ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС И МАЧТОВОЕ ПОДЪЕМНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к устройствам для проведения геодезических измерений с использованием барометрического нивелирования и спутникового позиционирования и может быть использована для определения местоположения и высот пунктов геолого-геофизических наблюдений.
Известна система барометрического нивелирования, включающая блок измерения метеорологических параметров, блок измерительного преобразователя давления пьезорезонансного типа, оснащенный таймером блок вторичного преобразования, блок индикации и управления, а также интерфейс связи (патент РФ №2104487, G 01C 5/06). Данное устройство позволяет производить измерения давления и метеорологических параметров с высокой степенью точности в автоматическом режиме, что обеспечивает высокую точность определения высот точек местности, вычисление разности давления и высотных отметок с помощью микропроцессора, уменьшает трудоемкость процесса обработки данных и исключает возможность случайных ошибок.
К недостаткам известного устройства следует отнести ограниченные функциональные возможности по причине отсутствия в нем возможности определения, одновременно с высотой, плановых координат.
Известен также геодезический комплекс ИГ-3К (измеритель геодезический, трехкоординатный), предназначенный для определения координат геолого-геофизических пунктов (Рекламный листок, «Прибор для определения координат и высоты пунктов ИГ-3К», изготовитель - производственное предприятие «Центргеокомплекс», г. Москва). Данный прибор конструктивно включает в себя плату спутникового приемника, выносную спутниковую антенну, блок барометрического высотомера, выносной датчик температуры воздуха, блок управления, представляющий собой компьютер на базе
микропроцессора, с дисплеем и клавиатурой, а также блок питания с зарядным устройством.
К недостаткам данного устройства следует отнести низкую помехозащищенность в сложных полевых условиях работы, например, в сильно занесенной местности из-за значительного влияния многопутности принимаемых сигналов, а также низкие эксплутационные характеристики, обусловленные конструктивной сложностью, значительными энерго-весо-габаритными показателями и высокой стоимостью.
Известно устройство для проведения геодезических измерений с использованием глобальных спутниковых радионавигационных систем, содержащее штатив и включающий винтовой паз цилиндрический шток, на который установлена внешняя труба, снабженная в своей верхней части фланцем, на котором укреплена выносная горизонтальная штанга, а в нижней части - направляющим штифтом и штурвалом (патент РФ №2116656, G 01 S 7/36). На выносной горизонтальной штанге устанавливают спутниковую антенну, при этом длина горизонтальной штанги и шаг винтового паза, выполненный по поверхности цилиндрического штока, находятся в пределах нескольких длин волн.
Данное устройство обеспечивает повышение точности геодезических измерений при определении плановых координат с помощью спутниковых навигационных измерений при работе в сильно занесенной местности. Однако в данной конструкции не предусмотрена возможность проведения одновременно с определением плановых координат какого - либо другого вида геодезических измерений, например барометрических, позволяющих определять превышения и высоты.
Задачей заявленной группы полезных моделей является расширение арсенала технических средств, предназначенных для геодезического обеспечения геолого-геофизических работ.
Единым техническим результатом заявленной группы полезных моделей является создание полевого геодезического комплекса с повышенными эксплутационными характеристиками, обеспечивающего проведение с достаточной степенью точности геодезических измерений в особо сложных полевых условиях, с одновременным определением плановых координат и высот пунктов геолого-геофизических наблюдений.
Поставленная задача достигается за счет того, геодезический комплекс, включающий блок управления и регистрации данных, первый и второй вход - выход которого связанны соответственно с барометрическим блоком измерения высоты и блоком измерения метрологических параметров, согласно полезной модели, содержит связанный с третьим входом - выходом блока управления и регистрации данных спутниковый датчик (интеллектуальную антенну), установленный на мачтовом подъемно - поворотном устройстве, включающем средства для установки и крепления указанных блока управления и регистрации данных, блока барометрического измерения высоты и блока измерения температуры.
Поставленная задача решается также тем, что в мачтовом подъемно-поворотном устройстве для геодезического комплекса, содержащем штатив и включающий винтовой паз цилиндрический шток, на который установлена внешняя труба, снабженная в своей верхней части выносной горизонтальной штангой для установки спутникового датчика, а в нижней - направляющим штифтом и штурвалом, согласно полезной модели, штатив снабжен сопряженной с цилиндрическим штоком и внешней трубой опорной стойкой, включающей в верхней части фланец, а на боковой поверхности - приборную панель, с зажимами для крепления электронных блоков.
На фиг.1 и фиг.2. приведены структурная электрическая схема и общий вид геодезического комплекса, соответственно.
