GPS құрылғылары және геодезиялық аспаптар мен жабдықтар
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3
GPS ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ ЖӘНЕ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ АСПАПТАР МЕН ЖАБДЫҚТАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
Жер серігі мен навигациялық жүйе аспаптары ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4
Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар ... ... ... 8
GPS құрылғылар мен Геодезилық аспаптар жасау тарихы ... ... ... . 10
Геодезиялық аспаптарға қойылатын негізгі талаптар, жүйелері мен стандарттары және жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
GPS құрылғылар жасау стандарттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 14
GPS ЖЕР ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17
Геодезиялық GPS өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
GPS құрылғыларды метрологиялық және технкалық қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
GPS құрылғыларды жұмысқа дайындау, GPS.тің жұмыс істеу тәртібі және өлшеулердің әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
ҚАЗІРГІ ЗАМАНҒЫ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ ... .. 29
Нивелирлік рейкалар, олардың тексерулері. Өзара биіктік анықтаудың жұмыстық өлшемдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Геодезиядық GPS жер өлшеу құралдарының түрлері ... ... ... ... ... .. 34
GPS құрылғы . тахеометр ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 43
GPS ҚАБЫЛДАҒЫШТАРДЫ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП КООРДИНАТАЛАР МЕН ЖЫЛДАМДЫҚТАРДЫ АНЫҚТАУ ДӘЛДІГІНІҢ БАҒАСЫНЫҢ НӘТИЖЕСІ МЕН ӘДІСТЕМЕСІ ... ..
48
Жылдамдық пен координатаның эталонды мәнін есептеудің әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 48
Эталондық құралдар, сыналушы құрылғылар және сынауды жүргізу талабы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
Сынақ нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 52
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 53
GPS ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ ЖӘНЕ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ АСПАПТАР МЕН ЖАБДЫҚТАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
Жер серігі мен навигациялық жүйе аспаптары ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4
Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар ... ... ... 8
GPS құрылғылар мен Геодезилық аспаптар жасау тарихы ... ... ... . 10
Геодезиялық аспаптарға қойылатын негізгі талаптар, жүйелері мен стандарттары және жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
GPS құрылғылар жасау стандарттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 14
GPS ЖЕР ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17
Геодезиялық GPS өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
GPS құрылғыларды метрологиялық және технкалық қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
GPS құрылғыларды жұмысқа дайындау, GPS.тің жұмыс істеу тәртібі және өлшеулердің әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
ҚАЗІРГІ ЗАМАНҒЫ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ ... .. 29
Нивелирлік рейкалар, олардың тексерулері. Өзара биіктік анықтаудың жұмыстық өлшемдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Геодезиядық GPS жер өлшеу құралдарының түрлері ... ... ... ... ... .. 34
GPS құрылғы . тахеометр ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 43
GPS ҚАБЫЛДАҒЫШТАРДЫ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП КООРДИНАТАЛАР МЕН ЖЫЛДАМДЫҚТАРДЫ АНЫҚТАУ ДӘЛДІГІНІҢ БАҒАСЫНЫҢ НӘТИЖЕСІ МЕН ӘДІСТЕМЕСІ ... ..
48
Жылдамдық пен координатаның эталонды мәнін есептеудің әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 48
Эталондық құралдар, сыналушы құрылғылар және сынауды жүргізу талабы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
Сынақ нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 52
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 53
Қазіргі кезде геодезиялық аспаптар жасайтын зауыттар өндірісі дамыған елдерде қарқынды дамуда. Қазақстанда әзірге карта жасайтын фабрика іске қосылып, ал аспаптар даярлайтын зауыт жоспарлануда. Сол себептен, біздер шетелдің геодезиялық аспаптарын сатып алып, олардың аспап жасаудығы стандарттарын пайдалануға мәжбүрміз. Ең күшті дамыған жасайтын фирмаларға – Ресейдің «Орал оптикалық-механикалық зауыты», Германияның «Карл-Цейз Йена», «Оптон», Швейцарияның «Leica», Жапондық «Nikon», «Sokkia» «Торсоп», Американдық «Trimble» тағы басқалары жатады.
GPS құрылғыларға, геодезиялық аспаптарға қатысты техникалық қызмет етудің мынадай негізгі түрлерін бөліп көрсетуге болады: алдын-ала қарау (тексеру), аспаты жұмысқа дайындау, падаланып тексеру және дәлдеу, жөндеу (ағымдағы, орташа, күрделі), технологиялық қызмет ету, метрологиялық қызмет ету, мақсатқа сай пайдалану кезінде сақтау.
Аспаптың әр түрлі типтеріне және геодезиялық өлшеу дәлдігіне байланысты, техникалық қызмет етудің аталған түрлері бірдей емес.
GPS құрылғыларды, геодезиялық аспаптарды пайдалану – күрделі процестер қатарына жатады. Себебі, сенімділікті тиісті деңгейде сақтау үшін өлшеу жүргізу процесінде білікті маман араласуы қажет. Бұл жағдай аспапты пайдалыну және оған дайындау кезінде техникалық қызмет ету жөніндегі шаралар табиғаты мен мәнін, яғни аспап сенімділігін берілген деңгейде сақтауға бағытталған жұмыс кешенін алдын ала анықтайды.
Жұмыстың мақсаты: GPS жер өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларымен танысу, оларды тәжірибелік жолмен зерттеу және алынған мәліметтерге анализ жасау.
GPS құрылғыларға, геодезиялық аспаптарға қатысты техникалық қызмет етудің мынадай негізгі түрлерін бөліп көрсетуге болады: алдын-ала қарау (тексеру), аспаты жұмысқа дайындау, падаланып тексеру және дәлдеу, жөндеу (ағымдағы, орташа, күрделі), технологиялық қызмет ету, метрологиялық қызмет ету, мақсатқа сай пайдалану кезінде сақтау.
Аспаптың әр түрлі типтеріне және геодезиялық өлшеу дәлдігіне байланысты, техникалық қызмет етудің аталған түрлері бірдей емес.
GPS құрылғыларды, геодезиялық аспаптарды пайдалану – күрделі процестер қатарына жатады. Себебі, сенімділікті тиісті деңгейде сақтау үшін өлшеу жүргізу процесінде білікті маман араласуы қажет. Бұл жағдай аспапты пайдалыну және оған дайындау кезінде техникалық қызмет ету жөніндегі шаралар табиғаты мен мәнін, яғни аспап сенімділігін берілген деңгейде сақтауға бағытталған жұмыс кешенін алдын ала анықтайды.
Жұмыстың мақсаты: GPS жер өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларымен танысу, оларды тәжірибелік жолмен зерттеу және алынған мәліметтерге анализ жасау.
1Нұрпейісова М.Б.,Рысбеков Қ.Б. «Геодезиялық аспаптар»: оқу құралы.-Алматы: ҚазҰТУ, 2010 – 244 б.
2Нұрпейісова М.Б.,Рысбеков Қ.Б. «Геодезиялық және маркшейдерлік аспаптар»: оқулық-Астана: Фолиант. 2013-192 б.
3Метрология журналы 2008№3
4Каржаубаев К. Е. “Метрология және өндірісті метрологиялық қамтамасыз ету”; Алматы қаласы, Нұр-Принт баспасы; 198-202 бет
5Нұрпейісова М., Рысбеков Қ; “Геодезиялық және маркшейдерлің аспаптар”; Астана – 2011; Фолиант; 132-148 б.
6Геодезиялық және маркшейдерлік аспаптар: Маржан Байсанқызы Нұрпейісова, Қанай Бақытұлы Рысбеков
7Нұрпейісова, М.Б. Геодезиялық өлшеу және оның нәтижелерін өңдеу; Геодезическое измерение и обработка их результатов: (190140, 460240, 320340, 320240, 011140 маманд. студенттері үшін лаб. жұмыстарды орындауға арн. әдістемелік нұсқау); Алматы: ҚазҰТУ, 2003. 2-бөлім.- 27 бет.
8К. Акишев; Г. Дарибаева; “Стандарттау, метрология және сәйкесті бағалау”;
9Махамбетова Б; “ Метрология”
10Блажнов Б.А. Берілген микромеханикалық гироскоп пен фазалық спутниктік өлшеу бойынша бұрыштарды бағдарлау және қозғалыстың қатыстық траекториясының анықтамасы./ Б.А.Блажнов, Д.А. Кошаев // Гидроскопия және навигация. - 2009. - №4.- C. 15-34.
11http://www.rirt.ru
12Блажнов, Б.А. Екі антенналық спутникті – серпінді жүйелерді өңдеу тәжірибесі / Б.А.Блажнов [және т.б.] // Гидроскопия және навигация. - 2012. - № 4. - С.123-124.
13Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А., Степанов А.П., «Интегралданған серпінді – спутниктік жүйеде бағдарлау тапсырмаларына арналған фазалық өлшеу қолдану туралы,» Гироскопия және навигация, № №1, p. 26–35, 2010.
14Нұрпейісова, М.Б. Геодезиялық және маркшейдерлік аспаптар: оқулық / Маржан Байсанқызы Нұрпейісова, Қанай Бақытұлы Рысбеков.- Астана: Фолиант, 2013.- 190, ISBN 978-601-282-691-0.
15«kk.wikipedia.org» сайтынан алынған мәліметтер.
2Нұрпейісова М.Б.,Рысбеков Қ.Б. «Геодезиялық және маркшейдерлік аспаптар»: оқулық-Астана: Фолиант. 2013-192 б.
3Метрология журналы 2008№3
4Каржаубаев К. Е. “Метрология және өндірісті метрологиялық қамтамасыз ету”; Алматы қаласы, Нұр-Принт баспасы; 198-202 бет
5Нұрпейісова М., Рысбеков Қ; “Геодезиялық және маркшейдерлің аспаптар”; Астана – 2011; Фолиант; 132-148 б.
6Геодезиялық және маркшейдерлік аспаптар: Маржан Байсанқызы Нұрпейісова, Қанай Бақытұлы Рысбеков
7Нұрпейісова, М.Б. Геодезиялық өлшеу және оның нәтижелерін өңдеу; Геодезическое измерение и обработка их результатов: (190140, 460240, 320340, 320240, 011140 маманд. студенттері үшін лаб. жұмыстарды орындауға арн. әдістемелік нұсқау); Алматы: ҚазҰТУ, 2003. 2-бөлім.- 27 бет.
8К. Акишев; Г. Дарибаева; “Стандарттау, метрология және сәйкесті бағалау”;
9Махамбетова Б; “ Метрология”
10Блажнов Б.А. Берілген микромеханикалық гироскоп пен фазалық спутниктік өлшеу бойынша бұрыштарды бағдарлау және қозғалыстың қатыстық траекториясының анықтамасы./ Б.А.Блажнов, Д.А. Кошаев // Гидроскопия және навигация. - 2009. - №4.- C. 15-34.
