RU2740686C1 - Method of determining object points coordinates - Google Patents

Method of determining object points coordinates Download PDF

Info

Publication number
RU2740686C1
RU2740686C1 RU2020105346A RU2020105346A RU2740686C1 RU 2740686 C1 RU2740686 C1 RU 2740686C1 RU 2020105346 A RU2020105346 A RU 2020105346A RU 2020105346 A RU2020105346 A RU 2020105346A RU 2740686 C1 RU2740686 C1 RU 2740686C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinates
points
controlled
monitored
determining
Prior art date
Application number
RU2020105346A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Викторович Сергеев
Николай Аифалович Козлов
Эльхан Агабек-оглы Рагимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020105346A priority Critical patent/RU2740686C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740686C1 publication Critical patent/RU2740686C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00Measuring angles
    • G01C1/02Theodolites

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and can be used in geodesy for solving problems of controlling deformations of buildings and structures associated with determining coordinates of points of an object. Method of determining coordinates of points of an object at a certain distance from the monitored object comprises two goniometric instruments, measuring distances, exceeding and directing to object controlled points, performing desk-to-desk processing of measurements and determining coordinates of object controlled points. At a certain distance from the center of the monitored object, a reference network in the form of a triangle is created, measurements are taken from observation posts with unknown coordinates, coordinates of the monitored points of the object are calculated along the orientation angle relative to the position of each device, coordinates of the monitored points of the object are calculated in the conditional coordinate system with the beginning on the reference mark.
EFFECT: technical result is high accuracy and rapid determination of coordinates of points of object.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в геодезии для решения задач контроля деформаций зданий и сооружений, связанных с определением координат точек объекта.The invention relates to measuring equipment and can be used in geodesy for solving problems of controlling deformations of buildings and structures associated with determining the coordinates of points of an object.

Известны способы определения координат точек объекта. Среди них можно отметить [1, 2].Known methods for determining the coordinates of points of an object. Among them, we can mention [1, 2].

Принцип работы способов [1, 2] основан на выполнении угловых и линейных измерений геодезическими приборами с последующим вычислением координат точек объекта.The principle of operation of the methods [1, 2] is based on performing angular and linear measurements with geodetic instruments, followed by the calculation of the coordinates of the points of the object.

Общий недостаток известных способов [1, 2] заключается в том, определение координат точек объекта выполняют относительно исходной точки (опорного пункта) координаты которой непостоянны вследствие протекания геологических и температурных изменений в земной поверхности. Это в свою очередь обусловливает наличие дополнительных погрешностей в определении координат точек объекта.The general disadvantage of the known methods [1, 2] is that the coordinates of the points of the object are determined relative to the initial point (reference point), the coordinates of which are variable due to the occurrence of geological and temperature changes in the earth's surface. This, in turn, leads to the presence of additional errors in determining the coordinates of the points of the object.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ прямой угловой засечки [3, с. 116]. Данный способ, который выбран в качестве прототипа, характеризуется выполнением следующих действий:The closest in technical essence and the achieved result is the method of direct angular notch [3, p. 116]. This method, which is chosen as a prototype, is characterized by the following actions:

- на некотором удалении от сооружения, обеспечивающем выгоднейшие условия засечки, устанавливают два угломерных прибора (теодолита, тахеометра) на пунктах засечки с известными координатами;- at some distance from the structure, providing the most favorable conditions for intersection, install two goniometric devices (theodolite, tacheometer) at points of intersection with known coordinates;

- выполняют центрирование угломерных приборов;- perform centering of goniometric instruments;

- измеряют углы между направлением стороны пунктов засечки и направлениями на контролируемые точки объекта;- measure the angles between the direction of the side of the intersection points and the directions to the controlled points of the object;

- вычисляют координаты контролируемых точек по координатам пунктов засечки и дирекционным углам направлений на контролируемые точки объекта.- calculate the coordinates of the controlled points by the coordinates of the intersection points and the directional angles of the directions to the controlled points of the object.

