Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Цель исследований светодальномеров обычно состоит в том, чтобы проверить, соответствуют ли их параметры, и в первую очередь точность, заданным требованиям. Для повышения точ­ности измерений, особенно при проведении специальных работ,

важно исследовать источники систематических ошибок и по воз­можности учесть их влияние на результаты измерений. Кроме того, в процессе исследований контролируются такие качества прибора, как надежность, стабильность работы и т. п.

Прежде всего, как и при исследовании других геодезических приборов. [9], производится проверка правильности функциони­рования аппаратуры. Далее выполняется определение важней­ших параметров светодальномера и контроль их величин. Эта работа включает, в себя:

— эталонирование масштабных частот;

— определение постоянной поправки прибора;

— исследование циклических ошибок;

— исследование фазовой неоднородности модулированного пучка излучения.

Эталонирование масштабных частот. Оно заключается в про­верке соответствия значений масштабных частот паспортным данным (номиналам) и, при необходимости, в установке их в номинал. Если в дальномере не предусмотрена возможность такой установки, то в случае отклонения частот от номинала в измеренные расстояния приходится вводить соответствующие поправки.

Для эталонирования используются универсальные электрон­ные частотомеры, содержащие термостатированный кварцевый генератор весьма высокой стабильности. В дальномерах новых типов имеется специальный разъем( для подключения кабеля, соединяющего прибор с частотомером. Если это не предусмот­рено, то можно, например, при помощи установленной перед прибором на расстоянии 0,5—1 м собирающей линзы направить выходящее из него излучение на установленный в фокальной плоскости линзы фотодиод и сигнал от него подвести к часто­томеру. При номинальном значении частоты f0 и измеренном (действительном) значении f выражение для масштабного ко­эффициента имеет вид

Ku = ^l + JsfL)> (3.46)

На эту величину надо умножить значение расстояния, измерен­ного на данной частоте.

Другая возможность контроля масштабного коэффициента светодальномера без измерения частоты состоит в • измерении линий известной длины (в особенности очень длинных линий) и получении отклонений частот из разностей между измерен­ными и известными значениями расстояний.

Контроль частот особенно важен для дальномеров с боль­шой дальностью действия и наивысшей точностью измерений. В общем случае достижима точность контроля частоты порядка

10-е—10-7

Определение постоянной поправки. Постоянную поправку можно определить: ‘

— при помощи оптической скамьи;

— из измерения линии известной длины (эталонного ба­зиса) ;

— из измерений неизвестного расстояния и его частей.

Если в лаборатории имеется оптическая скамья длиной, ска­жем, 25 м, то постоянную поправку можно определить путем сравнения измеренных длин отрезков с известными. Для этого отражатель перемещает вдоль оптической скамьи и устанавли­вают в точках, соответствующих известным значениям дально­сти. Охватываемый диапазон перемещений должен быть больше половины длины волны модуляции.

Определение постоянной поправки на эталонных линиях в поле сходно с измерениями в лаборатории. Расстояние между контрольными точками эталонной линии должно быть известно с точностью, по крайней мере на порядок превышающей точ­ность дальномера. При измерениях по возможности должен ох­ватываться весь диапазон дальностей, встречающихся на прак­тике. Однако в производственных условиях наиболее часто огра­ничиваются многократным измерением одного базиса. Следует отметить, что выбор его длины не безразличен: при малой длине структура светового пучка, падающего на приемник, мо­жет отличаться от имеющей место при измерении более длин­ных линий, а при слишком большой длине базиса могут суще­ственно возрасти те ошибки измерений, величина которых про­порциональна измеряемому расстоянию (см. § 4, стр. 42).

