Порівняльний аналіз вимог до точності апаратури для визначення середньоінтегрального показника заломлення повітря за допомогою різних реалізацій градієнтного методу

Автор(и)

  • Павло Неєжмаков Національний науковий центр ‟Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Ukraine
  • Олександр Прокопов Національний науковий центр ‟Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Ukraine
  • Тетяна Панасенко Національний науковий центр ‟Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Ukraine
  • Андрій Шлома Національний науковий центр ‟Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24027/2306-7039.2.2021.236075

Ключові слова:

атмосфера; середньоінтегральний груповий показник заломлення повітря; лазерна віддалеметрія

Анотація

Наразі зусилля геофізиків, геодезистів та метрологів різних країн спрямовані на підвищення точності вимірювань, що здійснюються з використанням електромагнітних хвиль. Вимірювання відстаней за допомогою лазерної віддалеметрії забезпечують міліметрову точність на великих дистанціях, ще більша точність необхідна в майбутньому.

Швидкість поширення електромагнітних хвиль у земній атмосфері відрізняється від швидкості їх поширення у вакуумі, що є одним з основних чинників, який впливає на точність віддалемірних вимірювань. Вплив атмосфери на вимірювальний процес знижує точність усіх видів вимірювань. Цей вплив враховується у віддалеметрії за допомогою поправки на середньоінтегральний груповий показник заломлення повітря, який залежить від таких атмосферних параметрів, як температура, атмосферний тиск і відносна вологість повітря. Для оцінки їх впливу на результати вимірювань необхідно реєструвати ці величини на ділянках базисної лінії, що підлягає вимірюванню. Рішення на сучасному науково-технічному рівні проблеми врахування впливу атмосфери залишається постійно актуальним завданням і є одним з основних шляхів підвищення точності результатів спостережень.

Метою цієї роботи є порівняльний аналіз вимог до точності апаратури, призначеної для вимірювання температури, атмосферного тиску і відносної вологості повітря, необхідних для визначення зазначеної поправки градієнтним методом за допомогою квадратурної формули Ейлера-Маклорена (далі метод Ейлера-Маклорена) і формули, заснованої на інтерполяційних многочленах Ерміта (далі метод Ерміта). Встановлено вимоги до невизначеності вимірювань, що здійснюються за допомогою давачів метеопараметрів, що дозволяє знайти середньоінтегральний груповий показник заломлення повітря, який забезпечує вимірювання довжин трас до 5 км із розширеною невизначеністю не більше 1 мм.

Ключові слова: атмосфера; середньоінтегральний груповий показник заломлення повітря; лазерна віддалеметрія

Посилання

Neyezhmakov P., Kupko V., Panasenko T., Prokopov A., Skliarov V., Shloma A. Analysis of accuracy requirements to the meteorological sensors used to compensate for the influence of the Earth’s atmosphere in high precision length measurements. Proceedings of Conference Sensor and Measurement Science International (SMSI 2020). Nuremberg, Germany, 22–25 June 2020, pp. 279–280. doi: https://doi.org/10.5162/SMSI2020/D3.3

Neyezhmakov P., Panasenko T., Prokopov O., Shloma A., Тrevoho І. Porivnialnyi analiz kvadraturnykh formul dlia serednointehralnoho pokaznyka zalomlennia povitria u vysokotochnii viddalemetrii [Comparative analysis of quadrature formulas for the mean integral refractive index of air in high-precision ranging]. Modern achievements of geodesic science and industry, 2020, vol. 1(39), pp. 69–73 (in Ukrainian). doi: https://doi.org/10.33841/1819-1339-1-39-13

Vinogradova M.B., Rudenko O.V., Suhorukov A.P. Teoriya voln [Wave theory]. Мoscow, Nauка Publ., 1979. 384 p. (in Russian).

Bahvalov N.S. Chislennye metody [Numerical methods]. Мoscow, Nauка Publ., 1973. 632 p. (in Russian).

Shustov V. Prostoe reshenie interpolyacionnoj zadachi Ermita [Simple solution of Hermit interpolation problem]. International Research Journal, 2018, vol. 70, no. 4, pp. 146–151 (in Russian). doi: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.70.028

Ciddor P.E. Refractive index of air: new equations for the visible and near infrared. Applied Optics, 1996, vol. 35, issue 9, pp. 1566–1573. doi: https://doi.org/10.1364/AO.35.001566

Опубліковано

2021-07-02

Номер

Розділ

Статті