Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
УДК 528.024.4 Тригонометрическое нивелирование
ГРНТИ 36.16 Высшая геодезия
В работе представлена полевая апробация алгоритма определения коэффициента рефракции по градиентным геодезическим измерениям при одностороннем тригонометрическом нивелировании. Разработанный авторами алгоритм основан на решении по методу Монте-Карло системы нелинейных уравнений, описывающих изменение угла вертикальной рефракции в рабочем слое воздуха. Выполнен анализ факторов формирования вертикальной рефракции, подлежащих учету при производстве градиентных (на нескольких уровнях) геодезических измерений. Отмечено, что успешная реализация разработанного алгоритма возможна при условии однонаправленного характера изменения состояния атмосферы с высотой, т. е. в отсутствие слоев с разным характером атмосферной стратификации. На этапе подготовки полевых наблюдений разработаны методические приемы производства градиентных геодезических измерений, базирующиеся на анализе факторов формирования вертикальной рефракции, подлежащих учету при производстве градиентных геодезических измерений; предложена процедура угловых измерений на нескольких уровнях, обеспечивающая оперативность и точность получения исходных данных, необходимых для определения коэффициента рефракции. Выполненные полевые наблюдения и анализ полученных результатов показали возможность использования тенденции изменения приращений рефракции с высотой в качестве объективного критерия обнаружения слоистости атмосферы в рабочем слое воздуха. Оценка точности превышений, исправленных за влияние рефракции с помощью разработанного авторами алгоритма, показала соответствие полученных результатов требованиям геометрического нивелирования IV класса.
тригонометрическое нивелирование, коэффициент рефракции, градиентные геодезические измерения, стратификация атмосферы
1. Гордеев В.А., Раева О.С. Сопоставление точности геометрического и тригонометрического нивелирования при создании маркшейдерских высотных сетей // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2014. № 6. С. 79–84.
2. Дементьев Д.В. Определение вертикальной рефракции в приземном слое атмосферы // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56, № 4. С. 482–488. DOIhttps://doi.org/10.31857/S0002351520020029. https://elibrary.ru/download/elibrary_43159765_46439950.pdf
3. Дементьев Д.В. Анализ турбулентных методов определения рефракции // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2020. Т. 64, № 1. С. 5–14. DOIhttps://doi.org/10.30533/0536-101X-2020-64-1-5-14. https://elibrary.ru/download/elibrary_42467223_50231606.pdf
4. Baselga S., García-Asenjo L., Garrigues P. Practical Formulas for the Refraction Coefficient // Journal of Surveying Engineering. 2014. Vol. 140. Iss. 2. P. 1–5. DOIhttps://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000124. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000124
5. Мозжухин О.А. К анализу путей развития проблемы учета рефракции в нивелировании // Геодезия и картография. 2016. № 11. С. 16–19. DOIhttps://doi.org/10.22389/0016-7126-2016-917-11-16-19. https://geocartography.ru/scientific_article/2016_11_16-19
6. Мозжухин О.А. Рефракция в двустороннем тригонометрическом нивелировании. Определение поправок // Геодезия и картография. 2018. № 4. С. 8–13. DOIhttps://doi.org/10.22389/0016-7126-2018-934-4-8-13. https://geocartography.ru/en/scientific_article/2018_4_8-13
7. Shen Y., Huang T., Guo X., et al. Inversion Method of Atmospheric Refraction Coefficient based on Trigonometric Leveling Network // Journal of Surveying Engineering. 2016. Vol. 143. Iss. 1. P. 1–6. DOIhttps://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000199. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000199
8. Ceylan A., Orhan B. Precise Height Determination Using Leap-Frog Trigonometric Leveling // Journal of Surveying Engineering. 2006. Vol. 132. Iss. 3. P. 118–123.
9. Han M., Liu M.H. Research on the Total Station Trigonometric Leveling Using Midway Method Replaces Three/Four Grade Leveling // Advanced Materials Research. 2014. Vols. 971–973. P. 1144–1147. DOIhttps://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.971-973.1144. https://www.scientific.net/AMR.971-973.1144
10. Кошелев В.А., Карлин К.С., Чахлова А.П. Особенности развития геодезической разбивочной основы в условиях горной местности // Сборник материалов IX Международного научного конгресса «Интерэкспо ГЕО-Сибирь»: в 3 т. Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1, № 1. С. 87–92.
11. Кошелев В.А., Карлин К.С., Чахлова А.П. Инженерно-геодезическое сопровождение строительства канатных дорог // Сборник материалов X Международного научного конгресса «Интерэкспо ГЕО-Сибирь»: в 2 т. Новосибирск: СГГА, 2014. Т. 1. С. 111–116.
12. Михалев А.В. Оценка возможности использования тригонометрического нивелирования для производства высокоточных измерений // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2013. Т. 12, № 8. С. 136–144.
13. Кудабаев М.Д., Ногойбаева К.Б., Райымбек кызы Г. и др. Исследование возможностей высокоточного тригонометрического нивелирования из середины взамен технологии геометрического нивелирования для решения специальных задач в условиях Кыргызстана // Наука и инновационные технологии. 2018. № 3(8). С. 271–277.
14. Никонов А.В. Исследование точности тригонометрического нивелирования способом из середины при визировании над разными подстилающими поверхностями // Вестник СГГА. 2013. № 3(23). С. 28–33.
15. Никонов А.В. Технологические схемы при проложении ходов тригонометрического нивелирования // Сборник материалов X Международного научного конгресса «Интерэкспо ГЕО-Сибирь»: в 2 т. Новосибирск: СГГА, 2014. Новосибирск: СГГА, 2014. Т. 1. С. 77–83.
16. Никонов А.В. Исследование влияния вертикальной рефракции на результаты тригонометрического нивелирования короткими лучами способом из середины // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2014. № 1. С. 28–34.
17. Валов Г.Е., Вшивкова О.В. Алгоритм определения коэффициента рефракции по градиентным геодезическим измерениям при одностороннем тригонометрическом нивелировании // Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2024. Т. 9, № 4(38). С. 14–22. DOIhttps://doi.org/10.25744/genb.2024.28.99.002. https://www.elibrary.ru/download/elibrary_80566272_21299111.pdf
18. Вшивкова О.В. О рабочей «геодезической» модели атмосферы // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2005. № 5. С. 22–29.
19. Решетило С.Ю. Разработка комбинированной методики учета влияния вертикальной рефракции в электронной тахеометрии: дис. … канд. техн. наук. М., 2021. 101 с.
20. Дементьев В.Е. Рефракция и миражи. М.: Галлея-Принт, 2009. 391 с.