К недостаткам способа следует отнести высокие требования к стабильности пунктов засечки, к точности их взаимного положения и центрирования приборов на пунктах. Так, при точности определения координат контролируемых точек объекта со средней квадратической погрешностью (СКП), равной 1 мм, погрешности взаимного положения пунктов засечки и центрирования приборов на них не должны превышать 0,1 мм, что не достигается в реальных условиях.The disadvantages of this method include high requirements for the stability of points of intersection, for the accuracy of their relative position and centering of devices at the points. So, with the accuracy of determining the coordinates of the controlled points of the object with a mean square error (RMS) equal to 1 mm, the errors in the mutual position of points of intersection and centering of devices on them should not exceed 0.1 mm, which is not achieved in real conditions.

Целью изобретения является повышение точности и оперативности определения координат точек объекта.The aim of the invention is to improve the accuracy and efficiency of determining the coordinates of points of the object.

Поставленная цель достигается тем, что нестабильную плановую опорную сеть объекта заменяют ориентирной сетью. Угломерные приборы (тахеометры, теодолиты) устанавливают на двух наблюдательных столбах с неизвестными координатами на некотором удалении от сооружения, обеспечивающем углы засечки в пределах 60-120°. Определяют значение угла разворота лимба (ориентирующего угла) для каждого угломерного прибора [4] с целью устранения зависимости от плановой нестабильности наблюдательных столбов, погрешностей центрирования и исходных данных. Координаты контролируемых точек объекта определяют по ориентирующему углу прибора, определяемому с точностью, превышающей точность измерения направлений.This goal is achieved by replacing the unstable planned backbone of the object with a reference network. Angle-measuring instruments (tacheometers, theodolites) are installed on two observation posts with unknown coordinates at a certain distance from the structure, providing notch angles within 60-120 °. Determine the value of the angle of rotation of the limb (orienting angle) for each goniometer [4] in order to eliminate the dependence on the planned instability of the observation posts, centering errors and initial data. The coordinates of the controlled points of the object are determined by the orienting angle of the device, determined with an accuracy exceeding the accuracy of measuring directions.

Так, например, по измерениям направлений прибором, размещаемым внутри треугольника из ОРП, значение СКП определения ориентирующего угла

Figure 00000001
варьируется от
Figure 00000002
до
Figure 00000003
(где mN - СКП измерения направлений). Значение дирекционного угла (азимута) направления на контролируемую i-ую точку по ориентирующему углу рассчитывают по формуле αi0+Ni, (где αi - дирекционный угол, α0 - ориентирующий угол прибора, Ni - измеренное направление на контролируемую точку).So, for example, by measuring the directions with a device placed inside the triangle from the ORP, the value of the RMS for determining the orientation angle
Figure 00000001
varies from
Figure 00000002
before
Figure 00000003
(where m N - RMS of direction measurements). The value of the directional angle (azimuth) of the direction to the controlled i-th point by the orienting angle is calculated by the formula α i = α 0 + N i , (where α i is the direction angle, α 0 is the orienting angle of the device, N i is the measured direction to the controlled point).

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего существа изобретения вариантом его выполнения и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by the description of the specific, but not limiting the essence of the invention, its embodiment and the accompanying drawings.

На фиг. 1 представлен вариант размещения ориентирных пунктов (ОРП), мест установки угломерных приборов на наблюдательных столбах и контролируемых точек на объекте; на фиг. 2 изображена схема перехода от координат контролируемой точки к координатам приборов.FIG. 1 shows a variant of the placement of reference points (PI), installation sites of goniometric devices on observation posts and controlled points on the object; in fig. 2 shows a diagram of the transition from the coordinates of the controlled point to the coordinates of the devices.

Способ осуществляется следующим образом:The method is carried out as follows:

1) На некотором удалении от центра контролируемого объекта заблаговременно создают ориентирную сеть в виде треугольника с вершинами ОРП1, ОРП2, ОРП3.1) At some distance from the center of the controlled object, a reference network is created in advance in the form of a triangle with the vertices of RRP 1 , RRP 2 , RRP 3 .

