[Mérőállomás] A távolságmérések redukálása és a méretarány-tényező gyakorlati alkalmazása

aktuális FÖLDMÉRÉS & G.I.S

Mérőállomással történő mérés során a távméréseinket változatos hibaforrássok terhelhetik, különösen, ha a mérést egy vetületi rendszerbe szeretnénk illeszteni. Ezek a hibaforrások fakadhatnak a műszer és a prizma belső paramétereiből, környezeti hatásokból vagy akár a vetületi rendszerbe való illesztésből is. Szerencsére, ezek a mérést különböző mértékben befolyásoló hibák szabályos hibák, így a modellezésükkel a mérések korrigálhatók. Ahhoz, hogy a nyers távolságból a koordináta-számítások alapjául szolgáló távolságot kapjuk meg, a következő javításokkal kell a távméréseinket ellátnunk.

  • Összeadó állandó
  • Geometriai szorzóállandó
  • Meteorológiai javítás
  • Magasságkülönbség miatti javítás
  • Alapfelületi javítás
  • Vetületi javítás

Lássuk kicsit részletesebben mit is jelentenek ezek a javítások és milyen mértékben befolyásolják a méréseinket.

Összeadó állandó

Két részből áll a műszerállandóból és a prizmaállandóból. A műszerállandó azt jelenti, hogy a műszer elektromos zérus pontja nem esik az állótengelyre. A prizmaállandó azt jelenti, hogy a prizma optikai zéruspontja nem esik a vetítőbot tengelyébe, vagy az optikai vetítő irányvonalára. Ez az érték minden prizmatípus esetén más, de a Leica által gyártott prizmák javításai alapértelmezetten megtalálhatók műszereinkben. Fontos azonban odafigyelni, hogy a megfelelő prizma legyen kiválasztva a mérés során, hiszen az egyes prizmatípusok között ez akár 2-3 cm-es különbséget is jelenthet.

Geometriai szorzóállandó

A szorzóállandó azért keletkezik, mert a műszerben a távmérőhullám gerjesztéséért felelős kristályok elöregednek, és emiatt a kibocsátott tényleges frekvencia és a távolság meghatározásához felhasznált, gyárilag beprogramozott névleges frekvencia eltér egymástól. Ez a hiba csak kalibrálással határozható meg és így figyelembe vehető. Mértéke a műszer korától függően jellemzőn néhány mm/km.

Meteorológiai javítás

A meteorológiai javítás a hőmérséklet, légnyomás és páratartalom távmérésre gyakorolt hatását hivatott modellezni. 100 m-es távolságon 10 oC-os hőmérséklet-változás esetén ez 1 mm korrekciót jelenthet, ezért hosszan elhúzódó szabatos mérés esetén a mérés időtartama alatt is változhat értéke.

Magasságkülönbség miatti javítás

Ez lényegében a vízszintes távolság meghatározását jelenti a mért ferde távolságból és zenitszögből. 400 m-nél hosszabb irányok esetén a földgörbület és refrakció hatását is figyelembe kell venni a számítás során, hiszen együttes mértékük a 6 cm/km értéket is elérheti. A refrakció jellemző mértéke a Leica műszerek távméréseiben alapértelmezetten figyelembe van véve.

Alapfelületi javítás

Az alapfelületi javítás az alapfelület feletti magasság (tengerszint feletti magasság) függvénye. Ennek mértéke 100 m-es tengerszint feletti magasság esetén -15,7 mm/km.

Vetületi javítás

A geodéziai gyakorlatban alkalmazott vetületek torzulás szempontjából szögtartók, a távolságok és a területek azonban jelentősen torzulhatnak a vetítés során. A hossztorzulás mértékét a lineármodulusz (hossztorzulási tényező) fejezi ki, ami egy elemi hosszúságú képfelületi vonaldarab és annak alapfelületi megfelelőjének a hányadosa (jelölése: l). A vetületi javítást a lineármodulusz képletéből számítjuk, ami hazánkban, az EOV esetében a távolság közepéhez tartozó x koordináta függvénye. A következő kép bemutatja a szükséges vetületi javítások mértékének eloszlását az ország területén.

távolságmérés_1

Mikor célszerű alkalmazni e javításokat?

távolságmérés_2

Bizonyos esetekben, főleg mérnökgeodéziában kifejezetten ellenjavalt a vetületi és alapfelületi korrekciók használata, például nagykiterjedésű mérnöki objektumok esetén. Ilyen esetekben már a munkaterület felmérése során olyan alapponthálózatot kell létrehozni, amely mentes az alapfelületi és vetületi redukcióktól, hogy a tervező ténylegesen méter dimenzióban tudjon dolgozni, amiben a későbbi kitűzést is kell majd végezni.