11http://www.rirt.ru
12Блажнов, Б.А. Екі антенналық спутникті – серпінді жүйелерді өңдеу тәжірибесі / Б.А.Блажнов [және т.б.] // Гидроскопия және навигация. - 2012. - № 4. - С.123-124.
13Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А., Степанов А.П., «Интегралданған серпінді – спутниктік жүйеде бағдарлау тапсырмаларына арналған фазалық өлшеу қолдану туралы,» Гироскопия және навигация, № №1, p. 26–35, 2010.
14Нұрпейісова, М.Б. Геодезиялық және маркшейдерлік аспаптар: оқулық / Маржан Байсанқызы Нұрпейісова, Қанай Бақытұлы Рысбеков.- Астана: Фолиант, 2013.- 190, ISBN 978-601-282-691-0.
15«kk.wikipedia.org» сайтынан алынған мәліметтер.
Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 52 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 52 бет
Таңдаулыға:
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3
1
GPS ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ ЖӘНЕ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ АСПАПТАР МЕН ЖАБДЫҚТАР ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1
Жер серігі мен навигациялық жүйе аспаптары ... ... ... ... ... ... .. ... ...
4
1.2
Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар ... ... ...
8
1.3
GPS құрылғылар мен Геодезилық аспаптар жасау тарихы ... ... ... .
10
1.4
Геодезиялық аспаптарға қойылатын негізгі талаптар, жүйелері мен стандарттары және жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
12
1.5
GPS құрылғылар жасау стандарттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
14
2
GPS ЖЕР ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫ ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
17
2.1
Геодезиялық GPS өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
18
2.2
GPS құрылғыларды метрологиялық және технкалық қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
20
2.3
GPS құрылғыларды жұмысқа дайындау, GPS-тің жұмыс істеу тәртібі және өлшеулердің әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
3
ҚАЗІРГІ ЗАМАНҒЫ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ ... ..
29
3.1
Нивелирлік рейкалар, олардың тексерулері. Өзара биіктік анықтаудың жұмыстық өлшемдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
31
3.2
Геодезиядық GPS жер өлшеу құралдарының түрлері ... ... ... ... ... ..
34
3.3
GPS құрылғы - тахеометр ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
43
4
GPS ҚАБЫЛДАҒЫШТАРДЫ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП КООРДИНАТАЛАР МЕН ЖЫЛДАМДЫҚТАРДЫ АНЫҚТАУ ДӘЛДІГІНІҢ БАҒАСЫНЫҢ НӘТИЖЕСІ МЕН ӘДІСТЕМЕСІ ... ..
48
4.1
Жылдамдық пен координатаның эталонды мәнін есептеудің әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
48
4.2
Эталондық құралдар, сыналушы құрылғылар және сынауды жүргізу талабы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
4.3
Сынақ нәтижелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
51
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
52
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
53
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде геодезиялық аспаптар жасайтын зауыттар өндірісі дамыған елдерде қарқынды дамуда. Қазақстанда әзірге карта жасайтын фабрика іске қосылып, ал аспаптар даярлайтын зауыт жоспарлануда. Сол себептен, біздер шетелдің геодезиялық аспаптарын сатып алып, олардың аспап жасаудығы стандарттарын пайдалануға мәжбүрміз. Ең күшті дамыған жасайтын фирмаларға - Ресейдің Орал оптикалық-механикалық зауыты, Германияның Карл-Цейз Йена, Оптон, Швейцарияның Leica, Жапондық Nikon, Sokkia Торсоп, Американдық Trimble тағы басқалары жатады.
GPS құрылғыларға, геодезиялық аспаптарға қатысты техникалық қызмет етудің мынадай негізгі түрлерін бөліп көрсетуге болады: алдын-ала қарау (тексеру), аспаты жұмысқа дайындау, падаланып тексеру және дәлдеу, жөндеу (ағымдағы, орташа, күрделі), технологиялық қызмет ету, метрологиялық қызмет ету, мақсатқа сай пайдалану кезінде сақтау.
Аспаптың әр түрлі типтеріне және геодезиялық өлшеу дәлдігіне байланысты, техникалық қызмет етудің аталған түрлері бірдей емес.
GPS құрылғыларды, геодезиялық аспаптарды пайдалану - күрделі процестер қатарына жатады. Себебі, сенімділікті тиісті деңгейде сақтау үшін өлшеу жүргізу процесінде білікті маман араласуы қажет. Бұл жағдай аспапты пайдалыну және оған дайындау кезінде техникалық қызмет ету жөніндегі шаралар табиғаты мен мәнін, яғни аспап сенімділігін берілген деңгейде сақтауға бағытталған жұмыс кешенін алдын ала анықтайды.
Жұмыстың мақсаты: GPS жер өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларымен танысу, оларды тәжірибелік жолмен зерттеу және алынған мәліметтерге анализ жасау.
Бітіру жұмысының міндеттері:
- Garmin GPSMAP 176C қабылдағышының метрологиялық сипаттамаларымен танысу
- Garmin GPSMAP 176C қабылдағышымен жұмыс істеу
- Өлшеу нәтижелерін өңдеу
- Алынған мәліметтерді техникалық сипаттамалармен салыстырып талдау жасау
Жұмыстың публикациясы: Жандарбек Ә, Куйкабаева А. "Сапалы білім, озық ғылым, жасыл экономика - ғаламшар болашағы" ғылыми-практикалық халықаралық ғылыми - практикалық конференция материалдары. 43-44 б.
1 GPS ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ ЖӘНЕ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ АСПАПТАР МЕН ЖАБДЫҚТАР
Бірнеше километрге созылған объектілерді өлшеуге, түсіруге қажет жабдықтарға - GPS құрылғылар яғни геодезиялық аспаптар жатады. Олар геодезиялық өлшеу жұмыстарын құрлықта, теңізде, ғарыштың әр түрлі жағдайларында жүргізуге арналған [1].
Геодезиялық аспаптар: геодезиялық мемлекеттік тораптарды құрғанда және аймақтарды карталармен қамтамасыз еткенде; геологиялық жұмыстарды қамтамасыз етуде; жерге орналастыруда және орман шаруашылығында; заттық геометриялық параметрлері мен кеңістік бағыттарын тексеретін аспаптарды жасауда; ғылымның әр түрлі салаларында және мемлекетті қорғауда кеңінен қолданылады. Қазіргі заманға геодезиялық аспаптар дәлдігі - жоғары оптикалық-механикалық және оптикалық-электрондық аспаптар болып келеді. Геодезиялық өлшеудің дәлдігі, салыстырмалы түрде 2*10-3 - ден 1*10-6 - ге дейінгі аралықта сипатталады.
Геодезиялық далалық және камералдық жұмыстарды атқаратын міндеттері мен құрамына қарай әр түрлі аспаптар қолданылады. Олардың көпшілігі өлшеу мен есептеудің күрделі процестерін автоматтандыратын есептеу механизмдері - электрондық, радио-техникалық құрылғылары бар дәл және дәлдігі жлғары оптикалық немесе оптикалық механикалық аспаптар. Сол себептен мұндай аспаптарды оқып-үйрету, игеру үшін олардың құрылымдарының теориялық және зерттеу әдістері туралы жан-жақты білім алуға қажет.
1.1 Жер серігі мен навигациялық жүйе аспаптары
Жер серігінің геодезиялық аспаптарын көптеген компаниялар шығарады. Қазақстанда бұл аспаптарды кеңінен ұсынып отырған барлық әлемге танымал, GPS - жүйелерін жасап шығарушы фирмаларға Trimble (АҚШ) Leica Geosystem(Швейцария) Topcon Positioning System т.с компаниялар жатады. Бұл компаниялар NAVSTAR жер серігінің сигналдары бойынша жұмыс істейтін (L1) және екіжиілікті (L1+L2) қабылдағыштарын Қазақстанға ұсынуда. Соңғы кездері Trimble , Leica Geosystem және Topcon фирмалары ГЛОНАСС және NAVSTAR сигналдары бойынша жұмыс істейтін жер серігінің геодезиялық аспаптарын жасап шығаруда. Сонымен қатар, бұс аспаптарды GALLILEO жүйелерінің сигналдарын қабылдауға бейімдейді [2].
GPS (Global Position System) - геодезиялық негіздерді құрудағы ең тиімді аспап болып саналады. GPS көмегімен орындалған геодезиялық өлшеулер дәлдігі, әмбебаптағы, жылдамдығы және үнемділігі, тиімділігімен кеңінен тарады. Бұл жұмыстардың орындау әдісінің классикалық геодезиялық өлшеулерден айырмашылығы бар. GPS өлшеуде арнайы ережелерді сақтаған кезде тиімді нәтижелерді алуға болады. GPS қабылдағыштарының ең басты ерекшеліктерінің бірі - ауа райының кез келген жағдайларында өлшеу жұмыстарын орындауға болады. Оптикалық аспаптардың кемшіліктерінің бірі - рейкабелгішығылдыру құралына дейінгі тікелей көрініс болмағанда жұмысқа жарамсыздығы, ал GPS үшін ондай қиыншылықтар туындамайды. Қабылдағыштармен 10 - шақты шақырым аралықта өлшеулер жүргізуге болады. Қазіргі қабылдағыштар 1-2 батырмамен басқарылып жұмыс істеле беретіндіктен, оператордың арнайы дайындығының қажеті жоқ. Осы орайда экономикалық үнемділік артып, жеке персоналдардың саны төмендейді (GPS қабылдағыштары бір оператормен жұмыс орындайды).
GPS қабылдағыштармен бірге болатын программалардың көмегімен, өлшеу нәтижелерін өңдеп, алынған геодезиялық жүйелерді теңестіруге және пунк координаталарын келесі техеометриялық түсірістерге есептеуге болады. GPS көмегімен жүргізілген геодезиялық жұмыс, сіздің еңбек өнімділігіңізді жоғарылатады. Нүкте координатасын анықтау кезінде басқа жалпы қолданылатын геодезиялық аспаптарға қарағанда GPS - пен сантимертлік дәлдік деңгейін аласыз. GPS - пен геодезиялық жұмысты тәулік бойы істеуге болады, сонымен қатар нүктелер арасы көрінбеген жағдайда да жұмыс істеуге мүмкіндік туады.
GPS әскери және азаматтық пайдаланушылармен қолданылып басқарылатыни кез келген нүкте орнын анықтайтын жерсеріктік навигациялық жүйе. Әрбір жер серігі ерекше сейкестендіру коды бар радиосигналдар жібереді. Жер серігі бортындағы жоғарғы дәлдікті атом сағаттары, сигналдар мен кодтардың генерациясын басқарады.
