  осей  главной  трубы  и  трубы-искателя:  осевая  линия 

зеркальной решетки должна совпадать с осью вертикального биссектора, а центральное окно 
решетки,  установленное  в  нуль-пункте,  должно  совпадать  с  квадратом,  образованным 
горизонтальным  и  вертикальным  биссекторами  сетки  нитей  трубы-искателя.  Для  поверки 
этого  условия  устанавливают  зеркальную  решетку  в  нуль-пункте,  измеряют  и  исправляют 
место  зенита  ее  центрального  окна.  Приводят  изображение  миры  в  центральное  окно.