2) Устанавливают прибор, внутри ориентирной сети, в произвольной узловой точке (УТ) и измеряют направления и расстояния до ОРП1, ОРП2, ОРП3. Узловую точку на местности не закрепляют. Измерения с УТ необходимы для фиксации взаимного положений ОРП1, ОРП2, ОРП3. Измеряемые величины позволяют вычислить длины сторон и внутренние углы треугольника ОРП1ОРП2ОРП3.2) Install the device, inside the reference network, at an arbitrary nodal point (UT) and measure the directions and distances to ORP 1 , ORP 2 , ORP 3 . The nodal point is not fixed on the ground. Measurements with UT are necessary to fix the mutual positions of RRD 1 , RRP 2 , RRP 3 . The measured quantities allow you to calculate the lengths of the sides and the inner angles of the triangle ORD 1 ORD 2 ORP 3 .

3) Устанавливают приборы вблизи центра фигуры треугольника ОРП1ОРП2ОРП3 на наблюдательных столбах (I и II) с неизвестными координатами и измеряют направления на три ОРП.3) Install the instruments near the center of the triangle shape RRP 1 RRP 2 RRP 3 on observation posts (I and II) with unknown coordinates and measure the directions to three RRP.

4) Определяют значение ориентирующего угла для каждого прибора.4) Determine the value of the orientation angle for each device.

5) Не меняя ориентировки приборов, измеряют направления, расстояния и превышения на контролируемые точки объекта.5) Without changing the orientation of the devices, they measure directions, distances and elevations to the controlled points of the object.

6) Повторно измеряют направления на три ОРП.6) Re-measure the directions for three ODS.

7) Вычисляют координаты контролируемых точек объекта по ориентирующему углу относительно положения каждого прибора.7) Calculate the coordinates of the controlled points of the object by the orientation angle relative to the position of each device.

8) Перевычисляют координаты контролируемых точек объекта в условной системе координат с началом на одной из контролируемых точек (опорной марке), закрепляемой на стабильном основании объекта.8) The coordinates of the monitored points of the object are recalculated in the conditional coordinate system with the origin at one of the monitored points (reference mark), fixed on the stable base of the object.

Камеральная обработка измерений сводится к следующему.Cameral processing of measurements is reduced to the following.

1. Вычисляют значение ориентирующего угла для I и II прибора по формуле1. Calculate the value of the orientation angle for I and II of the device by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
- значение ориентирующего угла j-го (I, II) прибора; Dn(1,2,3) - горизонтальное проложение (расстояние) от УТ до ОРПn(1,2,3); αn(1,2,3) - дирекционный угол (азимут) направления стороны УТ-ОРПn(1,2,3); Nn(1,2,3) - измеренное направление прибором на ОРПn(1,2,3).Where
Figure 00000005
- the value of the orientation angle of the j-th (I, II) device; D n (1,2,3) - horizontal distance (distance) from UT to RRP n (1,2,3) ; α n (1,2,3) - directional angle (azimuth) of the direction of the UT-ORP side n (1,2,3) ; N n (1,2,3) - the direction measured by the device on the ORP n (1,2,3) .

2. Вычисляют координаты контролируемых точек объекта относительно положения j-го прибора по формулам2. Calculate the coordinates of the controlled points of the object relative to the position of the j-th device by the formulas

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
- горизонтальное проложение (расстояние) от j-го прибора до контролируемой точки;
Figure 00000008
- измеренное направление на контролируемую точку объекта; i - номер контролируемой точкиWhere
Figure 00000007
- horizontal distance (distance) from the j-th device to the controlled point;
Figure 00000008
- measured direction to the controlled point of the object; i - number of the controlled point

3. Находят координаты и превышение прибора II относительно прибора I по формулам3. Find the coordinates and the excess of device II relative to device I by the formulas

Figure 00000009
Figure 00000009

где n - количество наблюдаемых точек объекта;

Figure 00000010
- превышение контролируемой точки над первым прибором;
Figure 00000011
- превышение контролируемой точки над вторым прибором.where n is the number of observed points of the object;
Figure 00000010
- excess of the controlled point over the first device;
Figure 00000011
- excess of the controlled point over the second device.

