Что такое ppm в тахеометре

Точность измерений электронного тахеометра

Многие при выборе и покупке геодезического оборудования, в частности — электронного тахеометра задаются вопросом о том, какой точности прибор необходим для выполнения тех или иных работ.

В общем случае выбор как правило сводится к финансовым возможностям, но точность измерений – немаловажный фактор, который может и влиять на конечную цену геодезического прибора, но не существенно.

Однако часто появляются сомнения и возникают вопросы вроде того, а что лучше, тахеометр — «двухсекундник» или «пятисекундник»?

Попробуем разобраться, а в чём же разница?

Как известно, точность измерения характеризует погрешность измерений, которая неизбежна при работе измерительным оборудованием или инструментом. В применении к тахеометру точность характеризуется среднеквадратической погрешностью измерения углов и расстояний.

рисунок 1. погрешности измерений электронного тахеометра

Из рисунка видно, что чем меньше погрешность измерения углов и расстояний, тем ближе определяемое положение точки к истинному положению.

Казалось бы, ответ очевиден! Нужно брать инструмент как можно точнее и пользоваться!

Однако в таком случае для чего производители делают инструменты с разной точностью измерений? Многим этот ответ очевиден, но вопрос классификации пока не будем здесь рассматривать.

Разберём вопрос, для чего может пригодится более точный тахеометр (СКП измерения углов 2”), и в чём его преимущество по сравнению с менее точным (к примеру, 5”). Учитывая, что результат измерений тахеометра – информация о положении измеряемой точки, и что современные дальномеры примерно с одинаковой точностью измеряют расстояние в широком диапазоне (не будем рассматривать специальные инструменты, речь не о них), этот результат мы получаем в виде того, что положение точки с заданной достоверностью будет находиться в некоторой области:

Рисунок 2. эллипс ошибок измерений электронного тахеометра

Видно, что в результате измерений мы получаем информацию о том, что местонахождение нашего определяемого положения находится в пределах эллипса. Этот эллипс ещё иногда называют «эллипс ошибок».

Посчитаем суммарную погрешность.

Погрешность измерения угла линейно выражается в длине дуги, измеряемой от истинного направления и направления, определённого точностью инструмента:

Где m_xβ – СКП измерения горизонтальных углов, в секундах,

p – число перехода угловой величины (число секунд в радиане),

S – расстояние до измеряемой точки, м.

Погрешность измерения расстояний – паспортная величина и составляет как правило значение m_{s =} (2+2D), мм, где D – расстояние в км.

Суммарная погрешность в таком случае будет равна:

Устанавливая различные условия измерений, посчитаем численное значение в зависимости от расстояния до точки.

Для тахеометра с СКП измерения углов = 5“:

Для тахеометра с СКП измерения углов = 2“:

Видно, что на коротких расстояниях точность определения положения точки электронным тахеометром практически сопоставима, и чем больше расстояние до точки, тем большую роль играет угловая точность.

погрешность измерений электронным тахеометром

Здесь синей линией показана точность определения координат точки электронным тахеометром с СКП углов = 5″, красной — СКП = 2″.

Каждый геодезист знает, что выбор средства измерения, в данном случае электронного тахеометра, основывается на технических требованиях к выполнению геодезических измерений. Работа геодезиста разнообразна, геодезисты могут выполнять работы по созданию и развитию государственных, опорных сетей, делать топографическую съёмку или межевание, выполнять инженерные изыскания, работать в строительстве (промышленно-гражданском, дорожном, линейном и др.), заниматься эксплуатацией зданий и сооружений, выполнять специальные геотехнические работы, или обмерные работы и фасадную съёмку.

Все эти виды работ выполняются по своим технологиям и требуют разной точности выполнения измерений, от которой и нужно отталкиваться при выборе геодезического оборудования.

Разумеется, кроме инструментальной погрешности измерений существуют другие погрешности (установки, центрирования, наведения, погрешность исходных пунктов и др.), но полученная информация позволит пролить свет на вопрос точности измерений электронным тахеометром. Конечно, при условии соблюдения технологии измерений.

Источник

Что такое ppm?

Поэтому перед началом эксплуатации того или иного прибора, особенно, если этот прибор планируется использовать для выполнения высокоточных геодезических работ, надо обязательно разобраться какие атмосферные условия в этом приборе приняты в качестве стандартных.

В реальности измерения выполняются в самых разных атмосферных условиях. Вследствие этого возникает задача учета влияния отличия реальных атмосферных условий от стандартных условий. Это влияние учитывается поправкой за атмосферные условия , которую необходимо вводить в измеренное значение длины линии , чтобы получить реальное значение длины этой же линии , т.е.