Геодезический комплекс (фиг.1) включает блок управления и регистрации данных 1, связанный со спутниковым датчиком 2, блоком барометрического измерения высоты 3
и блоком измерения температуры 4. Спутниковый датчик 2 установлен на выносной штанге 5 подъемно - поворотного устройства 6. (фиг.2). Мачтовое подъемно - поворотное устройство 6, выполненное на основе патента РФ № 2116656, G 01 S 7/36, включает штатив 7, внешнюю трубу 8, штифт направляющий 9, штурвал 10, шток цилиндрический 11с винтовыми пазами 12, сопряженную со штоком цилиндрическим 11 опорную стойку 13, с фланцем 14 в верхней части. Опорная стойка 13 снабжена приборной панелью 15 с зажимами 16, посредством которых на мачтовом подъемно-поворотном устройстве 6 крепятся блок управления и регистрации данных 1, блок барометрического измерения высоты 3 и блок измерения температуры 4. Как показано в упомянутом патенте РФ №2116656, G 01 S 7/36, шаг винтового паза 12 и длина выносной штанги 5 находятся в пределах нескольких длин волн, например 2λ.
В качестве блока управления и регистрации данных 1 может быть использован, любой промышленно выпускаемый персональный компьютер, включающий процессор 17, клавиатуру 18, дисплей 19, например, типа Note book или Palm Top. Входы-выходы процессора 17 являются соответствующими входами - выходами блока управления и регистрации данных 1.
В качестве спутникового датчика 2 преимущественно может быть использован промышленно выпускаемый датчик GPS Acutime (интеллектуальная антенна) фирмы Trimble Navigation (США), блок антенна/приемник которого является блоком стандартного определения местоположения GPS. Система принимает сигналы спутника GPS с помощью симметричной антенны, с равномерной диаграммой направленности, установленной над платой приемника,
В качестве барометрического измерителя высоты 3 может быть использован любой промышленно выпускаемый кварцевый барометр, например, GPS MAP76S, фирмы Garmine (США).
В качестве измерителя температуры 4 может быть применен, например, цифровой термометр TFA, Германия.
Работы с помощью геодезического комплекса согласно полезной модели осуществляются следующим образом.
На штанге 5 устанавливают спутниковый датчик 2, в зажимы 16 -блок управления и регистрации данных 1 (компьютер), барометрический блок измерения высоты 3, и измеритель температуры воздуха 4. Осуществляют соответствующие электрические соединения согласно структурной электрической схемы, приведенной на фиг.1.
Измерения начинают в опорном пункте с известными плановыми координатами X, Y и высотой Н, значения которых, а также измеренная температура воздуха считаются исходными. Далее мачтовое подъемно-поворотное устройство 6 последовательно устанавливают в каждом последующем проектном пункте геолого-геофизических наблюдений на заданном профиле.
Прием спутникового сигнала осуществляют, вращая штурвал 10 мачтового подъемно-поворотного устройства 6. При этом осуществляется вращательно-поступательное движение спутникового датчика 2 в пределах нескольких длин волн, например, с радиусом и перемещением по высоте до 40 см., что обеспечивает прием спутниковым датчиком 2 множества информационных спутниковых сигналов, в том числе синхронизирующих сигналов времени, а также множества отраженных спутниковых сигналов, обусловленных явлением многопутности. Прием указанных сигналов осуществляется по команде с процессора 17 блока управления и регистрации данных. 1. С выхода спутникового датчика 2 принятые сигналы после преобразования, усиления и обработки поступают на соответствующий вход-выход процессора 17 блока управления и регистрации данных. 1. Блок управления и регистрации данных 1 осуществляет накопление во внутренней памяти процессора 17 данных о плановом положении
(географических координатах) спутникового датчика 2 в каждый момент времени и их осреднение, результаты которого в значительной степени свободны от влияния многопутности. Накопление осуществляется с визуальным контролем поступающей информации на дисплее 19. При последующей камеральной обработке накопленные данные пересчитываются по стандартным формулам в плановые координаты X, Y пунктов наблюдений. Одновременно на каждом пункте в течение заданного промежутка времени осуществляется измерение атмосферного давления и температуры окружающего воздуха с помощью барометрического измерителя давления 3 и измерителя температуры 4, соответственно. Данные с выходов указанных блоков поступают на другие соответствующие входы-выходы процессора 17 блока управления и регистрации 1, заносятся в его память и отображаются на дисплее 19. При последующей камеральной обработке вычисляют разности атмосферного давления на каждом пункте наблюдений по профилю относительно опорного пункта и по стандартной барометрической формуле вычисляют высотные отметки Н каждого пункта наблюдений. Таким образом, на каждом пункте геолого-геофизических наблюдений с необходимой степенью точности осуществляется одновременное определение их плановых координат X, Y и высоты Н.
В целом, конструктивное решение патентуемой группы полезных моделей обеспечило создание геодезического комплекса с необходимой точностью измерений при проведении геолого-геофизических работ в сложных полевых условиях, с широкими функциональными возможностями и высокими энерго-весо-габаритными характеристиками, удобного в эксплуатации и доступного по стоимости.