DD277747A1 - METHOD FOR ELIMINATING THE INFLUENCE OF EARTH RECRUITMENT IN THE PRECISION SUBJECT - 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. 2The invention relates to a method for eliminating the influence of Erdkruemmung Precision Leveling for at least one distance for a Kompensatornivellier, for each Hoehenvisur (back and foresight) immediately during a measurement without using a microcomputer or computational aids by the influence of Erdkruemmung DlE by a a defined change in inclination of the target line h0 is compensated for at least a distance s0 according to the relationship h0s0 2Rr, or a correction of the micrometer reading according to the relationship Dms0 h0 r in the compensator level is carried out corresponding to this inclination angle h0. 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.where R is the earth radius. Although it is possible in practice to subsequently calculate the influencing variable ΔΙ _Ε and Ah _E after the measurement on an instrument point of view and to apply as a correction value to the measurement result, but the distances s _R and Sy would have to be measured again, which the economy and accuracy of the Measuring method affected. In addition, the error-free height differences are then not available directly during the measurements for certain altitude information. In order to eliminate these disadvantages, it is known to detect the influence of earth curvature in precision compensator leveling with quasi-absolute horizon and internal microcomputer by choosing a corresponding measurement program; the measured height difference is then corrected automatically.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is a technically-economically simple method with optical-mechanical means for eliminating the influence of earth curvature in precision leveling for at least one distance.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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 fürThe invention has for its object to make a method for eliminating the influence of curvature of the earth for at least a distance preferably for a Präzisionskompensatornivellier with a Zieliellienstabilisierung on the principle of quasiabsolute horizon so that each Höhenvisur (retrospect and foresight) directly during a measurement without Correct use of a microcomputer or computational resources. According to the invention, this object is achieved in a method for eliminating the influence of curvature of the earth for at least one distance by means of a Kompensatornivelliers that realized by measuring in two Kompensatorlagen a Zielinienstabilisierung with quasi-absolute horizon, characterized in that the influence of Erdkrümmung ΔΙ _Ε by a defined change in inclination of the target line η _ο for

mindestens eine Entfernung s₀ nach der Beziehung η_ο = — · ρ kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel η_ο compensated for at least one distance s ₀ according to the relationship η _ο = - · ρ or a tilt angle η _ο

2R2R

S₀HoS ₀ Ho

entsprechende Korrektur der Mikrometerablesung nach dc-r Beziehung A_n, = im Kompensatornivellier durchgeführt wird,corresponding correction of the micrometer reading according to dc-r relationship A _n , = is carried out in the compensator level,

? wobei R der Erdradius und ? where R is the earth radius and

180°180 °

0 —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"is. D ;. I "aim precision level in the general target widths (s _R , s _v ) are used below 100m, it is device advantageous to tune the line-of-sight _error η _o the compensator level to a distance s _o , in particular for S ₀ = 50m and n ₀ = -0, 8th"

AusführungobaispielAusführungobaispiel

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, mitThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. In Fig. 1 and 2, the influence of a target line error ΔΙη and the earth's curvature ΔΙ _Ε at a target distance s _R , s _{v is shown} on a staff reading in a target point, with

ΔΙη = s · η für den Ziellinienfehler undΔΙη = s · η for the target line error and

ΔΙε = fürdieErdkrümmungΔΙε = for the earth curvature

2 R2 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 zwarFrom Fig. 1 it can be seen that with the same target widths s _R = s _v (back and foresight) both the influence of the target line error ΔΙη and the Fohler the Erdkrümmung .DELTA.Ι _{Ε is the} same size and on dan measured height difference has no influence. With unequal Ziolweiton Sn and _v s can be seen that the influence dos Ziellinienfehlcrs ΔΙη and the error in the curvature of the earth ΔΙε einon Fohler the gomossonon height difference on oinom instrument point cause. In fact