GPS - ті басқару
GPS жердегі төрт станция көмегімен басқарылады, олар басты станция мен деректер ағынын басқаратын үш станса:
- Станциялар жер серігін үздіксіз бақылып, ақпараттарды басты станцияға (береді) жібереді
- Басты станция жер серігі атом сағаттарының синхронизация түзетулерін есептеп, орбиталық ақпараттарды түзетеді (жер серіктерінің эфемеридасы)
- Деректер ағынын басқаратын станция, басты станциядан алынған деректерді пайдаланып, әрбір жер серігінен жіберілітін ақпараттарды жаңартады.
GPS - ті пайдаланушылар
GPS қабылдағышы бар кез келген тұтынушы GPS сигналдарын пайдалана алады. Алғашқы кездері GPS қабылдағыштары негізінен орнын және навигацияны анықтау үшін қолданылады.Қазір GPS қабылдағыштары жер, аспан және теңіздегі әр түрлі тапсырмалары шеше алады.
Әрбір жер серігі екі ерекше кодты жібереді.
- Бірінші ең жай CA кодтары (дөрекі).
- Екінші P коды (дәл).
Бұл кодтармен екі L1 және L2 толқындары модульденіп CA және P-кодтарын тасиды, ал L2 коды P-кодын тасиды.
CPS қабылдағыштары - бір жіне екі жиілікті болып бөлінеді.Бір жиілікті қабылдағыштары L1 толқынын, ал екінші жиілікті L2 толқындарын қабылдайды.
Қазіргі таңда АҚШ GPS - ті жаңаландырып көшілікке пайдалану мақсатында, L2 жиілігіндегі жаңа L2C (Similar to CA Code on L1) кодын, сонымен қатар жаңа үшінші L5 жиілігін ұсынды.
NAVSTAR жер серігінің жүйесі (Navigation Satellite Timing and Ranging ). Жер серігінің радионавигациялық жүйеде 24 GPS жер навигациялық жасанды серіктері (соның ішінде 3-уі резервте)бір - бірінен 60º- пен әрқайсысында 3-4 жер серігі бойынша 6 шеңбер маңындағы орбиталарда орналасады (1- сурет).
Сурет 1. NAVSTAR жер серіктерінің орналасуы
GPS- тің навигациялық жасанды жер серіктері орбиталарының биіктігі шамамен 20200 км - ді құрайды. Айналу мерзімі 11сағат 57 минут 58,5 секунд.Соңғы буын жер серігінің массасы 1044 кг. Қазіргі таңда орбитада екіші және үшінші буынның тең бөлінген 29 жер серігі орналасуда.
GPS жер серігі сигналдарының құралымы
ГЛОНАСС жер серігі жүйесі (Ғаламдық навигациялық спутниктік жүйе, Ресей). ГЛОНАСС жүйесінің серіктері үш орбита жазықтарында, әрқайсысы 8 данадан, экватор жазықтығына 64,9 градусқа көлбеу бұрышымен орналасады (2 - сурет ).
Сурет 2. ГЛОНАСС спутниктерінің орналасуы
Шеңберлі орбитаның биіктігі 19100 км, жер айналасындағы серіктердің айналу периоды 11 сағ 15 мин 44 с. Спутник массасы 1415 кг. Жұмыс істеудің есептеу мерзімі 3,5 жыл. Жүйедегі жердің навигациялық жасанды серіктерінің (ЖНЖС) жобалау саны - 24 жер серігі. 1982 жылдан бастап 74 ЖНЖС жіберілген болатын. Қазіргі уақытта оның 18-сі жұмыс істейді.
2004 жылы Ресейдің ГЛОНАСС _К атты 6 жер серігі ұшырылды. Салмағы 750 кг, пайдалану мерзімі 10 - 12 жыл. Ол үшінші жиілікте жұмыс істейді.
Осылай ГЛОНАСС жер серігінің радионавигациялық жүйесі қазіргі уақытта даму сатысында. Сонымен қатар, берілген жүйе серігінің әрекет етуші шоқ жұлдызы GPS жүйесінің ЖНЖС - мен бір қолданылады. Ол екі жүйенің де ЖНЖС сигналдарын қабылдауға есептелген пайдаланушы аппаратурасы (GPS қабылдағыштары) арқылы позициялаудың қолайлы жағдайын құруға мүмкіндік береді.
Барлық үш жүйенің ЖНЖС - нің радионавигациялық сигналдарын қабылдауға есептелген тұтынушы аппаратурасын құру, геодезиялық және навигациялық мәселелерді шешу мен нәтижелер дәлдігін жоғарылату сенімділігіне септігін тигізеді.
2005 жылдан бастап, Еуропа ғарыштық агенттігінің ЖНЖС- сі - Galileo ғарыштық сигменті өрістеді. Навигациялық ЖЖС орбиталарының биіктігі мен олардың сандарын арттырды. Басқа да факторлар, жердің кез келген нүктесінде, кез келген уақытта және кез келген ауа райында нүкте орнын анықтау үшін ЖНЖС - ні қамту әрекетін ғаламдық етуге ЖНЖС - нің қажетті мөлшерінің радиокөрінушілігін қамтамасыз етті.
Осы кезде жаңа жүйелерде нүкте координаталарын анықтау дәлдігін күрт жоғарылатуға, сондай-ақ навигациялық мәселелердің бүкіл кешенін нақты кешен аралығында шешуге мүмкіндік туады. Бұл ЖНЖС деректерін тұтынушылар санының едәуір өсуіне алып келеді. Навигациядан бөлек координаталарды анықтау дәлдігін жоғарылату, жер серігінің технологияларын геодезияда, геодинамикада, топографияда, жерді алыстан зондтауда, геоақпараттық технологияларда, т.б. пайдалануға мүмкіндік береді.
1.2 Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар
Астрономиялық-геодезиялық және нивелирлік торларды құру кезінде, жердің топографиялық пландары мен карталарын жасағанда, инженерлік құрылысты салғанда және пайдаланғанда жасалатын геодезиялық өлшеулерді орындау үшін қолданылады.
Жер бетінде Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар көмегімен сызықтық, бұрыштық және биіктік өлшеулер жүргізіледі, осыған байланысты олар қашықтық, бұрыш, бағыт және биіктік өлшегіш аспаптары болып топтастырылады. Ұзындықты анықтау үшін тікелей әдіспен және жанама әдістермен өлшейтін аспаптар қолданылады.
Тікелей өлшейтін аспаптарға ұзындығы 20, 24 және 50 м болатын өлшеу ленталары жатады. Олар штрихты (маркалары ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50) және шкалалы (маркалары ЛЗШ-20, ЛЗШ-24, ЛЗШ-50) болып бөлінеді. Бұлардың өлшеу дәлдіктері 1:1000 -- 1:10000-ға дейін болады. Сондай-ақ, бұл топқа болат рулеткалар (ұзындығы 10, 20, 30, 50 және 100 м; өлшеу дәлдігі 1:50000 және одан да жоғары), таспа рулеткалар (5, 10 және 20 м; 1:500 -- 1:1000), өлшегіш болат сымдар (24 және 48 м; 1:30000 -- 1:1000000) жатады. Жанама әдіспен өлшейтін аспаптарға, геом. арақатынас принципіне негізделген аспаптарға оптикалық қашықтық өлшегіштер (маркалары Д-2, ДНР-8, ДН-8) жатады. Қашықтық өлшегіштің құрамына арнаулы рейкалар да кіреді. Элек-тромагниттік толқынның таралу уақытын электрондық өлшеуге негізделген аспаптар электрофиз. аспаптарды құрайды.
Электромагниттік толқынның түріне байланысты аспаптар жарық қашықтық өлшегіш және радио қашықтық өлшегіш болып бөлінеді. Жарық қашықтық өлшегіштер жоғ. триангуляция мен полигонометрия торларында базистік қабырғаларды өлшеуге арналған. Олар инж. геодезия мен маркшейдерлік жұмыстарда қолданылады. Дәл өлшейтін жарық қашықтық өлшегіш төм. триангуляция мен полигонометрия торларында базистерді өлшеуге пайдаланылады. Тех. жарық қашықтық өлшегіш полигонометрия мен теодолиттік жүрістерде арақашықтықты өлшеуге арналған. Радиоқашықтық өлшегіштер кез келген метереол. Жағдайда қолданылады. Қазіргі кезде триангуляция торларының қабырғаларын өлшеу РДВГ мен "Луч" радио қашықтық өлшегіш аспаптарымен орындалады (өлшеу ұзындығы 30 -- 40 км, дәлдігі 1:200000 -- 1:300000). Бұрыш өлшегіш аспаптар жер бетіндегі горизонталь мен вертикаль бұрыштарды, бағыт бұрыштарын өлшеуге арналған.
Алғашқы бұрыш өлшегіш аспаптар 17 ғ-да пайда болды. Сол кезден бастап геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдарда көру дүрбісі (1608), микроскоп (1609), верньер (1631), деңгейлеуіш (1660) және жіптік тор (1670) тәрізді тетіктер қолданыла бастады. Осы тетіктерді біріктіру нәтижесінде 1783 ж. Дж. Рамсден тұңғыш рет теодолит аспабын жасады. Қазіргі жасалатын теодолиттер дәлдігіне, санақ құрыл-ғысының түріне, горизонталь дөңгелектің вертикаль өсінің конструкциялық жү-йесіне және қызметіне байланысты топтастырылады.
Теодолиттер дәлдігіне байланысты жоғ. дәлдікті және тех. болып, санақ құрылғысына байланысты верньерлік және оптикалық болып бөлінеді. Қазіргі уақытта тек оптикалық санақ құрылғысы (микроскоп) бар теодолиттер (Т2, Т5, Т15, Т30, 2Т30) құрылады. Теодолиттердің тахеометр (ТЭ, ТД, ТВ, ТА, Дальта 020, Дальта 010А) түрлері бар. Олар вертикаль және горизонталь бұрыштарды, арақашықтық пен биіктікті өлшейді. Астрон. теодолиттер (АУ 210, АУ 22) астрон. Бақылау арқылы ендіктерді, бойлықтарды және азимуттарды өлшейді. Маркшейдерлік теодолиттер (Т15М, Т30М, 2Т30М) -- кеніштердегі бұрыштарды өлшеуге арналған. Одан басқа арнаулы теодолиттер -- гиротеодолит, фототеодолит, лазерлік теодолит, кодты теодолиттер де бар. Түзу бағытын анықтау үшін буссоль мен компас қолданылады.
Жердің бетіндегі биіктік өлшеулер нивелир көмегімен орындалады. Дәлдігіне байланысты -- жоғ. дәлдікті нивелир Н-05 (1 км екі қайтара жүрістегі өлшеу дәлдігі), дәл нивелир Н-3 (өлшеу дәлдігі -- 3 мм), инж.-геодезиялық ізденіс жұмыстарында қолданылатын, тех. нивелир Н-10 (өлшеу дәлдігі -- 10 мм), топографиялық түсірімдердің негіздерін жасағанда, инж.-геодезиялық ізденіс жұмыстарында және құрылыста қолданылады.