A méréseket az utófeldolgozás során is korrigálni lehet a felsorolt javításokkal, a Leica műszerek azonban lehetőséget biztosítanak, hogy akár valós időben megtegyük ezt, akkor is, ha ezen korrekciók összevont értéke nem lett előre kiszámítva.

A méretarány-tényező

A méretarány-tényező a mérőállomások egyik beállítási paramétere, ami a mért ferde távolságok vetületi távolságokká való redukálását teszi lehetővé valós időben. Ez egy összevont korrekciós érték, ami magába foglalja a geometriai szorzóállandót, a meteorológiai javítást, valamint az alapfelületi és vetületi javításokat. Ezen értékek megadására a Captivate szoftver változatos lehetőségeket biztosít, lássuk hogyan.

Amikor méretarány-tényezőről beszélünk, valójában két fogalomról is beszélhetünk attól függőn, hogy az érték arányszámként vagy km-re vetített értékként lett kiszámítva. Az előbbit ’összevont méretarány-tényezőnek’ nevezünk míg az utóbbit ’összevont szorzóállandónak’. A Captivate szoftverben lehetőség van a javítást mindkét módon megadni.

MÉRETARÁNY

Ha ezek az értékek nem állnak rendelkezésünkre kint a terepen, mérőállomásaink lehetőséget biztosítanak az ott helyben történő kiszámításukra is, csupán néhány adatra van hozzá szükség.

A meteorológiai korrekció meghatározása biztosan nem újdonság, hiszen a műszerek a távolságmérés_5legtöbb esetben bekapcsolás után automatikusan felajánlják a lehetőséget az éppen uralkodó hőmérséklet és légnyomási viszonyok beállítására. Kevésbé ismert funkció azonban a vetületi és alapfelületi korrekció kiszámítása az aktuális álláspontunk X koordinátája és magassága alapján.

Ehhez nem kell mást tennünk, mint a TS méretarány beállítás menüben az Aktuális álláspont lehetőséget választani és így végezni el a tájékozást.

 

távolságmérés_6

 

Az aktuális álláspontból kiszámolt összevont szorzóállandó (Geometriai ppm) értéke a számítás után megjelenik a Felhasználói bevitt ppm és a Bevitt méretarány-tényező menüpontokban is.

Felmerülhet a kérdés, mi van ilyenkor a geometriai szorzóállandóval? Ahogy korábban már említettük ez egy kalibrációval meghatározható érték, tehát a kiszámítására helyben nincs mód, ha viszont tudjuk a mértékét, gond nélkül hozzá tudjuk adni a műszer eddigi számításaihoz. Erre a Vetület & magasság info menüpontban van lehetőségünk.

MÉRETARÁNY2

Ez a menüpont lényegében a különböző módon meghatározott korrekcióink összegzésére szolgál. A végeredmény az összevont szorzóállandó lesz, leszámítva a meteorológiai korrekciót, amit minden esetben külön vesz figyelembe a műszer.

A PPM elnevezésű sor lehetőséget ad egy felhasználói PPM érték megadására, amit egyből az összevont értékhez rendel. Ha az aktuális álláspont lehetőséggel kiszámoltuk az összevont szorzóállandót, az ide is beírásra kerül.

A következő rész a vetületi korrekció számítására szolgál, amit a vetületi méretarány-tényezőből vagy a vetület kezdőmeridiánjától való távolságból számol ki a program. Ez itt Térkép vetület ppm néven szerepel.

Legvégül pedig az alapfelületi korrekció egyedi számítására is van lehetőség a magasság érték megadásával, ami Magassági ppm néven szerepel.

A Geometriai ppm (összevont szorzóállandó) tehát a PPM (felhasználói bevitt ppm (pl.geometriai szorzóállandó)) a Térkép vetületi ppm (vetületi korrekció) és a Magassági ppm (alapfelületi korrekció) előjeles összegéből adódik.

Ha többet szeretnél megtudni a témáról, vagy kérdés merül fel az alkalmazásával kapcsolatban keresd kollégáinkat.

A bejegyzés alapjául Dr. Busics György: A méretarány-tényező néhány alkalmazásáról a földmérésben című publikációja szolgált, amely a lenti linken érhető el. Tanár Úrnak ezúton is szeretnénk megköszönni, hogy felhasználhattuk írását a bejegyzés elkészítéshez.

Dr. Busics György publikációja elérhető a linken : A méretarány-tényező néhány alkalmazásáról a földmérésben