ΔΙιη - (Sn - s_v) · η Ah_E-~¹-(s_H ^?-s_v ^J)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 ZiellinieFig. 2 zoigt orf according to that dor Fohlor dor Erdkrümmung ΔΙ _Ε by oinon in the same amount of error ΔΙη the finish line with cntgngongosotztom Vorzoichon is komponsiorbar with ΔΙη = -ΔΙ _Ε and thus applies to the finish line

s_o 180*s _o 180 *

^{i dhi ie}

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.for every distance S ₀ there is a target line inclination η ₀ , which compensates for the influence of the earth curvature ΔΙ _Ε . Device technology, the target line, for example, changed directly by means of a wedge arranged in front of the Fernruhobjektiv a Kompensatornivelliers or the micrometer reading can be corrected in Kompensatornivellier by the appropriate amount. The changes of the angle η _α can also be done continuously by z. B. the wedge or the micrometer correction is coupled by means of a transmission with the distance setting. Since at Präzisionsn.ivellements reasons of accuracy, visibility and outer error influences preferably carried out at a target distance of about 40m in general in the target length range (<100 m) and, it is permissible, η the collimation error _ο adjust to a certain adjustment distance s _o, for example, s ₀ = 50m. For the remaining range then residual errors occur that are within the measurement accuracy and are negligible.

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 Beziehung1. A method for eliminating the influence of Erdkurümmung in precision leveling, for at least one distance, preferably for a Compensatornivellier, which is realized by measuring in two Kompensatorlagen a Zielinienstabilisierung with quasi-absolute horizon and the change in inclination of the cell line with opto-mechanical means, characterized in that the influence of the earth curvature ΔΙ _{Ε is} determined by a defined change in inclination of the target line η ₀ continuously or for at least one distance S ₀ according to the relationship kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel n₀ entsprechende Korrektur dercompensated or a correction angle corresponding to this inclination angle n ₀ Mikrometerablesung nach der Beziehung Am = im Kompensatornivellier durchgeführt wird, wobei R der Erdradius undMicrometer reading according to the relationship Am = is performed in the compensator level, where R is the earth radius and 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.2. A method for eliminating the influence of earth curvature according to claim 1, characterized in that in particular a balance distance s ₀ = 50m mitn. _o = -0.8 "is provided. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention 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.The invention relates to a method for eliminating the influence of the curvature of the earth in precision leveling for at least one distance, preferably for a compensator level, in which a target line with quasi-absolute horizon is realized by measurement in two compensator systems. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art 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 erIt is known that when precision leveling the measured on an instrument point height differences by instrument errors (in particular collimation error) and outer Fehlereinflüssr! Earth curvature, refraction) is distorted if (with unequal target distances for back and foresight sr and s _v is) measured on an instrument point , For elimination of said Fehlereinflüsso therefore the so-called "procedure from the middle" has emerged as expedient and accurate method for precision leveling, stating that the target ranges for back and foresight of an instrument standpoint on dm accuracy are the same distance to comply with the aforementioned This is generally done by the so-called "stationing", in which a measurement of the target ranges s _R and s _v ve or even during the measurement is carried out. This measure is time consuming and costly and affects the entire l ·, eßprozeß disadvantageous in effectiveness and may adversely affect the measurement accuracy. In the case of precision compensator leveling with a quasi-absolute horizon, this requirement for maintaining the same target widths S _n and s _v no longer exists, since the target line error η (deviation of the target line from the horizon) is small, generally -1 "S η S + 1" due to the design principle , The error impact of a line-of-sight error η on a sight is ΔΙη = s _R · η or ΔΙη = s _v · η and a measured height difference Ahn = ( ^s r ~ s _v ) · η Since Ahn is linearly dependent on the factors As = S _n - s _v and η and practically values Ahn allow larger target differences As, these can in practice be several meters (5 ... 10m). On a stationing can therefore be dispensed with in practice. Targets differences of mohreren meters then have to follow. let the influence of the curvature of the earth cause an influence of influence AIf, which exceeds the one-zero-line-error ΔΙη and can not easily be neglected. It should also be borne in mind that the influence of the curvature of the earth is: n Al ^ not linear, but quadratic with distance; for a vision (back and foresight) it is S_n ² s_v ^? S _n ² s _v ^? AIc^-oder —AIc ^ -or- unddamit für einen Höhenunterschied auf einem Instrumentenstandpunktand thus for a height difference on an instrument viewpoint