Графикалық (мензулалық) түсірімдер үшін мензула мен кипрегел (КА-2, КН) пайдаланады. Картогр. жұмыстарда картаның негізін (картогр. тор мен тірек пункттерін) салу үшін координотографтар, штанген-циркуль, Дробышев сызғышы қолданылады, ал жасалған картогр. бейнені картаға үлкейтіп немесе кішірейтіп көшіру пантограф аспабы арқылы орындалады. Кейінгі кезде ғарыштық геодезияның дамуына байланысты жасанды жер серіктерінің көмегімен жер бетіндегі кез келген нүктенің координаталарын анықтауға болады
1.3 GPS құрылғылар мен геодезилық аспаптар жасау тарихы
М.В.Ломоносов, В.Я.Струзе, В.Ф.Герберт, Д.Д.Гедеонов, К.И.Темпер, П.А.Чебылов пен А.Н.Крылов т.б. орыс ғалымдары мен инженерлері, өнертапқыштары геодезиялық аспаптарыд жасауды қолданбалы ғылым ретінде қарап, геодезиялық жаңа аспаптар жасауды елеулі еңбек етті.
Геодезиялық аспаптарды жасап шығару Ресейде 1919 жылы басталды. 1923 жылы әскери топографиялық шеберхана негізінде Геодезия зауыты құрылды. Сөйтіп, алған теодолиттер мен мензулалар, нивелерлер шығарылды. 1927 жылдан бастап, Геофизика атты басқа оптикалық-механикалық кәсіпорын, дүрбілі ТТ·30 теодолитін, ал 1930 жылдары ОТ және ОТ-10 теодолиттерін шығара бастады.
1928 жылы Мемлекеттік геодезия және картография институты (ЦНИИГАиК) ұйымдастырылды. Ол жаңа геодезиялық аспаптарды даярлап зерттеуде, геодезиялық өлшеу әдістерін жасауда маңызды рөл атқарады. Институттың ең алғашқы директоры, әрі ғылыми жетекшісі - көрнекті орыс ғалымы, геодезист, профессор Ф.Н.Красовский болды. Ол геодезиядағы ғылыми зерттеулердің көпжылдық болашағын алдын ала анықтады.
1953 жылы жарық қашықтық өлшеуіш СВВ-1 (авторлары: В.П.Васильев, А.Величко) жасалды. Ол 15 км-ге дейінгі қашықтықта өлшеу үшін геодезиялық практикада кең қолданылады. 1958 жылы ЦНИИГАиК-да В.М.Назаровтың басшылығымен 1 класты полигонометрия жақтары мен триангуляцияның базистік жақтарын өлшеуге арналған геодезиялық жарық қашықтық өлшеуіш ЭОД-1 жасалды. Аспаптардың осы тобында кейін (1967 жылы) П.Е.Лазановтың (ЦНИИГАиК) басшылығымен гелий-неонды лазерлі Кварц жарық қашықтық өлшеуіш жасалды. Аспаптың әрекет ету қашықтығы 30 км, өлшеу қателігі (2+2-10-6D) см.
1970 жылдары топографиялық жарық қашықтық өлшеуіш ретінде қашықтық өлшеуіш бөлікті теодолитпен (көзбен шолу немесе кодты) біріктіру тенденциясы пайда болды. Осындай синтез нәтижесінде әртүрлі елдерде электронды тахеометрлер (жартылай автоматты немесе автоматты) жасалды. Ол әмбебап геодезиялық аспап болып табылады. Автоматты электронды тахеометр жасау кезінде бұрын бұрыш өлшеуіштерді ғана автоматтандыруға арналған, кодты теодолит конструкцияларына салынған белгілі техникалық шешімдер қолданылды. Көптеген электронды тахеометрлер қондырылған микропоцессорлармен (есептегіштер) жабдықталды.
Геодезиялық аспаптар жасаудағы аспаптарды әмбебаптауға байланысты бағыттардың дамуы, қоданбалы геодезияды жұмыс көлемінің едәуір артуына байланысты. Геодезияның осы бағытының қалыптасуының бірінші кезеңінде арнайы аспаптардың жоқтығынан, өлшеу жұмыстарының көп бөлігі неше түрлі қарапайым құралдармен толықтырылған дәстүрлі құрал-жабыдықтар арқылы орындалды.
Геодезиялық аспаптар жасауға жаңа принциптерді енгізу, аспаптардың тип өлшемдік қатарын жетілдіру және олардың сапасын жақсарту ЦНИИГАиК жасаған сериялық шығарылатын аспаптардың негізгі түрлеріне қолданылатын мемлекеттік стандартты енгізуге әсер етті.
Шығарылатын геодезиялық аспап номенклатурасын реттеуде көрсетілген стандарт талаптарын іске асыру тиімділігіне - геодезиялық техниканы жобалау, дайындау және қолданумен айналысатын ғалымдар мен мамандар еңбегінің арқасында қол жетті. Осындай жұмыстар бұл кезде, бірқатар шетелдерде ұлттық және фирмалық стандарттар деңгейінде жүргізілді.
Соңғы кезде электронды тахеометрлердің қолданысқа енуі - бұрынғы қарапайым аспаптардың автоматтандырылуы арқасында. Автоматтандырылған аспаптарды жұмыс нысанаға көздеу модулімен радиокоммуникациялық тетіктер арқылы жүргізіледі. Бұлардың көмегімен аспап - бақылау нүктесіне автоматты түрде көзделеді, қажетті командаларың барлығын оператор дистанциялық басқару жүйесі арқылы жіберіп отырады. Мұндай аспаптармен түсіріс жүргізілген кезде нысандарды кодтау, камералдық жұмыстарға кететін уақытты азайтады.
Бөлу жұмыстары кезіндегі артықшылығы - шағылыстырғыштағы есептелетін реттегіштер, жобаға нақты уақытта келтіріледі. Қазіргі таңда, электронды тахеометрлерді шығаратын жеті шетелдік фирманың төртеуі (еуропалық Spectra precision, Leica, Zeiss және Торсоп), дәл осы типті аспаптар жасайды. Қазіргі кезде тахеометр-автоматтардың бірнеше түрлері шығарылуда. Олар тек автоматты түрде нысанға көздеу құрылғылармен жабдықталудан басқа, объектінің орналасқан жерін анықтайтын компьютерлік технологиясы бар элементтен тұрады. Оған - ATS Geodimeter тахеометрі жатады. Оның ерекшелігі - әдеттегі роботтарға қарағанда жүйесінің ашықтығы.
Қазіргі электронды тахеометрлер көптеген қосымша командалармен қамтылған. Олар асппаты қашықтықтан басқаруға және команданы кез-келген компьютерден радиомодем арқылы беруге бейімделген.
Қазіргі кезде геодезиялық аспаптар жасайтын зауыттар өндірісі дамыған елдерде қарқынды дамуда. Қазақстанда әзірге карта жасайтын фабрика іске қосылып, ал аспаптар даярлайтын зауыт жоспарлануда. Сол себептен, біздер шетелдің геодезиялық аспаптарын сатып алып, олардың аспап жасаудығы стандарттарын пайдалануға мәжбүрміз.
Ең күшті дамыған жасайтын фирмаларға - Ресейдің Орал оптикалық-механикалық зауыты, Германияның Карл-Цейз Йена, Оптон, Швейцарияның Leica, Жапондық Nikon, Sokkia Торсоп, Американдық Trimble, т.б. жатады.
1.4 Геодезиялық аспаптарға қойылатын негізгі талаптар, жүйелері мен стандарттары және жіктелуі
Геодезиялық аспаптарды жіктеудің жалпы белгілері Кеңес өкіметі Ресейде бекітілген ГОСТ 23543-79 "Геодезиялық аспаптар. Жалпы техникалық талаптарда" айқындалған. Көрсетілген стандарттың жіктеу негізінде мынадай белгілер бар: функциялық міндеті, қолданылу саласы, ақпарат тасымалдағыщтың физикалық табиғаты, тасымалдауғы тұрақтылығы, конструкциялық ерекшеліктері.
Метрология тұрғысынан, геодезиялық аспаптардың ішінен өлшейтін аспап болып есептелмейтін (мысалы, центрлер) өлшеу құрал - жабдықтары мен аспаптары бар. Өошеу құрал - жабдықтар дәлдігі бойынша: дәлдігі жоғары, дәл және техникалық болып бөлінеді [3].
Жіктелуі мен белгілері бойынша аспаптар әртүрлі типтерге бөлінеді.Ресейдің ГОСТ-ты бойынша өнеркәсіптерде геодезиялық аспаптардың 40-тан астам типі шығарылады. Олардың ішінде шамамен 20-сына стандарт тағайындалған.
GPS құрылғыларды жіктеу Геодезиялық аспаптарды жіктеудің жалпы белгілері Кеңес өкіметі Ресейде бекітілген ГОСТ 23543-79 Геодезиялық аспаптар. Жалпы техникалық талаптарда айқындалған. Көрсетілген стандарттың жіктеу негізінде мынадай белгілер бар: функциялық міндеті, қолданылу саласы, ақпарат тасымалдағыштың физикалық табиғаты, тасымалдауға тұрақтылығы, конструкциялық ерекшеліктері.
Метрология тұрғысынан, геодезиялық аспаптардың ішінен өлшейтін аспап болып есептелмейтін (мысалы, центрлер) өлшеу құрал-жабдықтары мен аспаптары бар. Өлшеу құрал-жабдықтары дәлдігі бойынша: дәлдігі жоғары, дәл және техникалық болып бөлінеді.
Геодезиялық аспаптар - атқаратын қызметі мен дәлдігіне қарай былайша жіктеледі:
а) Міндетіне қарай:
- Бұрыштарды өлшеуге қажет аспаптар (қарапайым аспаптар: транспортирлер, эккерлер, эклиметр, буссолдар, негізгі бұрыш өлшегіш аспаптар әр түрлі теодолиттер);
- Ұзындықтарды өлшеуге пайдаланылатын аспаптар (сызғыштар, рулеткалар, ленталар, ұзындық өлшеуіштер, оптикалық қашықтық өлшеуіштер, ілмелі ұзындық өлшеуіш аспаптар, жарық сәулелі өлшеуіштер, радиоқашықтық өлшеуіштер);
- Биік айырымдар мен биіктіктерді өлшеуге арналған аспаптар түрлі деңгейлері бар нивелирлер, әр түрлі компенсаторлары бар нивелирлер, лазерлі нивелирлер, микронивелирлер, гидронивелирлер, микробарометрлер, профиль-сызғыштар);
- Топографиялық түсірістерге қажет аспаптар (кипрегельдер, тахеометрлер, топографиялық байланыстырушылар, инерциялық жүйелер);
- Арнайы тағайындалған аспаптар (вертикаль жобалау аспаптары, жармалық өлшеу аспаптары),т.б. аспаптар (оптикалық тіктеуіштер, рейкалар).
