DD277747A1 - Verfahren zur eliminierung des einflusses der erdkruemmung beim praezisionsnivellement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung des Einflusses der Erdkruemmung beim Praezisionsnivellement fuer mindestens eine Entfernung fuer ein Kompensatornivellier, fuer jede Hoehenvisur (Rueck- und Vorblick) unmittelbar waehrend einer Messung ohne Anwendung eines Mikrorechners oder rechnerischer Hilfsmittel, indem der Einfluss der Erdkruemmung DlE durch eine definierte Neigungsaenderung der Ziellinie h0 fuer mindestens eine Entfernung s0 nach der Beziehung h0s0 2Rr kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel h0 entsprechende Korrektur der Mikrometerablesung nach der Beziehung Dms0 h0 r im Kompensatornivellier durchgefuehrt wird. Fig. 2

Description

wobei R der Erdradius ist. Es ist zwar in der Praxis möglich, die Einflußgröße ΔΙ_Ε und Ah_E nach erfolgter Messung auf einem Instrumentenstandpunkt nachträglich zu berechnen und als Korrekturwert am Meßergebnis anzubringen, aber dazu müßten die Entfernungen s_R und Sy wieder gemessen werden, was die Wirtschaftlichkeit und Genauigkeit des Meßverfahrens beeinflußt. Außerdem stehen die fehlerfreien Höhenunterschiede dann auch nicht unmittelbar während der Messungen für bestimmte Höhenangaben zur Verfügung. Um diese Nachteile zu beseitigen, ist es bekannt, bei Präzisionskompensatornivellieren mit quasiabsolutem Horizont und internem Mikrorechner durch Wahl eines entsprechenden Meßprogrammes den Einfluß der Erdkrümmung mit zu erfassen; der gemessene Höhenunterschied wird dann automatisch korrigiert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein technisch-ökonomisch einfaches Verfahren mit optisch-mechanischen Mitteln zur Eliminierung des Einflusses der Erdkrümmung beim Präzisionsnivellement für mindestens eine Entfernung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Eliminierung des Einflusses der Erdkrümmung für mindestens eine Entfernung vorzugsweise für ein Präzisionskompensatornivellier mit einer Ziellinienstabilisierung nach dem Prinzip des quasiabsoluten Horizonts so zu gestalten, daß jede Höhenvisur (Rück- und Vorblick) unmittelbar während einer Messung ohne Anwendung eines Mikrorechners oder rechnerischer Hilfsmittel korrigiert wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Eliminierung des Einflusses der Erdkrümmung für mindestens eine Entfernung mittels eines Kompensatornivelliers, das durch Messung in zwei Kompensatorlagen eine Ziellinienstabilisierung mit quasiabsolutem Horizont realisiert, dadurch gelöst, daß der Einfluß der Erdkrümmung ΔΙ_Ε durch eine definierte Neigungsänderung der Ziellinie η_ο für

mindestens eine Entfernung s₀ nach der Beziehung η_ο = — · ρ kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel η_ο

2R

S₀Ho

entsprechende Korrektur der Mikrometerablesung nach dc-r Beziehung A_n, = im Kompensatornivellier durchgeführt wird,

? wobei R der Erdradius und

180°

0 —

ist. D;. I"aim Präzisionsnivelliment im allgemeinen Zielweiten (s_R, s_v) unter 100m verwendet werden, ist es gerätetechnisch vorteilhaft, den Ziellinienfehler η_ο des Kompensatornivelliers auf eine Entfernung s_o abzustimmen, insbesondere für S₀ = 50m und n₀ = -0,8"

Ausführungobaispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In Fig. 1 und 2 ist der Einfluß eines Ziellinienfehlers ΔΙη und der Erdkrümmung ΔΙ_Ε bei einer Zielweite s_R, s_v auf eine Lattenablesung in einem Zielpunkt dargestellt, mit

ΔΙη = s · η für den Ziellinienfehler und

ΔΙε = fürdieErdkrümmung

2 R

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß bei gleichen Zielweiten s_R = s_v (Rück- und Vorblick) sowohl der Einfluß des Ziellinienfehlers ΔΙη als auch der Fohler der Erdkrümmung ΔΙ_Ε gleich groß ist und auf dan gemessenen Höhenunterschied keinen Einfluß hat. Bei ungleichen Ziolweiton Sn und s_v ist ersichtlich, daß der Einfluß dos Ziellinienfehlcrs ΔΙη und der Fehler der Erdkrümmung ΔΙε einon Fohler auf den gomossonon Höhenunterschied auf oinom Instrumentenstandpunkt hervorrufen. Und zwar

ΔΙιη - (Sn - s_v) · η Ah_E-~¹-(s_H ^?-s_v ^J)