(10)

2. Пусть поправка за атмосферные условия в длину линии составила . Но это поправка в конкретное значение длины при конкретных атмосферных условиях. А при этих же атмосферных условиях могут быть измерены десятки длин. Поэтому предпочтительнее иметь дело с одним значением поправки. Для этого надо привести ее к какому-то стандартному значению, например, отнести к единице длины. В качестве единицы длины при этом может быть использован 1 миллиметр (мм), 1 метр (м), 1 километр (км). Если поправку выражать в миллиметрах, то стандартную поправку в зависимости от размерности можно записать одним из трех способов:

(11)

(12)

(13)

Тогда поправка в длину любой линии может быть вычислена как

(14)

Из всех трех вариантов записи стандартной поправки наиболее удобен 3-й вариант, когда длина линии выражена в километрах. В этом случае поправка может быть выражена целым числом и не придется иметь дело с десятичными дробями. Именно в таком варианте, в мм на 1 км длины линии, и используется стандартная поправка в современных электронных тахеометрах, а также в специальной технической литературе и руководствах к приборам.

Возможны два варианта записи выражений с использованием ppm :

1 — когда в выражении перед ppm стоит числовой коэффициент, как, например, 17 ppm ; в этом случае обозначение ppm выполняет точно такую же роль, как обозначение % ( проценты) или ‰ (промилле); запись 17 ppm надо понимать как «семнадцать миллионных, если говорить о безразмерных величинах, или 17 частей с такой-то размерностью, приходящихся на миллион сопоставимых с ними по размерности частей»;

2 — когда в выражении величина ppm используется непосредственно без всяких коэффициентов перед нею; в этом случае обозначение ppm выступает как алгебраическая переменная, т.е. надо понимать, что на месте ppm должно стоять число, являющееся миллионной частью чего-то.

Второй вариант записи используется в выражениях общего вида, в то время как первый вариант используется в случаях, когда от выражения общего вида переходят к конкретному выражению.

4. С учетом изложенных сведений о величине ppm поправку в измеряемые на станции длины линий в общем виде можно представить как функцию длины линии :

, (15)

, (16)

где — длина линии, выраженная в километрах;

— длина линии, выраженная в миллиметрах;

— поправка за атмосферные условия в миллиметрах на 1 км длины линии (мм/км).

То, что величину можно именовать поправкой, наглядно следует из (15), если принять равным 1 км или из (16), если принять равным 1000000 мм. Тогда получим

(17)

Если теперь для каких-то конкретных атмосферных условий известно значение поправки , например, 23 мм/км, то формулы (15) и (16) запишутся как

(18)

, (19)

Т.е. (18) и (19) – это переход от записи выражения для поправки в длину линии, записанной в общем виде, к выражению для поправки в длину линии для конкретных атмосферных условий.

Следует обратить внимание на два момента:

а) В формулах (18) и (19) поправка ppm имеет размерность мм/км. Это позволяет записывать ее в виде небольшого целого числа. В противном случае, если бы размерности числителя и знаменателя были бы одинаковыми, т.е. мм/мм, вместо числа 23 пришлось бы писать 0.000023.

Подставив (15) в (10) получим в общем виде формулу для вычисления длины измеряемой линии с учетом поправки за атмосферные условия

(20)

Например, при значении поправки , равной, как и в вышеприведенном примере, 23 мм/км, формула (20) запишется как

(21)

Здесь поправка ppm складывается с числом, записанным в естественном виде, в данном случае с единицей, не имеющей никакой размерности. Это просто числовой коэффициент. Поэтому поправку ppm также должна быть приведена к естественному виду без всяких размерностей, т.е. к значению 0.000023. И тогда числовое выражение, стоящее в скобках, примет значение 1.000023.

Поскольку в формулах (20)-(21) в скобках стоит просто числовой коэффициент, то это, в свою очередь, позволяет в этих формулах не указывать, в каких единицах измерения должна быть задана длины линии. Ее размерность в этом случае может быть любой, так как коэффициент перед длиной записан в естественном виде. Поэтому в (20) и (21) в отличие от (15)-(19), нет необходимости в конце выражения указывать в каких единицах измерения получается результат.

Таким образом, чтобы вычислить поправку за атмосферные условия в длину любой линии надо в (15) подставить конкретное значение длины, выраженное в километрах.

Именно так поступают при работе с электронными тахеометрами. По измеренным значениям метеопараметров вычисляется значение , которое затем автоматически подставляется в формулу (20) для вычисления наклонной длины линии, исправленной поправкой за атмосферные условия. Формула (20) является основной рабочей формулойдля вычисления длин линий в современных электронных тахеометрах.

Источник

Понятие точности в ГНСС

Но какова вероятность, что измеренная точка совпадет с истинной? А какова вероятность, что измеренная точка будет иметь погрешность не более 8мм и вообще попадет в эту область?

Ответ на эти вопросы нужно искать также в технической документации приборов, где обычно указывается не только точность измерения в различных режимах, но и степень вероятности попадания ошибки в указанный интервал.