ә) Дәлдігіне карай :
Өлшеу қетеліктеріне байланысты (тек қана теодолиттер, нивелирлер және ұзындық өлшеу аспаптары) мына түрлерге бөлінеді:
-техникалық;
-дәл;
-жоғары дәлдікті;
б) ақпараттарды физикалық табиғатына қарай:
Сақтаушы механикалық (нүктелер, сызғыштар, т.б.);оптикалық-механикалық (теодолиттер, нивелирлер, кипрегельдер, т.б.) оптикалық-электрондық (жарық қашықтық өлшеуіштер, электрондық тахеометрлер) электрондық (радиоқашықтық өлшеуіштер, регисторлар, іздеуіштер, т.б.);
в) тасымалдау жағдайларына байланысты:
Стационарлық жылжымалы (көлікке орнатылған), алып жүретіндер (жәшікте жайластырылған).
Кейбір геодезиялық аспаптар есеп алу тетіктеріне, осьтік жүйелердің конструкциясына, көру дүрбісінің түріне, т.б. конструкциялық белгілеріне қарай жіктеледі.
GPS құрылғылардың стандарттары.
ХХ ғасырдың ортасында, геодезиялық аспаптардың 20-дан астамына Ресейдің мемелекеттік стандарттары жасалған. Олар: теодолиттер, нивелирлер, оптикалық қашықтық өлшеуіштер, жарық сәулелі өлшеуіштер, кипрегельдер мен тахеометрлер, рулеткалар, нивелирлік рейкалар, центрирлер, т.б.
Стандарттаудың маңызды міндеттерінің бірі - шығарылатын аспаптардың сапасын ұдайы арттыру. Егер 1960 жылдары стандарттаудың бастапқы кезеңінде, геодезиялық аспаптар шығаратын өнеркәсіп мүмкіндігіне орай толық жүзеге асырылатын стандарттау обьектілері талап етілсе, қазіргі кезде оның міндеттері басқаша тұжырымдалады. Қазіргі кезде аз шығын талап етілетін аспаптар деңгейін қамтамасыз ететін стандарт оңтайлы болып есептеледі.
Геодезиядағы стандарттау обьектілері: негізгі түсініктердің анықтамасы мен терминдері (1-кесте), геодезиялық аспаптар, метрологиялық камтамасыз ету, стандарттаудың ұйымдастыру- әдістемелік мәселелері. Стандарттау нормативтік- техникалық құжат (НТҚ) негізгі үш категориясы (санаты); мемлекеттік стандарт (мемСТ), салалық стандарт (ССТ), техникалық материалдардың нұсқауы (ТМН) жеңгейінде жүзеге асырылады. Стандарттаудың маңызды обьектілерінің бірі- МемСТ, ішінара ССТ деңгейінде талаптар қойылатын геодезиялық аспаптар бар.
0.5 GPS құрылғылар жасау стандарттары
GPS құрылғылар жасау стандарттары 1-кестеде көрсетілген [4].
Кесте 1.
GPS құрылғылар жасау стандарттары
Стандарт категориялары,нөмірі
Стандарт атаулары
1
2
Теодолиттер
ГОСТ 13424-68
Теодолиттер. Горизонталь дөңгелектің диаметр қателіктерді анықтау әдістері
ГОСТ 23543-79
Геодезиялық аспаптар. Жалпы техникалық талаптар
Нивелирлер
ГОСТ 11158-83
Нивелирлік рейкалар. Жалпы техникалық талаптар
ТУ4433-231-02570411-95
ЗН З нивелирі
ТУ 68-78-86
Нивелирлік инварлық рейкалар
Геодезиялық құрал жабдықтар
ГОСТ 13494-80
Геодезиялық транспортирлер. Жалпы техникалық талаптар
ГОСТ 15114-78
Телескоптық жүйелер
ГОСТ 16740-79
Геодезиялық аспаптарға арналған табандар. Түрлері және негізгі параметрлері. Техникалық талаптар
ГОСТ 19223-82
Жарық қашықтық өлшеуіштер
ГОСТ 10812-82
Геодезиялық номограммалық аспаптар. Жалпы техникалық талаптар
ГОСТ 11897-94
Геодезиялық аспаптардың штативтері. Жалпы техникалық талаптар және сынау әдістері.
ГОСТ 7502-80
Металл өлшеуіш рулеткалар
РТМ 68-5-93
Геодезиялық зерттеу құралдары. Жалпы техникалық нұсқаулар
ОСТ 68-12-97
Геодезиялық аспаптарды центрлеуге арналған құрылғы. Түрлері, негізгі параметрлері және техникалық талаптары
Кесте 1 жалғасы
1
2
Метрологиялық қамтамасыз ету
РД БГЕИ 10-91
Стандарттау және аспап жасау саласындағы нормативтік техникалық құжаттармен қамтамасыз ету тәртібі
РД БГЕИ 05-89
Метрологиялық қамтамасыз ету. Геодезиялық өлшеу құралдарының тексеру жабдықтары
РД 68-2.1-92
Аспап жасауда оптикалық жүйелерді есептеу және жүргізу тәртіптері
РД 68-8.17-98
Топографиялық геодезиялық және картографиялық бағыттағы өлшеу құралдарына арналған жергілікті тексеру сызбалары
РТМ 68-8.24-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының нормаланатын метрологиялық сипаттамалары. Көрсеткіштер номенклатурасы
РТМ 68-8.25-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының тексеру мерзімдерін есептеу тәртібі
РТМ 68-14-99
Геодезиялық жұмыстардың жерсеріктік технологиясы. Терминдер мен анықтамалар
РД 68-2.1-92
Аспап жасауда оптикалық жүйелерді есептеу және жүргізу тәртіптері
РД 68-8.17-98
Топографиялық геодезиялық және картографиялық бағыттағы өлшеу құралдарына арналған жергілікті тексеру сызбалары
РД БГЕИ 36-01
Топографиялық геодезиялық техникаларды пайдалану және оларды бақылау кезіндегі әдістердің еңбек қауіпсіздік талаптары
РТМ 68-8.24-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының нормаланатын метрологиялық сипаттамалары. Көрсеткіштер номенклатурасы
РТМ 68-8.25-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының тексеру мерзімдерін есептеу тәртібі
РТМ 68-14-99
Геодезиялық жұмыстардың жерсеріктік технологиясы. Терминдер мен анықтамалар
Ең алдымен стандарт - өндірісті ұйымдастыру, дайындау, техникалық құрал - жабдықтар және өндіріс обьектісі сияқты өндірістің құрам бөоіктерін қамтиды. Сонымен қатар, әрбір құрам бөлік стандарттаудың әртүрлі бағыттары, өндірістік циклдың негізгі үш кезеңі: жасау (жобалау), аралық аспап өнімдерін шығару, дайын аспаптарды шығару болып бөлінеді.
2 GPS ЖЕР ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫ
Метрологиялық көрсеткіштермен және өлшеу құралдары мен орнатуларының сипаттаулары көрсеткіштердің диапазоны, өлшемдер диапазоны, шкала бөліндісінің бағасы, шкала бөліндісінің ұзындығы, сезімталдық пен түрлілік және т.б. болып табылады [5].
Көрсеткіштер диапазоны - шкаланың бастапқы және соңғы мәнімен шектелген шкала мәнінің облысы. Шкалада белгіленген өлшеніп жатқан шаманың ең үлкен және ең кіші мәні құрал шкаласының бастапқы және соңғы мәні деп аталады. Мысалы, оптиметрдің ИКВ-3 түрі үшін - шкаламен көрсеткіш диапазоны +-0,1 мм құрайды, ұзындық өлшеуіштің ИЗВ түрі үшін - шкаламен көрсеткіш диапазоны 0 - 100 мм құрайды.
Өлшемдер диапазоны - өлшеу құралының нормалданған қателіктер жіберуімен өлшеніп жатқан шама мәнінің облысы. Оптиметрдің ИКВ-3 түрі үшін өлшемдерінің өлшемі диапазоны 0 - 200 мм құрайды, ұзындық өлшеуіш үшін - 0 - 250 мм.
Шкала бөлігінің бағасы - шкаланың екі көрші белгілеріне сәйкес келетін мөлшер мәнінің айырмасы. Мысалы, оптиметр мен ұзындық өлшеуіш үшін - 0,001 мм , ал микрометр үшін - 0,01 мм.
Шкала бөлігінің ұзындығы - . шкаланың кіші белгілерінің ортасынан өткен, көзбен елестеген сызық бойымен екі көрші шкала белгілерінің осьтері арасындағы қашықтық. Шкала бөлігі ұзын болған сайын, күшею көбейеді және байқаушыға өлшем ақпаратын қабылдау ыңғайлы болады.
Өлшем құралының сезімталдығы - . өлшеу құралы шыққан кездегі сигнал өлшенген шаманың өзгеруін тудыруына қатынасы. Егер де х = 100 номиналды өлшемімен валдың диаметрі өзгерген кезде, 0,01мм ге тең өлшенген шаманың өзгеруі, көрсететін құралдың бағыттаушысы10мм ге өзгеруін тудырды. Құралдың абсалютті сезімталдығы 100,01 = 1000 құрайды, салыстырмалы сезімталдық 10 :: (0, 01100) = 10.000 тең.
Шкаласы бар өлшем құралдары үшін абсалютті сезімталдық сандық таратқыш қатынасқа тең және де шкаланың бөлу бағасы өзгергенімен құралдың сезімталдығы өзгенрмейді. Бірақ та шкаланың түрлі участкелерінде сезімталдық бірдей болмайды. Сезімталдық түсінігі таратқыш функциясымен, сигналдың түрлендіргіштен кіру мен шығу қатынасының функциясымен байланысты. Функцияның түріне байланысты сезімталдық тұрақты шама немесе осы функцияға тәуелді шама болады. Егер де функция сызықты болса, онда құралда сызықты шкала болады, егер де керісінше болса, сызқтық емес болады. Шкаланың сызықты болуы тек қана түрлендіргіш сипаттамаларына ғана емес, сонымен қатар физикалық шамалардың бірліктер таңдауына байланысты болады.
Сезімталдық түсінігімен қатар сезімталдықтың табалдырығы деген түсінік бар. Сезісталдықтың табалдыдырығы құрал көрсете алатын өлшенген шаманың минималды мәнін білдіреді. Сезімталдықтың табалдыдырығы қаншалықты төмен болса, сезімталдық соншалықты жоғары болады. Сонымен қатар, оған нақты байқылау жағдайлары әсер етеді, мысалы кіші ауытқуларды, көрсеткіштер тұрақтылығын, үйкеліс шамасын және т.б. байқау мүмкіндігі.