4. Вычисляют координаты точек объекта относительно положения первого прибора4. Calculate the coordinates of the points of the object relative to the position of the first device

Figure 00000012
Figure 00000012

где

Figure 00000013
Figure 00000014
- значение ориентирующего угла прибора I, (II);
Figure 00000015
Figure 00000016
- измеренное направление на контролируемую точку объекта прибором I, (II).Where
Figure 00000013
Figure 00000014
- value of the orienting angle of the device I, (II);
Figure 00000015
Figure 00000016
- measured direction to the controlled point of the object by the device I, (II).

5. Перевычисляют координаты контролируемых точек объекта в условной системе координат с началом на одной из контролируемых точек (опорной марке), закрепляемой на стабильном основании объекта.5. The coordinates of the monitored points of the object are recalculated in a conventional coordinate system with the origin at one of the monitored points (reference mark), fixed on the stable base of the object.

Figure 00000017
Figure 00000017

где xi, yi, zi - координаты контролируемой точки в условной системе координат с началом на опорной марке;

Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
- координаты и превышение опорной марки относительно прибора I.where x i , y i , z i - coordinates of the controlled point in the conditional coordinate system with the origin on the reference mark;
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
- coordinates and excess of the reference mark relative to device I.

Приведенный авторами анализ научно-технической литературы позволяет сделать вывод о патентной новизне предлагаемого способа определения координат точек объекта.The analysis of scientific and technical literature given by the authors allows us to draw a conclusion about the patent novelty of the proposed method for determining the coordinates of points of an object.

Источники информации, используемые для составления заявки:Sources of information used to draw up the application:

1. Патент РФ №2063610. Способ определения координат точек объекта / О.А. Прошляков, А.Э. Дубинский - №5035476/28; Заявлено 1992.04.01. - Опубликовано 1996.07.10.1. RF patent No. 2063610. Method for determining the coordinates of points of an object / O.A. Proshlyakov, A.E. Dubinsky - No. 5035476/28; Stated 1992.04.01. - Published 1996.07.10.

2. Авторское свидетельство СССР №1578473. Способ определения координат точек объекта / Г.В. Нефедов, А.В. Дегтярев, В.Л. Демидов - №4308276/25-10; Заявлено 23.09.87. - Опубликовано 15.07.90. Бюл. №26;2. USSR author's certificate No. 1578473. Method for determining the coordinates of points of an object / G.V. Nefedov, A.V. Degtyarev, V.L. Demidov - No. 4308276 / 25-10; Stated 09/23/87. - Published on 15.07.90. Bul. No. 26;

3. Смолич, С.В. Инженерная геодезия: учебное пособие / С.В. Смолич, А.Г. Верхотуров, В.И. Савельева. - Чита: ЧитГУ, 2009. - 185 с.3. Smolich, S.V. Engineering geodesy: textbook / S.V. Smolich, A.G. Verkhoturov, V.I. Saveliev. - Chita: ChitGU, 2009 .-- 185 p.

4. Авторское свидетельство СССР №949338. Способ определения угла разворота лимба угломерного прибора / Н.А.Козлов - №2750651/18-10; Заявлено 09.04.79. - Опубликовано 07.08.82. Бюл. №29.4. USSR author's certificate No. 949338. Method for determining the angle of rotation of the goniometer limb / N.A. Kozlov - No. 2750651 / 18-10; Stated 04/09/1979. - Published on 08/07/82. Bul. No. 29.

Claims (1)

Способ определения координат точек объекта, при котором на некотором удалении от контролируемого объекта устанавливают два угломерных прибора, измеряют расстояния, превышения и направления на контролируемые точки объекта, выполняют камеральную обработку измерений и определяют координаты контролируемых точек объекта, отличающийся тем, что на некотором удалении от центра контролируемого объекта создают ориентирную сеть в виде треугольника, проводят измерения с наблюдательных столбов с неизвестными координатами, вычисляют координаты контролируемых точек объекта по ориентирующему углу относительно положения каждого прибора, перевычисляют координаты контролируемых точек объекта в условной системе координат с началом на опорной марке.A method for determining the coordinates of points of an object, in which two goniometric devices are installed at some distance from the controlled object, the distances, elevations and directions to the controlled points of the object are measured, the measurements are carried out in office processing and the coordinates of the controlled points of the object are determined, of the controlled object create a reference network in the form of a triangle, carry out measurements from observation posts with unknown coordinates, calculate the coordinates of the controlled points of the object according to the orientation angle relative to the position of each device, recalculate the coordinates of the controlled points of the object in a conventional coordinate system with the origin on the reference mark.
RU2020105346A 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining object points coordinates RU2740686C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105346A RU2740686C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining object points coordinates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105346A RU2740686C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining object points coordinates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740686C1 true RU2740686C1 (en) 2021-01-19