Fig. 2 zoigt orf indungsgemäß, daß dor Fohlor dor Erdkrümmung ΔΙ_Ε durch oinon im Betrag gleichen Fehler ΔΙη der Ziellinie mit cntgngongosotztom Vorzoichon komponsiorbar ist mit ΔΙη = -ΔΙ_Ε und damit gilt für die Ziellinie

s_o 180*

^{i dh}

für jede Entfernung S₀ gibt es eine Ziellinienneigung η₀, die den Einfluß der Erdkrümmung ΔΙ_Ε kompensiert. Gerätetechnisch kann die Ziellinie beispielsweise direkt mittels eines vor dem Fernruhrobjektiv eines Kompensatornivelliers angeordneten Keiles geändert oder die Mikrometerablesung im Kompensatornivellier um den entsprechenden Betrag korrigiert werden. Die Änderungen des Winkels η_α kann auch kontinuierlich erfolgen, indem z. B. der Keil oder die Mikrometerkorrektur mittels eines Getriebes mit der Entfernungseinstellung gekoppelt ist. Da bei Präzisionsn.ivellements aus Gründen der Genauigkeit, Sichtweite und äußeren Fehlereinflüsse im allgemeinen in dem Zielweitenbereich (< 100 m) und vorzugsweise bei Zielweiten von etwa 40m gearbeitet wird, ist es zulässig, den Ziellinienfehler η_ο auf eine bestimmte Abgleichentfernung s_o einzustellen, beispielsweise s₀ = 50m. Für den übrigen Entfernungsbereich treten dann Restfehler auf, die innerhalb der Meßgenauigkeit liegen und zu vernachlässigen sind.

Claims (2)

1. Verfahren zur Eliminierung des Einflusses der Erdkrümmung beim Präzisionsnivellement, für mindestens eine Entfernung, vorzugsweise für ein Kompensatornivellier, mit dem durch Messung in zwei Kompensatorlagen eine Ziellinienstabilisierung mit quasiabsolutem Horizont realisiert wird und die Neigungsänderung der Zellinie mit optisch-mechanischen Mitteln erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß der Einfluß der Erdkrümmung ΔΙ_Ε durch eine definierte Neigungsänderung der Ziellinie η₀ kontinuierlich oder für mindestens eine Entfernung S₀ nach der Beziehung

kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel n₀ entsprechende Korrektur der

Mikrometerablesung nach der Beziehung Am = im Kompensatornivellier durchgeführt wird, wobei R der Erdradius und

2. Verfahren zur Eliminieurng des Einflusses der Erdkrümmung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere eine Abgleichentfernung s₀ = 50m mitn._o = -0,8" vorgesehen ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung des Einflusses deren Erdkrümmung beim Präzisionsnivellement für mindestens eine Entfernung, vorzugsweise für eine Kompensatornivellier, bei dem durch Messung in zwei Kompensatoranlagen eine Ziellinie mit quasiabsolutem Horizont realisiert wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß beim Präzisionsnivellement der auf einem Instrumentenstandpunkt gemessene Höhenunterschiede durch Instrumentenfehler (insbesondere Ziellinienfehler) und äußere Fehlereinflüssr !Erdkrümmung, Refraktion) verfälscht wird, wenn mit ungleichen Zielweiten für Rück- und Vorblick (sr und s_v) auf einem Instrumentenstandpunkt gemessen wird. Zur Eliminierung der genannten Fehlereinflüsso hat sich deshalb für das Präzisionsnivellement das sogenannte „Verfahren aus der Mitte" als zweckmäßiges und genaues Verfahren herausgebildet, das besagt, daß die Zielweiten für Rück- und Vorblick eines Instrumentenstandpunktes auf dm-Genauigkeit entfernungsgleich einzuhalten sind, um die genannten Fehlerquellen meßmethodisch zu eliminieren. Das geschieht im allgemeinen durch die sogenannte „Stationierung", bei der ein Ausmessen der Zielweiten s_R und s_v ve oder auch während der Messung erfolgt. Diese Maßnahme ist zeit- und kostenaufwendig und beeinflußt den gesamten l· ,eßprozeß in der Effektivität nachteilig und kann sich negativ auf die Meßgenauigkeit auswirken. Bei Präzisionskompensatornivellieren mit quasiabsolutem Horizont besteht diese Forderung zur Einhaltung gleicher Zielweiten S_n und s_v nicht mehr, da der Ziellinienfehler η (Abweichung der Ziellinie gegenüber dem Horizont), bedingt durch das Konstruktionsprinzip klein, allgemein -1" S η S + 1" ist. Die Fehlerauswirkung eines Ziellinienfehlers η auf eine Visur ist ΔΙη = s_R · η bzw. ΔΙη = s_v · η und auf einen gemessenen Höhenunterschied Ahn = (^sr ~ s_v) · η Da Ahn linear abhängig ist von den Faktoren As = S_n - s_v und η und praktisch Werte Ahn größere Zielweitendifferenzen As zulassen, können diese in der Praxis mehrere Meter (5... 10m) betragen. Auf eine Stationierung kann deshalb in der Praxis verzichtet werden. Zielweitendifferenzen von mohreren Metern haben dann allerdings zur Folgr. laß der Einfluß der Erdkrümmung einen Fehlereinfluß AIf hervorruft, der den einos Ziollinienfehlers ΔΙη übersteigen und niclii ohne weiteres vernachlässigt werden kann. Weiterhin ist auch zu berücksichtigen, daß der Einfluß dor Erdkrümmu.:n Al^ nicht linear, sondern quadratisch mit der Entfernung wächst, für eine Visur (Rück- und Vorblick) ist er

S_n ² s_v ^?

AIc^-oder —

unddamit für einen Höhenunterschied auf einem Instrumentenstandpunkt