В наиболее общем случае, когда измеряются несколько бази­сов различной длины постоянная поправка К определяется из соотношения

t {D’-D’l) ‘

К = —————— , (3.47)

где Di — эталонные значения; D{ — измеренные значения; п — число измеренных линий. Обычно можно полагать, что при средней квадратической ошибке измерения дальности mD сред­няя квадратическая ошибка определения постоянной поправки

Если нет возможности измерения эталонных линий, приме­няют метод определения постоянной поправки путем измерения неизвестного расстояния по частям. Такой метод позволяет осу­ществить достаточно хороший контроль постоянной поправки в полевых условиях, а также оценить ошибку измерений по внутренней сходимости. Сущность метода очень проста; если разделить линию Л С на два отрезка АВ и ВС (рис. 51) и из­мерить их длины D, D и Dz, то измеренными значениями будут D’, D’, Dz. Очевидно, что

D = Dj -(“ Dj.

а средняя квадратическая ошибка этой величины

Обычно можно считать, что как вся длина, так и отдель­ные отрезки измеряются практически с одинаковой точностью, т. ё. положить mD =mD., и тогда

Щр’ Уя + 1

я—1

При числе отрезков более двух появляется возможность по­левого контроля и повышения точности результата путем из­мерения длин отрезков во всех комбинациях. Однако с увели­чением п возрастает объем измерений и усложняются подгото­вительные работы по разбивке трассы. Поэтому оптимальным с точки зрения точности и производительности работ обычно считается [13] деление линий на три части. При п=3 необхо­димо измерить б расстояний: Du Dz, D3, Di=Di+D2+D3, £>5= =Di+Dz, De=D2+D3. Обработка измерений может быть выпол­нена коррелатным способом с дополнительным неизвестным, ко­торым является постоянная поправка [5].

Циклические ошибки возникают чаще всего в фазометриче­ских устройствах и обусловлены главным образом отличиями реальных параметров фазометров от расчетных значений (не­симметрия цепей, неточности изготовления и т. п.). Эти ошибки называют циклическими, так как они действуют по периодиче­скому закону в пределах фазового цикла. Пример циклической ошибки: фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем, не соответ­ствует, как это должно быть теоретически, углу поворота ротора фазовращателя, и это несовпадение распределяется в пределах цикла приблизительно по синусоидальному закону. Для ослаб­ления циклических ошибок следует использовать наиболее ра­
циональное включение элемен­тов фазовращателя в схеме фа­зометра [13], а также, например, предусматривать повторение из­мерений с введением дополни­тельного сдвига фазы опорного сигнала на 90°, как это делается в некоторых светодальномерах («Кварц», Гранат»). Остаточ­ным влиянием циклических оши­бок во многих случаях можно пренебречь, однако при высоко­точных измерениях это влияние нужно учитывать. Для этого и производится исследование ве­личин циклических ошибок. Их определяют при помощи оптиче­ской скамьи длиной не менее по­ловины длины волны модуляции (эта длина в фазовой мере соот­ветствует одному фазовому цик­лу) . Перемещая установленный на скамье отражатель через оди­наковые небольшие интервалы известной величины (например, через 10 или 20 см при Я/2=5 м), производят каждый раз изме­рения (отсчеты) и затем строят график хода этих отсчетов вдоль всей калибровочной длины. График может быть построен в функции как фазы, так и расстояния; это определяется ти­пом отсчетного устройства исследуемого дальномера. В нане­сенные на график точки вписывается подходящая синусоида, по которой составляется таблица поправок в отсчеты за влия­ние циклических ошибок.

Неоднородность фазы модуляции в поперечном сечении пучка излучения может возникать из-за неоднородностей структуры излучающей поверхности светодиодов или неоднородности мо­дулирующей среды при использовании внешних модуляторов (последняя может зависеть также от электрического режима ра­боты модулятора и геометрии пучка). Это приводит к ошибкам измерения расстояния, величины которых зависят от того, в ка­ком месте апертуры конического светового пучка окажутся от­клонения фазы от значений, полученных на оси диаграммы направленности (рис. 52). Такие зависимости получают путем измерения изменений какого-либо расстояния при ступенчатом отклонении оптической оси прибора от направления, соответ­ствующего максимуму принимаемого сигнала, в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Кроме того, фазовая задержка в приемнике и его чувстви­тельность могут зависеть от места попадания пучка излучения на фоточувствительную площадку.

Комментарии запрещены.