Для обозначения степени вероятности используется величина СКО (среднее квадратическое отклонение), которая обозначается буквой σ (сигма). СКО показывает, насколько измеренная величина может отличаться от истинного значения (математическое ожидание M).

Поэтому нам необходимо понимать, что погрешность измерения, указанная в ТТХ, вовсе не абсолютная величина. Скорее всего ее вероятность равна 1σ, так принято у большинства производителей, а значит ошибка в 8 мм произойдет лишь в 68,27% случаев и при идеальных условиях измерений.

Что интереснее, математическое ожидание рассчитывается путем арифметического осреднения множества значений из полученной выборки. Если данное множество значений скапливается в какой-то одной области, то среднее значение будет считаться математическим ожиданием, даже если не совпадает с истинным. Поэтому практически невозможно оценить вероятность, с которой случайная величина не попадает в истинное математическое ожидание. Особенно это влияет на автономные ГНСС-измерения, т.к. радиус области ошибок может быть более 1м, и разница между средним арифметическим и истинным математическим ожиданием может быть значительной.

Естественно, чем точнее ГНСС-модуль определяет свое местоположение, тем меньше погрешность. А на точность приемника влияют, в основном, его характеристики и заложенные производителем алгоритмы. Неудивительно, что с повышением класса точности прибора повышается и его стоимость. Ниже приведены средние цены и точности спутниковых приборов различных сегментов.

Источник

Тахеометр Leica TCR-405 Ultra: настройка PPM – пользовательское значение поправки, Настройка SCALE – масштабный коэффициент проекции, настройка и регистрация проекта

Настройка [ PPM ] – пользовательское значение поправки

Назначение: ввод пользовательского значения метеорологической поправки.

Данный режим настройки используется в том случае, когда атмосферная поправка PPM вычисляется не автоматически, а вводится пользователем самостоятельно, например, по результатам аналитических расчетов.

После активации дисплейной кнопки [ PPM ] на дисплее прибора появляется следующее диалоговое окно

Для ввода значения поправки PPM необходимо активировать дисплейную кнопку [ВВОД], после чего поле значения поправки станет доступным для редактирования. Далее необходимо ввести необходимое значение поправки и выйти из режима редактирования, нажав кнопку Enter (красного цвета). Для записи набранного значения поправки в память прибора необходимо активировать дисплейную кнопку [ОК]. Сразу же после активирования кнопки [ОК] и записи поправки в память прибора автоматически произойдет выход из диалогового окна «Атмосферные данные» и возврат к диалоговому окну «Настройки EDM».

Если пользовательское значение поправки ppm введено не было, то для возврата на верхний уровень дисплейных кнопок, надо активировать дисплейную кнопку [ПРЕД]. При этом произойдет возврат к исходному диалоговому окну «Настройка EDM».

Задание нулевого значения поправки производится в диалоговом окне «Атмосферные данные» с помощью дисплейной кнопки [ PPM =0].

Настройка [ SCALE ] – масштабный коэффициент проекции

Назначение: ввод масштабного коэффициента используемой проекции.

Задание PPM по умолчанию (1.000000)

Ввод пользовательского значения масштабного коэффициента

Данная настройка используется в том случае, когда измеренные величины и координаты необходимо скорректировать посредством введения индивидуального параметра масштабирования.

После активации дисплейной кнопки [ SCALE ] на дисплее прибора появляется диалоговое окно « Projection Scale » (рис. ):

По умолчанию масштабный коэффициент Scale Factor равен 1.000000. Соответственно, поправка Scale PPM равна в этом случае 0.

Для записи нового значения масштабного коэффициента в память прибора необходимо активировать дисплейную кнопку [ОК]. Сразу же после активирования кнопки [ОК] и записи масштабного коэффициента в память прибора автоматически произойдет выход из диалогового окна «Атмосферные данные» и возврат к диалоговому окну «Настройки EDM».

В случае, если значение масштабного коэффициента не было равно значению по умолчанию, а нужно привести его к этому значению, то для этого необходимо в диалоговом окне « Projection Scale » активировать дисплейную кнопку [ PPM =0]. После чего выполнить все необходимые операции по записи значения коэффициента в память прибора.

Если пользовательское значение масштабного коэффициента Scale Factor введено не было, то для возврата к предыдущему диалоговому окну надо активировать дисплейную кнопку [ПРЕД]. При этом произойдет возврат к исходному диалоговому окну «Настройка EDM» и второму уровню дисплейных кнопок.

Данный режим используется для индикации силы отраженного сигнала EDM на шкале с 10-процентным шагом. Эта информация полезна для оптимального визирования на плохо видимые точки. В этом случае наведение зрительной трубы прибора на отражатель может производиться в режиме «Настройка». Для этого можно использовать следующий порядок действий.

