DD277747B5 - Verfahren zur Eliminierung des Einflusses der Erdkr}mmung beim Pr{zisionsnivellement - Google Patents

Description

wobei R der Erdradius ist. Es ist zwar in der Praxis möglich, die Einflußgröße ΔΙε 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 Verfugung. Um diese Nachteile zu beseitigen, ist es bekannt, bei Präzisionskompensatornivelliei η 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 wir'J 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 AI_F durch eine definierte Neigungsänderung der Ziellinie η_ο für

mindestens eine Entfernung s₀ nach der Beziehung η₀ = — · ρ kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel η₀

2R

entsprechende Korrektur der Mikrometerablesung nach der Beziehung A_n, im Kompensatornivellier durchgeführt wird,

P wobei R der Erdradius und

180° p =

ist. Da beim Präzisionsnivellement im allgemeinen Zielweiten (sr, s_v) unter 100m verwendet werden, ist es gerätetechnisch vorteilhaft, den Ziellinienfehler η₀ des Kompensatornivelliers auf eine Entfernung S₀ abzustimmen, insbesondere für S₀ = 50m und Ho = -0,8".

Ausführungsbelsplel

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_n, s_v auf eine Lattenablesung in einem Zielpunkt dargestellt, mit

ΔΙη = s · η für den Ziellinienfehler und

s^J

ΔΙε = fürdietrdkrümmung. _t

2R

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 Fehler der Erdkrümmung ΔΙ_Ε gleich groß ist und auf den gemessenen Höhenunterschied keinen Einfluß hat. Bei ungleichen Zielweiten Sr und s_v ist ersichtlich, daß der Einfluß des Ziellinienfehlers ΔΙη und der Fehler der Erdkrümmung ΔΙε einen Fehler auf den gemessenen Höhenunterschied auf einem Instrumentenstandpunkt hervorrufen. Und zwar

ΔΙιη = (Sr - s,) · η

Ah_E = -^-(V-s_v ²)

2 π

Fig. 2 zeigt erfindungsgemäß, daß der Fehler der Erdkrümmung ΔΙε durch einen im Betrag gleichen Hehler ΔΙη der Ziellinie mit entgegengesetztem Vorzeichen kompensierbar ist mit ΔΙη = -ΔΙ_Ε und damit gilt für die Ziellinie

S₀

2R

=pmitp

180°

,d.h.

für jede Entfernung s_o gibt es eine Ziellinienneigung η_α, die den Einfluß der Erdkrümmung ΔΙ_Ε kompensiert. Gerätetechnisch kann die Ziellinie beispielsweise direkt mittels eines vor dem Fernrohrobjektiv 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 Präzisionsnivellements aus Gründen der Genauigkeit, Sichtweite und äußeren Fehlereinflüsse im allgemeinen in dem Zielweitenbereich (< 100m) und vorzugsweise bei Zielweiten von etwa 40m gearbeitet wird, ist es zulässig, den Ziellinienfehler η₀ auf eine bestimmte Abgleichentfernung S₀ einzustellen, beispielsweise S₀ = 50 m. 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 Zicllinienstabilisierung mit quasiabsolutem Horizont realisiert wird und die Neigungsänderung der Ziellinie mit optisch-mechanischen Mitteln erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß der Einfluß der Erdkrünmung ΔΙ_Ε durch eine definierte Neigungsänderung der Ziellinie η_ο kontinuierlich oder für mindestens eine Entfernung s_o nach der Beziehung

kompensiert oder eine diesem Neigungswinkel n₀ entsprechende Korrektur der Mikrometerablesung nach derBeziehung Am = -^²-*²-im Kompensatornivellier durchgeführt wird, wobei R der Erdradius und

180°
P=-

2. Verfahren zur Eliminierung des Einflusses der Erdkrümmung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere eine Abgleichentfernung S₀ = 50 m mitn,₀ = -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 ein Kompensatornivellier, bei dem durch Messung in zwei Kompensatoranlagen eine Ziellinie mit quasiabsr.utem Horizont realisiert wird.

Charakteristik des bekannten Starkes der Technik

Es ist bekannt, daß beim Präzisionsnivellemeni der auf einem Instrumentenstandpunkt gemessene Höhenunterschiede durch Instrumentenfehler (insbesondere Ziellinienfehlcr) und äußere Fehlereinflüsse (Erdkrümmung, Refraktion) verfälscht wird, wenn mit ungleichen Zielweiten für Rück- und Vorblick (s_R und sj auf einem Instrumentenstandpunkt gemessen wird. Zur Eliminierung der genannten Fehlereinflüsse 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 vor oder auch während der Messung erfolgt. Diese Maßnahme ist zeit- und kostenaufwendig und beeinflußt den gesamten Meßprozeß in der Effektivität nachteilig und kann sich negativ auf die Meßgenauigkeit auswirken. Bei Präzisionskompensatornivellieren mit quasiabsolutem Horizont besteht diese Forderung zur Einhaltung gleicher Zielweiten Sr und s_v nicht mehr, da der Ziellinienfehler η (Abweichung der Ziellinie gegenüber dem Horizont), bedingt durch das Konstruktionsprinzip klein, allgemein -Γδηδ+ 1" ist. Die Fehlerauswirkung eines Ziellinienfehlers η auf eint; Visur ist ΔΙη = Sr · η bzw. ΔΙη = s_v · η und auf einen gemessenen Höhenunterschied Ahn, = (sr — s„) · η. Da Ahq linear abhängig ist von den Faktoren As = Sf₁ - s_v und η und praktisch Werte ΔΙη größere Zielwertendifferenzen As zulassen, können diese in der Praxis mehrere Meter (5... 10m) betragen. Auf eine Stationierung kann deshalb in der Praxis verzichtet werden. Zielweitendifferenzen von mehreren Metern haben dann allerdings zur Folge, daß der Einfluß der Erdkrümmung einen Fehlereinfluß A^ hervorruft, der den eines Ziellinienfehlers ΔΙη übersteigen und nicht ohne weiteres vernachlässigt werden kann. Weiterhin ist auch zu berücksichtigen, daß der Einfluß der Erdkrümmung AI_E nicht linear, sondern quadratisch mit der Entfernung wächst, für eine Visur (Rück- und Vorblick) ist er

und damit für einen Höhenunterschied auf einem Instrumentenstandpunkt