Өлшеу құралының көрсеткіш нұсқасы - өлшеу диапозонының бір нүктедесінде құралдың түрлі көрсетулері. Көрсеткіш нұсқасы дегеніміз өзгертпейтін жағдайларындағы бір шаманы қайта қайта өлшеу кезіндегі ең кіші және ең үлкен нәтижелерінің алгебралық түрлілігі. Түрлілік өлшеу құралының көрсеткіштерінің тұрақты болмауымен сипатталады.
Құралдың градуирлі сипаттамасы - бұл өлшеулер амалдарының шама мәндерінің шығу және кіру арасындағы формула, кесте немесе графика түрінде көрсетілетін тәуелділік. Көбінесе құралдар шкала бөліктерінің бағасы градуирлеудің максималды қателігін асыратындай градуирлейді, бірақ осы принцип кейде іске аспайды. Сонымен, дәлдік пен сезімталдық арасында белгілі сәйкетік болғанымен, оларды шатастыруға болмайды. Құралдың градуирлі сипаттамасы өлшеу нәтижелерін дәлдеу кезінде қолдана алады.
Өлшеу құралдарының контактілі сипаттамасы үшін өлшеу күші маңызды. Өлшеу күші өлшеу бойында және бөлшек бетінің өлшеу ұшындағы деформацияны тудыратын орнында құрылады.
Өлшеу құралдар аналогты және сандық бола алады. Аналогты өлшеу құралдарында көрсетулер шкала бойынша анықталады және өлшеу шамасының өзгеруінің үздіксіз функциясы болып табылады. Сандық құралдарында өлшенген ақпараттардың дискретті сигналдары өндіріледі және де нәтиже сандық форматта бейнеленеді.
2.1 Геодезиялық GPS өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамасы
Геодезиялық аспаптардың негізгі метрологиялық сипаттамалары ретінде әдетте өлшеудің орташа квадраттық қателігі алынады. Мысалы: Теодалитте бұрыш, нивелирде өзара биіктік, қашықтық өлшеуіште қашықтық [6].
Негізгі метрологиялық сипаттамаларды бағалаудың бірнеше әдісі белгілі:
ықтимал қателік бойынша v ретті тәуелсіз тең нүктелі өлшеу:
m=√(v2)\(n1) (1)
шамалардың өлшенген мәнін өлшеудің үлгілік (эталон) құралдары арқылы алынған мәннен ∆ ауытқуы бойынша:
геодезиялық өлшеуде ῶ өлшеу алшақтығы бойынша:
m=√(w2)\(qn) (2)
Екі тәуелсіз өлшеу d айырмасы бойынша:
m=√(d2)\(2n) (3)
Мұндағы q өлшенетін геодезиялық өлшем саны; n - қателік саны
M мәнін бағалау әдісін таңдау бақылау өлшеу жабдықтарымен артық ақпарат алу мүмкіндігін сыналатын аспаптың міндеті мен қолдану жағдайына қарай анықталады.
Негізделген жағдайда, аспаптың міндеті мен қолдану жағдайына қарай анықталады.
Негізделген жағдайда аспаптың метрологиялық жарамдылығын жүйелік m және кездейсоқ m құраушылар мәнін ескеріп, элемент бойынша бақылау әдісі жүргізіледі.
m=m²+m² (4)
Осы теңдеуді ескеріп, n тәсілдерінің орташа нәтижесінің орташа квадраттық қателігін мынадай формула бойынша есептейді:
М=√1nm²+m²+m² (5)
Мұндағы m қалған жүйелік қателіктің орташа квадраттық әсері.
Орташа квадраттық қателікпен шектіге өту белгілі қателіктің таралу заңы мен берілген сенімді ықтимал негізінде іске асырылады.
Соңғы кезде интервалды анықтайтын сенімді қателік көмегімен өлшеуді бағалау қолданылады; өлшенетін шаманың нақты мәні берілген ықтималдықпен р болады. Басқаша айтұанда р ықтималдылығы мен \∆\=∆ шарты орындалады.
Метрологиялық практика мен теорияның кейбір жағдайларында өлшеу сапасын бағалау үшін қателіктің энтропиялық мәні қолданылады.
∆=км
мұндағы к өлшеу қателігінің таралу заңы түріне байланысты энтропиялық коэффициент k=2.07
Аспаптың кейбір түрлері мысалы қашықтық өлшеуіш үшін өлшеудің абсолюттік қателігін мынадай теңдеумен өрнектейді:
∆ +-(а+bx) (6)
Мұндағы а және b теңдеу параметрлері x өлшенетін шама (қашықтық өлшеуіш үшін х ретінде өлшенетін S алынады.
ГСИ мынандай формула бойынша анықталатын келтірілген қателікті қолдануға рұқсат етеді.
ɣ = +-∆Х (7)
мұндағы х қелтірілген қателікті есептеу кезіндегі өлшеудің абсолют қателігі жататын шама мәні.
Геодезиялық аспаптардың негізгі метрологиялық қателігін анықтау әдістері аспаптардың нақты типіне стандарттары мен техникалық жағдайларына келтіріледі.
2.2 GPS құрылғыларды метрологиялық және технкалық қамтамасыз ету
Аспапты метрологиялық қамтамасыз ету - аспапты жасаудан бастап, шаруашылық саласында қолдануға дейінгі әр түрлі кезеңде метрологиялық қамтамасыз етуді жүзеге асыруға бағытталған ұйымдастыру-техникалық шаралар кешені. Геодезиялық аспап жасауда метрологиялық қамтамасыз ету - өлшеу дәлдігі мен бірлігіне жетуге қажет қазіргі заманғы ғылыми-әдістемелік тәсілдерді, ережелер мен нормаларды бекітуге, қолдануға бағытталған [7].
Геодезиялық аспаптар - бұрыштық, сызықтық шамалар мен олардың функциясы туралы ақпарат алуға мүмкіндік береді. Өлшеу бірлігін қамтамасыз ету үшін өлшенетін шамалар, бірліктердің қабылданған жүйесі бойынша көрсетілуі тиіс. 1971 жылы өлшем және салмақ бойынша XVI Бас конференцияда бірліктер жүйесі (БЖ) қабылданып, шаруашылық саласына 1980 жылдан бастап енгізілді.
Жазық бұрыштың БЖ бірлігі радиан - доғасы ұзындығы бойынша радиусқа тең шеңбердің екі радиусы арасындағы бұрыш. Градустық есептеуде 1 рад = 57°17′44,8″.
БЖ ұзындық бірлігі метр - криптон-86-ның 5d5 атомы мен 2р10 деңгейлері арасындағы өтуге сәйкес сәуле шығару вакуумындағы толқын ұзындығына (1650763,73) тең ұзындық.
Дәлдігі жоғары астрономиялық-геодезиялық өлшеулер мен іргелі зерттеулер практикасында уақыт бірлігі - герц (1 Гц = 1с1) қолданылады. БЖ уақыт бірлігі ретінде секунд - цезий-133 атомының негізгі күйінің екі аса нәзік деңгейлері арасындағы өтуге сәйкес сәулелену кезеңіне - 9192631770 тең уақыт пайдаланылады.
Геодезиялық аспаптарға метрологиялық қызмет ету - сынау, аттастаттау, тексеру, зерттеу жүйелері арқылы жүргізіледі; тек өлшеу құралдары ғана метрологиялық қызмет етуге жатады. Енді метрологиялық қызмет ету жүйесінің негізгі ұғымдарына анықтама береміз.
Сынау - аспапқа техникалық параметрлері, өлшемдері және сипаттамалары бойынша аспапқа қолданылатын нормативтік-техникалық құжат талаптарына сәйкестігін анықтау мақсатында жүргізілетін эксперименттік тәсілдер жиынтығы. Аспап типі мен оны айналымға шығару мүмкіндігі туралы мәселені шешу үшін жүргізілетін сынақ - қабылдау сынағы деп аталады.
Аспаптың сериялы шығару сапасы мен тұрақтылығын тексеру мақсатында жүргізілетін сынау - тексері сынаға деп аталады.
Метрологиялық аттестаттау - өлшеу құралдарының қолданылу мақсатына сәйкестігін және оның метрологиялық сипаттамасын айқындауға жүргізілетін эесперименттік тәсілдер немесе операциялар жиынтығы. Ал шетелден әкелінетін стандартталмаған өлшеу құралдары мен аспаптары метрологиялық аттестаудан өткізіледі.
Зерттеу - аспаптың нақты сипаттамалыр мен қасиеттерін зерттеуге немесе параметрлердің әсер етуші факторлар өзгерісіне тәуелділігін анықтауға бағытталған, эксперименттік операциялар немесе теориялық тәсілдер жиынтығы.
Метрологиялық қызмет ету жүйесіндегі негізгі түсініктердің бірі - тексеру. Тексеру - деп аспаптың метрологиялық жарамдылығын бақылауды жүзеге асыруға бағытталған эксперименттік операциялық жиынтықты айтады. Ал метрологиялық жарамдылығы - өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларының белгіленген талаптарға сәйкестігі.
Аспапты тексерудің сынаудан айырмашылығы - тексеру кезінде белгіленген барлық сипаттамалар мен параметрлер кешені емес, тек аспаптың метрологиялық жарамдылығына, яғни метрологиялық сипаттамаларына қатыстылары ғана тексеріледі. Тексеруді - мемлекеттік немесе ведомствалық тексеру деп бөледі. Мемлекеттік тексеруден - аспаптардың мемлекеттік жүйесінің құрамына кіретін өлшеу құралдары мен мемлекеттік жүйесінің құрамына кіретін өлшеу құралдары мен мемлекеттік сынауда және технологиялық процестерді үлгі құралдары ретінде тексеруде қолданылатын өлшеу аспаптары өтеді. Геодезиялық аспаптарды ведомствалық метрологиялық қызмет: зауыт өндірістен шығару кезінде, жөндеуден кейін, ал тұтынушы-ұйым пайдалану процесінде тексереді.
Пайдалану процесінде геодезиялық аспаптарды тексеру құралдары мен әдістері ГУГК бекіткен нұсқау бойынша белгіленеді.
Аспапты өндірістен шығару кезінде немесс жөндеуден кейін жүзеге асырылатын тексеру - бірінші реттік деп аталады; белгілі бір уақыт аралығынан кейін немесе пайдалану не сақтау кезінде іске асырылатын ексеру - кезеңдік деп аталады.
"Әдіс", "құрал", "операция" деген түсініктер, тексерудің құрамды элементтері болып табылады. Тексеру әдісі - тексеру жүргізу ережелері мен техникалық тәсілдердің жиынтығы. Геодезиялық аспаптар үшін мертологияда белгілі тексерудің мынадай әдістері қолданылады: тесерілетін аспаппен, шығарылатын үлгілік өлшеу аспабымен немесе шаралармен шамаларды тікелей өлшеу; тексерілетін аспапты компаратор көмегімен өлшеудің үлгілік құралымен салыстыру. Геодезиялық аспаптар үшін геодезиялық құрылғылардың технологиялық ерекшеліктері мен математикалық шарттарды қолдануға негізделген өзін-өзі мөлшерлеу (самокалибровка) әдісі пайдаланылады.