Family

ID=74184129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105346A RU2740686C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining object points coordinates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740686C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798764C1 (en) * 2022-04-15 2023-06-27 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method for joint determination of coordinates, heights and directional angles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU949338A1 (en) * 1979-04-09 1982-08-07 Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского Method of determination of goniometer limb turn angle
RU2012853C1 (en) * 1991-01-02 1994-05-15 Евгений Иванович Смирнов Method of measuring changes in position of points of object
RU2063610C1 (en) * 1992-04-01 1996-07-10 Олег Александрович Прошляков Method for determining object coordinates
KR101498149B1 (en) * 2010-07-07 2015-03-04 라이카 게오시스템스 아게 Geodatic surveying device having automatic high-precision target point sighting functionality
RU2552393C2 (en) * 2011-05-27 2015-06-10 Сергей Иванович Чекалин Device for off-center measurements

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU949338A1 (en) * 1979-04-09 1982-08-07 Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского Method of determination of goniometer limb turn angle
RU2012853C1 (en) * 1991-01-02 1994-05-15 Евгений Иванович Смирнов Method of measuring changes in position of points of object
RU2063610C1 (en) * 1992-04-01 1996-07-10 Олег Александрович Прошляков Method for determining object coordinates
KR101498149B1 (en) * 2010-07-07 2015-03-04 라이카 게오시스템스 아게 Geodatic surveying device having automatic high-precision target point sighting functionality
RU2552393C2 (en) * 2011-05-27 2015-06-10 Сергей Иванович Чекалин Device for off-center measurements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798764C1 (en) * 2022-04-15 2023-06-27 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Method for joint determination of coordinates, heights and directional angles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102435140B (en) Method for constructing geographic coordinate system with laser tracker
CN103499340A (en) Measurement device and measurement method for vertical great-height difference height transmission
CN202420501U (en) Auxiliary measuring device for measuring hidden point position coordinates in GPS RTK
CN103884320A (en) Detection method of structure perpendicularity
EP1726915A1 (en) Active surveying pole
RU2740686C1 (en) Method of determining object points coordinates
CN110542431B (en) Quick and simple positioning method for near-field signal test point of target course antenna array
CN109631946B (en) Method and system for testing precision of laser inclinometer
CN108489396B (en) A kind of two dimension turn top accuracy checking method
RU2356012C1 (en) Method of determining aircraft course and coordinates
Antanavičiūtė et al. Some issues regarding the calibration of the terrestrial laser scanner Leica Scanstation C10
RU2735311C1 (en) Direct vector cross-cut method
RU2798764C1 (en) Method for joint determination of coordinates, heights and directional angles
RU2761934C1 (en) Method for transmitting orientation
RU2774656C1 (en) Method for measuring the geometric parameters of an object using a theodolite
RU2504651C2 (en) Method of initial azimuthal orientation of continuous gyroscopic inclinometre and device to this end
CN203323653U (en) Oblique pillar measuring locator and oblique pillar measuring system
Kiselev et al. A method of transferring the azimuth and coordinates to the sublevel through a vertical mine working using a laser level
RU2250993C1 (en) Method for determining azimuth and zenith angle of well
RU2606673C1 (en) Device for determining direction to geographic north
Zeidan et al. Structural damage detection of elevated circular water tank and its supporting system using geodetic techniques
Gervaise 9. Alignment
CN117928481A (en) Inclination measurement method based on total station
Dampegama et al. Assessing the Accuracy of Terrestrial Laser Scanner Against the Total Station for Surveying Applications in Sri Lanka.
Chukwuocha et al. Improving traverse redundancy and precision by running on double lines