1. Навести максимально точно зрительную трубу на отражатель.

2. Перейти в режим «Настройка [Сигнал].

Файл (Менеджер файлов)

Менеджер файлов расположен на первой из трех страниц диалогового окна «Система меню» (рис. ). Менеджеру файлов соответствует дисплейная кнопка «Файл», которая активируется функциональной клавишей F 4.

После активации дисплейной кнопки «Файл» на экране дисплея появляется первая страница диалогового окна «Менеджер файлов», которая имеет заголовок «Меню работы с файлами». Всего же данное диалоговое окно состоит из двух страниц (рис. ).

Рис. – Диалоговое окно «Меню работы с файлами»:

а) страница 1; б) страница 2

Из диалогового окна «Менеджер файлов» можно получить доступ ко всем функциям, связанным с вводом, редактированием и контролем результатов полевых измерений.

Назначение: создание нового, просмотр или удаление существующего проекта или проектов.

Понятие «проект» является одним из главных понятий в работе с электронным тахеометром. Любая новая работа, связанная с измерениями, всегда начинается с создания нового проекта. Даже, если исполнитель не создает специально новый проект, а сразу после установки прибора и его настройки начинает производить измерения, прибор сам в этом случае создает новый проект по умолчанию.

Проект объединяет в себе данные различных типов, такие как, информация об исполнителе, твердых или иначе опорных точках, выполненных измерениях, кодах объектов и т.д. Все эти данные должны относиться к конкретному объекту съемки или измерений, и быть привязаны к конкретному времени выполнения работы. Для съемок или измерений на том же объекте, но производимых в другое время, если только это не есть продолжение предшествующих работ, необходимо создавать новый проект, в котором, тем не менее, могут использоваться некоторые данные из существующих проектов, например, данные, содержащие информацию о твердых точках.

В указанном окне можно:

1 – просмотреть список существующих проектов;

2 – удалить выделенный проект;

3 – создать новый проект;

Рис. – Окно просмотра проекта

1. Просмотр списка проектов осуществляется с помощью кнопок «влево-вправо» джойстика. Общее количество проектов в списке указывается в знаменателе, а номер просматриваемого проекта – в числителе числа, отображаемого справа в строке заголовка окна. На рис. хх это число 5/8, что означает: общее количество проектов в списке равно 8, а просматриваемый проект является 5-м по порядку в списке проектов. При переходе к следующему проекту при просмотре списка проектов значения нижележащих полей на экране изменяются, т.е. отображается информация о конкретном выделенном в первой строке, т.е. текущем, проекте.

2. Для того, чтобы удалить какой-либо проект из списка, необходимо предварительно выделить этот проект, т.е. сделать его текущим. После этого необходимо активировать дисплейную кнопку [Удалить], после чего система задаст вопрос, показанный в диалоговом окне «Удаление проекта» на рис.

Рис. – Диалоговое окно «Удаление проекта»

Ответ «НЕТ» позволит вернуться в проект без каких-либо его изменений.

Ответ «ДА» удалит проект без возможности восстановления удаленных данных. Удаление занимает обычно по времени несколько секунд. Все это время на экране будут отображаться песочные часы.

3. Создание нового проекта осуществляется с помощью дисплейной кнопки [Новый].

После ее активирования на дисплее появляется диалоговое окно «Ввод нового проекта» (рис. ), которое по внешнему виду почти аналогично диалоговому окну «Просмотр проекта», но отличающееся от него тем, что в окне «Ввод нового проекта» для редактирования доступны четыре строки: «Проект», «Оператор», «Прим 1» и Прим 2».

Рис. – Диалоговое окно «Ввод нового проекта»

В поле значения первой строки записывается название проекта. Название может содержать до 15 алфавитно-цифровых символов, включительно. Рекомендуется придерживаться какой-то определенной системы при выборе названий проектов, чтобы впоследствии, спустя некоторое время, можно было относительно легко из названия проекта понять, о каком именно объекте съемки идет речь.

В поле значения второй строки указывается фамилия оператора, производящего съемку или работающего в данном проекте с прибором. Данное поле может содержать до 15 алфавитно-цифровых символов, включительно.

В полях значений третьей и четвертой строк записывается дополнительная информация о проекте либо объекте съемки. Эти поля могут содержать до 16 алфавитно-цифровых символов каждое, включительно.

4. Выбор проекта осуществляется с помощью дисплейной кнопки [ OK ]. Предварительно с помощью кнопок джойстика «влево-вправо» необходимо найти требуемый проект в списке проектов (имя проекта высвечивается в поле значений строки «Проект»), а затем активировать дисплейную кнопку [ OK ]. На экране появится сообщение

и управление вернется к первой странице диалогового окна «Меню работы с файлами 1 / 2».

Источник