Тексеру құралдарында - тексерілетін аспаптың метрологиялық сипаттамасын бақылауға арналған техникалық құралдар (аспаптар, стенділер, құрылғылар) жатады. Геодезиялық аспаптарды тексеру құралдарына, мысалы экзаменатор, автоколлиматор, компаратор МК-1, өлшеуіш микроскоп УИМ, көпжақтылық, далалық бақылау базисі, штрихты өлшем, өлшеуіш сызғыш та жатады.
Тексеру операциясы - нәтижесінде тексерілетін аспаптың метрологиялық сипаттамасының шын мәні, анықталатын тексерудің өзіндік кезеңі. Метрологиялық практикада тексеру операцияларын былай атайды: сырттай қарап шығу, байқап көру, тексеру, анықтау, бақылау, зерттеу. Тексеру операцияларының құрамы - құрылғыға, аспап дәлдігі мен міндетіне, сондай-ақ негізгі метрологиялық сипаттамаларды анықтау әдісіне де байланысты. Бұл кезде аспаптың негізгі метрологиялық сипаттамасы екі жолмен анықталады. Бірінші жолы - аспаптың метрологиялық жарамдылыған жеке элементтердің сипаттамалары бойынша анықталатын элемент бойынша тексеру (мысалы, нивелир үшін - көздеуіш (визир) осьін горизонталь жағдайға орнату қателігі бойынша, рейка бойынша есептеу, І бұрышына әсері, рейка бөлгішін дәл белгілемеу, т.б.). екінші жолы - өлшеу нәтижелері бойынша аспаптың қателігі бағаланатын кешенді тексеру.
Тексеру әдісінің ажыратылмайтын бөлігі, тексеру жағдайларын анықтау болып табылады. Тексеру жағдайлары деп - тексерілетін өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларына әсер ететін физикалық факторлар жағдайын ажыратады. Бұл тексерудің жұмыс және қалыпты жағдайын ажыратады. Жұмыс жағдайы, аспапты қолданудың барлық ауқымына сәйкес келеді. Бұл кезде алынатын сипаттамалар мен параметрлерге, әсер етуші факторлардан пайда болатын қосымша қателіктер салмақ салады. Бірінші реттік тексеруді - қалыпты жағдайда, қолданыстағы нормативтік-техникалық құжаттаманы ескеріп жүргізеді. Әдетте, зертханада қалыпты жағдайда жүргізілетін әсер етуші факторлар, көңіл бөлінбейтін шамаға жеткізілген.
Тексерер алдында аспапты өлшерден 2 сағат бұрын жұмыс кеңістігіне қояды. Бақылау-өлшеу жабдықтарын үлгілік құралдарды пайдалану ережелері мен өлшеудің берілген режимін қамтамасыз етуді, қолайлы басқаруды ескеріп орналастырады.
Тексеру жұмыстарының мазмұны "Тексеру әдістері мен құралдары" деген НТҚ талаптарымен анықталады. Тексеру кезеңі мен көлемі аспап типіне (өлшеу дәлдігін, конструкция күрделілігін ескеріп), геодезиялық практикада қолдану жағдайына, сондай-ақ оның метрологиялық сенімділігіне байланысты анықталады.
GPS құрылғыларды технкалық қамтамасыз ету
Аспаптың мынадай негізгі қамтамасыз ету фазалары ажыратылады: жасау, қондырғы сериясы, сериялы өндіріс, пайдалану, жөндеу, сақтау. Аспаптың аталған әрбір фазаларында қызмет етудің өзіндік ерекшеліктері бар.
Техникалық қамтамасыз ету - аспапты мақсатқа сай пайдалану үшін, оның дайындығын қамтамасыз етуге бағытталған технологиялық, әдістемелік және физикалық-механикалық операциялар кешені.
Геодезиялық аспаптарға ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3
1
GPS ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ ЖӘНЕ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ АСПАПТАР МЕН ЖАБДЫҚТАР ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
1.1
Жер серігі мен навигациялық жүйе аспаптары ... ... ... ... ... ... .. ... ...
4
1.2
Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар ... ... ...
8
1.3
GPS құрылғылар мен Геодезилық аспаптар жасау тарихы ... ... ... .
10
1.4
Геодезиялық аспаптарға қойылатын негізгі талаптар, жүйелері мен стандарттары және жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
12
1.5
GPS құрылғылар жасау стандарттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
14
2
GPS ЖЕР ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫ ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
17
2.1
Геодезиялық GPS өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
18
2.2
GPS құрылғыларды метрологиялық және технкалық қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
20
2.3
GPS құрылғыларды жұмысқа дайындау, GPS-тің жұмыс істеу тәртібі және өлшеулердің әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
3
ҚАЗІРГІ ЗАМАНҒЫ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ ... ..
29
3.1
Нивелирлік рейкалар, олардың тексерулері. Өзара биіктік анықтаудың жұмыстық өлшемдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
31
3.2
Геодезиядық GPS жер өлшеу құралдарының түрлері ... ... ... ... ... ..
34
3.3
GPS құрылғы - тахеометр ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
43
4
GPS ҚАБЫЛДАҒЫШТАРДЫ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП КООРДИНАТАЛАР МЕН ЖЫЛДАМДЫҚТАРДЫ АНЫҚТАУ ДӘЛДІГІНІҢ БАҒАСЫНЫҢ НӘТИЖЕСІ МЕН ӘДІСТЕМЕСІ ... ..
48
4.1
Жылдамдық пен координатаның эталонды мәнін есептеудің әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
48
4.2
Эталондық құралдар, сыналушы құрылғылар және сынауды жүргізу талабы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
4.3
Сынақ нәтижелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
51
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
52
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
53
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде геодезиялық аспаптар жасайтын зауыттар өндірісі дамыған елдерде қарқынды дамуда. Қазақстанда әзірге карта жасайтын фабрика іске қосылып, ал аспаптар даярлайтын зауыт жоспарлануда. Сол себептен, біздер шетелдің геодезиялық аспаптарын сатып алып, олардың аспап жасаудығы стандарттарын пайдалануға мәжбүрміз. Ең күшті дамыған жасайтын фирмаларға - Ресейдің Орал оптикалық-механикалық зауыты, Германияның Карл-Цейз Йена, Оптон, Швейцарияның Leica, Жапондық Nikon, Sokkia Торсоп, Американдық Trimble тағы басқалары жатады.
GPS құрылғыларға, геодезиялық аспаптарға қатысты техникалық қызмет етудің мынадай негізгі түрлерін бөліп көрсетуге болады: алдын-ала қарау (тексеру), аспаты жұмысқа дайындау, падаланып тексеру және дәлдеу, жөндеу (ағымдағы, орташа, күрделі), технологиялық қызмет ету, метрологиялық қызмет ету, мақсатқа сай пайдалану кезінде сақтау.
Аспаптың әр түрлі типтеріне және геодезиялық өлшеу дәлдігіне байланысты, техникалық қызмет етудің аталған түрлері бірдей емес.
GPS құрылғыларды, геодезиялық аспаптарды пайдалану - күрделі процестер қатарына жатады. Себебі, сенімділікті тиісті деңгейде сақтау үшін өлшеу жүргізу процесінде білікті маман араласуы қажет. Бұл жағдай аспапты пайдалыну және оған дайындау кезінде техникалық қызмет ету жөніндегі шаралар табиғаты мен мәнін, яғни аспап сенімділігін берілген деңгейде сақтауға бағытталған жұмыс кешенін алдын ала анықтайды.
Жұмыстың мақсаты: GPS жер өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларымен танысу, оларды тәжірибелік жолмен зерттеу және алынған мәліметтерге анализ жасау.
Бітіру жұмысының міндеттері:
- Garmin GPSMAP 176C қабылдағышының метрологиялық сипаттамаларымен танысу
- Garmin GPSMAP 176C қабылдағышымен жұмыс істеу
- Өлшеу нәтижелерін өңдеу
- Алынған мәліметтерді техникалық сипаттамалармен салыстырып талдау жасау
Жұмыстың публикациясы: Жандарбек Ә, Куйкабаева А. "Сапалы білім, озық ғылым, жасыл экономика - ғаламшар болашағы" ғылыми-практикалық халықаралық ғылыми - практикалық конференция материалдары. 43-44 б.
1 GPS ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ ЖӘНЕ ГЕОДЕЗИЯЛЫҚ АСПАПТАР МЕН ЖАБДЫҚТАР
Бірнеше километрге созылған объектілерді өлшеуге, түсіруге қажет жабдықтарға - GPS құрылғылар яғни геодезиялық аспаптар жатады. Олар геодезиялық өлшеу жұмыстарын құрлықта, теңізде, ғарыштың әр түрлі жағдайларында жүргізуге арналған [1].
Геодезиялық аспаптар: геодезиялық мемлекеттік тораптарды құрғанда және аймақтарды карталармен қамтамасыз еткенде; геологиялық жұмыстарды қамтамасыз етуде; жерге орналастыруда және орман шаруашылығында; заттық геометриялық параметрлері мен кеңістік бағыттарын тексеретін аспаптарды жасауда; ғылымның әр түрлі салаларында және мемлекетті қорғауда кеңінен қолданылады. Қазіргі заманға геодезиялық аспаптар дәлдігі - жоғары оптикалық-механикалық және оптикалық-электрондық аспаптар болып келеді. Геодезиялық өлшеудің дәлдігі, салыстырмалы түрде 2*10-3 - ден 1*10-6 - ге дейінгі аралықта сипатталады.
Геодезиялық далалық және камералдық жұмыстарды атқаратын міндеттері мен құрамына қарай әр түрлі аспаптар қолданылады. Олардың көпшілігі өлшеу мен есептеудің күрделі процестерін автоматтандыратын есептеу механизмдері - электрондық, радио-техникалық құрылғылары бар дәл және дәлдігі жлғары оптикалық немесе оптикалық механикалық аспаптар. Сол себептен мұндай аспаптарды оқып-үйрету, игеру үшін олардың құрылымдарының теориялық және зерттеу әдістері туралы жан-жақты білім алуға қажет.
1.1 Жер серігі мен навигациялық жүйе аспаптары
Жер серігінің геодезиялық аспаптарын көптеген компаниялар шығарады. Қазақстанда бұл аспаптарды кеңінен ұсынып отырған барлық әлемге танымал, GPS - жүйелерін жасап шығарушы фирмаларға Trimble (АҚШ) Leica Geosystem(Швейцария) Topcon Positioning System т.с компаниялар жатады. Бұл компаниялар NAVSTAR жер серігінің сигналдары бойынша жұмыс істейтін (L1) және екіжиілікті (L1+L2) қабылдағыштарын Қазақстанға ұсынуда. Соңғы кездері Trimble , Leica Geosystem және Topcon фирмалары ГЛОНАСС және NAVSTAR сигналдары бойынша жұмыс істейтін жер серігінің геодезиялық аспаптарын жасап шығаруда. Сонымен қатар, бұс аспаптарды GALLILEO жүйелерінің сигналдарын қабылдауға бейімдейді [2].
