Влияние боковой рефракции на азимутальные определения

Рис.2.18. График изменения во времени азимута земного предмета под воздействием суточного хода боковой рефракции

На рис.2.18 приведен график изменения во времени азимута земного предмета. Под воздействием суточного хода боковой рефракции значения азимута земного предмета, полученные из наблюдений в приёмах, изменяются во времени суток. Эти изменения закономерны и их необходимо учитывать как при организации азимутальных определений на пункте, так и при математической обработке их результатов. Для практически полного исключения ошибок за рефракцию необходимо редуцировать измеренное значение азимута к моменту x₀ изотермии воздуха на высоте визирного луча, когда влияние боковой рефракции равно или почти равно нулю.

Суточный ход рефракции и значений азимута в приёмах на отрезке времени вечерних, ночных и даже утренних наблюдений, вместе взятых за все дни, уверенно аппроксимируется параболой второго порядка

, (2.8)

где - время наблюдений в часах;

- значения азимута в приёмах;

- приближённое значение азимута, округлённое до целого десятка секунд.

Азимут , редуцированный к моменту x₀ вечерней изотермии воздуха и практически свободный от влияния боковой рефракции, вычисляют по формуле

. (2.9)

Коэффициенты а_i определяют из обработки наблюдений азимута в приёмах под условием , где

. (2.10)

Для обеспечения высокой точности редукции азимута к моменту времени x₀ необходимо, чтобы в процессе наблюдений на пункте были выполнены следующие условия:

• вечерние наблюдения должны начинаться не позднее, чем за 2ч до наступления момента времени x₀ (t₀), когда в слое воздуха на высоте визирного луча наступает состояние, наиболее близкое к изотермии, и появляются наиболее спокойные и чёткие изображения визирных целей. В средних широтах наблюдения должны начинаться примерно за 3ч до захода Солнца, а в более высоких широтах несколько раньше;
• перед заходом Солнца в течение всех дней работы на пункте должно быть выполнено не менее 7-8-и приёмов определений азимута, из которых не менее 4-х приёмов должно быть выполнено до наступления изотермии воздуха. Чем больше будет приёмов до захода Солнца, тем меньше будет влияние рефракции на средний результат. При благоприятных погодных условиях разрешается всю программу наблюдений выполнять в вечерние часы до захода Солнца, причём не менее чем за 2 дня. Во всех остальных случаях программу наблюдений выполняют не менее чем за 3 дня;
• приёмы определений азимута должны быть распределены более или менее равномерно на всём отрезке вечерних и ночных часов, в течение которых ведутся наблюдения на данном пункте. Интервалы времени между приёмами не рекомендуется допускать более 2ч (целые сутки в расчёт не принимаются);
• значения азимута α_i в приёмах не должно отклоняться более чем на 2² в обе стороны от значений параболы второго порядка, наилучшим образом аппроксимирующей изменение величины азимута во времени, вызванное суточным ходом боковой рефракции, т. е. Разность между наибольшими и наименьшими значениями азимута в приёмах не должно превышать 6²;

· перенаблюдение азимута в приёмах, не укладывающихся в допуски, начинают с приёмов, не удовлетворяющих первому допуску . При этом повторный приём по времени его исполнения не должен отклоняться от основного не более чем на ±2ч (без учёта целых суток). В последующую обработку берут среднее из основного и повторного приёмов (время наблюдений также осредняют), если это среднее значение азимута отклоняется от соответствующего ему сглаженного за суточный ход рефракции значения не более чем на 2². В противном случае в обработку берут только повторный приём (при соблюдении допуска );

· для стороны, азимут которой определяют, составляют профиль местности и вычисляют эквивалентную высоту h визирного луча над ней (отдельно для прямого и обратного азимутов). Эквивалентная высота не должна превышать 300м (h £ 300м), в противном случае азимут оставляют без изменений и не исправляют за влияние рефракции;

· азимуты, определённые при снежном покрове местности, за рефракцию не исправляют.

Практика показывает, что на пунктах Лапласа влияние боковой рефракции на односторонние азимуты (при длинах сторон 12-25км) составляет в среднем 0,6-0,8² при колебаниях от 0 до 2,5², а на среднее из прямого и обратного азимутов – в два раза меньше. После учёта рефракции вес определения азимутов увеличивается в среднем в 2,5 раза.