GPS (Global Position System) - геодезиялық негіздерді құрудағы ең тиімді аспап болып саналады. GPS көмегімен орындалған геодезиялық өлшеулер дәлдігі, әмбебаптағы, жылдамдығы және үнемділігі, тиімділігімен кеңінен тарады. Бұл жұмыстардың орындау әдісінің классикалық геодезиялық өлшеулерден айырмашылығы бар. GPS өлшеуде арнайы ережелерді сақтаған кезде тиімді нәтижелерді алуға болады. GPS қабылдағыштарының ең басты ерекшеліктерінің бірі - ауа райының кез келген жағдайларында өлшеу жұмыстарын орындауға болады. Оптикалық аспаптардың кемшіліктерінің бірі - рейкабелгішығылдыру құралына дейінгі тікелей көрініс болмағанда жұмысқа жарамсыздығы, ал GPS үшін ондай қиыншылықтар туындамайды. Қабылдағыштармен 10 - шақты шақырым аралықта өлшеулер жүргізуге болады. Қазіргі қабылдағыштар 1-2 батырмамен басқарылып жұмыс істеле беретіндіктен, оператордың арнайы дайындығының қажеті жоқ. Осы орайда экономикалық үнемділік артып, жеке персоналдардың саны төмендейді (GPS қабылдағыштары бір оператормен жұмыс орындайды).
GPS қабылдағыштармен бірге болатын программалардың көмегімен, өлшеу нәтижелерін өңдеп, алынған геодезиялық жүйелерді теңестіруге және пунк координаталарын келесі техеометриялық түсірістерге есептеуге болады. GPS көмегімен жүргізілген геодезиялық жұмыс, сіздің еңбек өнімділігіңізді жоғарылатады. Нүкте координатасын анықтау кезінде басқа жалпы қолданылатын геодезиялық аспаптарға қарағанда GPS - пен сантимертлік дәлдік деңгейін аласыз. GPS - пен геодезиялық жұмысты тәулік бойы істеуге болады, сонымен қатар нүктелер арасы көрінбеген жағдайда да жұмыс істеуге мүмкіндік туады.
GPS әскери және азаматтық пайдаланушылармен қолданылып басқарылатыни кез келген нүкте орнын анықтайтын жерсеріктік навигациялық жүйе. Әрбір жер серігі ерекше сейкестендіру коды бар радиосигналдар жібереді. Жер серігі бортындағы жоғарғы дәлдікті атом сағаттары, сигналдар мен кодтардың генерациясын басқарады.
GPS - ті басқару
GPS жердегі төрт станция көмегімен басқарылады, олар басты станция мен деректер ағынын басқаратын үш станса:
- Станциялар жер серігін үздіксіз бақылып, ақпараттарды басты станцияға (береді) жібереді
- Басты станция жер серігі атом сағаттарының синхронизация түзетулерін есептеп, орбиталық ақпараттарды түзетеді (жер серіктерінің эфемеридасы)
- Деректер ағынын басқаратын станция, басты станциядан алынған деректерді пайдаланып, әрбір жер серігінен жіберілітін ақпараттарды жаңартады.
GPS - ті пайдаланушылар
GPS қабылдағышы бар кез келген тұтынушы GPS сигналдарын пайдалана алады. Алғашқы кездері GPS қабылдағыштары негізінен орнын және навигацияны анықтау үшін қолданылады.Қазір GPS қабылдағыштары жер, аспан және теңіздегі әр түрлі тапсырмалары шеше алады.
Әрбір жер серігі екі ерекше кодты жібереді.
- Бірінші ең жай CA кодтары (дөрекі).
- Екінші P коды (дәл).
Бұл кодтармен екі L1 және L2 толқындары модульденіп CA және P-кодтарын тасиды, ал L2 коды P-кодын тасиды.
CPS қабылдағыштары - бір жіне екі жиілікті болып бөлінеді.Бір жиілікті қабылдағыштары L1 толқынын, ал екінші жиілікті L2 толқындарын қабылдайды.
Қазіргі таңда АҚШ GPS - ті жаңаландырып көшілікке пайдалану мақсатында, L2 жиілігіндегі жаңа L2C (Similar to CA Code on L1) кодын, сонымен қатар жаңа үшінші L5 жиілігін ұсынды.
NAVSTAR жер серігінің жүйесі (Navigation Satellite Timing and Ranging ). Жер серігінің радионавигациялық жүйеде 24 GPS жер навигациялық жасанды серіктері (соның ішінде 3-уі резервте)бір - бірінен 60º- пен әрқайсысында 3-4 жер серігі бойынша 6 шеңбер маңындағы орбиталарда орналасады (1- сурет).
Сурет 1. NAVSTAR жер серіктерінің орналасуы
GPS- тің навигациялық жасанды жер серіктері орбиталарының биіктігі шамамен 20200 км - ді құрайды. Айналу мерзімі 11сағат 57 минут 58,5 секунд.Соңғы буын жер серігінің массасы 1044 кг. Қазіргі таңда орбитада екіші және үшінші буынның тең бөлінген 29 жер серігі орналасуда.
GPS жер серігі сигналдарының құралымы
ГЛОНАСС жер серігі жүйесі (Ғаламдық навигациялық спутниктік жүйе, Ресей). ГЛОНАСС жүйесінің серіктері үш орбита жазықтарында, әрқайсысы 8 данадан, экватор жазықтығына 64,9 градусқа көлбеу бұрышымен орналасады (2 - сурет ).
Сурет 2. ГЛОНАСС спутниктерінің орналасуы
Шеңберлі орбитаның биіктігі 19100 км, жер айналасындағы серіктердің айналу периоды 11 сағ 15 мин 44 с. Спутник массасы 1415 кг. Жұмыс істеудің есептеу мерзімі 3,5 жыл. Жүйедегі жердің навигациялық жасанды серіктерінің (ЖНЖС) жобалау саны - 24 жер серігі. 1982 жылдан бастап 74 ЖНЖС жіберілген болатын. Қазіргі уақытта оның 18-сі жұмыс істейді.
2004 жылы Ресейдің ГЛОНАСС _К атты 6 жер серігі ұшырылды. Салмағы 750 кг, пайдалану мерзімі 10 - 12 жыл. Ол үшінші жиілікте жұмыс істейді.
Осылай ГЛОНАСС жер серігінің радионавигациялық жүйесі қазіргі уақытта даму сатысында. Сонымен қатар, берілген жүйе серігінің әрекет етуші шоқ жұлдызы GPS жүйесінің ЖНЖС - мен бір қолданылады. Ол екі жүйенің де ЖНЖС сигналдарын қабылдауға есептелген пайдаланушы аппаратурасы (GPS қабылдағыштары) арқылы позициялаудың қолайлы жағдайын құруға мүмкіндік береді.
Барлық үш жүйенің ЖНЖС - нің радионавигациялық сигналдарын қабылдауға есептелген тұтынушы аппаратурасын құру, геодезиялық және навигациялық мәселелерді шешу мен нәтижелер дәлдігін жоғарылату сенімділігіне септігін тигізеді.
2005 жылдан бастап, Еуропа ғарыштық агенттігінің ЖНЖС- сі - Galileo ғарыштық сигменті өрістеді. Навигациялық ЖЖС орбиталарының биіктігі мен олардың сандарын арттырды. Басқа да факторлар, жердің кез келген нүктесінде, кез келген уақытта және кез келген ауа райында нүкте орнын анықтау үшін ЖНЖС - ні қамту әрекетін ғаламдық етуге ЖНЖС - нің қажетті мөлшерінің радиокөрінушілігін қамтамасыз етті.
Осы кезде жаңа жүйелерде нүкте координаталарын анықтау дәлдігін күрт жоғарылатуға, сондай-ақ навигациялық мәселелердің бүкіл кешенін нақты кешен аралығында шешуге мүмкіндік туады. Бұл ЖНЖС деректерін тұтынушылар санының едәуір өсуіне алып келеді. Навигациядан бөлек координаталарды анықтау дәлдігін жоғарылату, жер серігінің технологияларын геодезияда, геодинамикада, топографияда, жерді алыстан зондтауда, геоақпараттық технологияларда, т.б. пайдалануға мүмкіндік береді.
1.2 Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар
Астрономиялық-геодезиялық және нивелирлік торларды құру кезінде, жердің топографиялық пландары мен карталарын жасағанда, инженерлік құрылысты салғанда және пайдаланғанда жасалатын геодезиялық өлшеулерді орындау үшін қолданылады.
Жер бетінде Геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдар көмегімен сызықтық, бұрыштық және биіктік өлшеулер жүргізіледі, осыған байланысты олар қашықтық, бұрыш, бағыт және биіктік өлшегіш аспаптары болып топтастырылады. Ұзындықты анықтау үшін тікелей әдіспен және жанама әдістермен өлшейтін аспаптар қолданылады.
Тікелей өлшейтін аспаптарға ұзындығы 20, 24 және 50 м болатын өлшеу ленталары жатады. Олар штрихты (маркалары ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50) және шкалалы (маркалары ЛЗШ-20, ЛЗШ-24, ЛЗШ-50) болып бөлінеді. Бұлардың өлшеу дәлдіктері 1:1000 -- 1:10000-ға дейін болады. Сондай-ақ, бұл топқа болат рулеткалар (ұзындығы 10, 20, 30, 50 және 100 м; өлшеу дәлдігі 1:50000 және одан да жоғары), таспа рулеткалар (5, 10 және 20 м; 1:500 -- 1:1000), өлшегіш болат сымдар (24 және 48 м; 1:30000 -- 1:1000000) жатады. Жанама әдіспен өлшейтін аспаптарға, геом. арақатынас принципіне негізделген аспаптарға оптикалық қашықтық өлшегіштер (маркалары Д-2, ДНР-8, ДН-8) жатады. Қашықтық өлшегіштің құрамына арнаулы рейкалар да кіреді. Элек-тромагниттік толқынның таралу уақытын электрондық өлшеуге негізделген аспаптар электрофиз. аспаптарды құрайды.
Электромагниттік толқынның түріне байланысты аспаптар жарық қашықтық өлшегіш және радио қашықтық өлшегіш болып бөлінеді. Жарық қашықтық өлшегіштер жоғ. триангуляция мен полигонометрия торларында базистік қабырғаларды өлшеуге арналған. Олар инж. геодезия мен маркшейдерлік жұмыстарда қолданылады. Дәл өлшейтін жарық қашықтық өлшегіш төм. триангуляция мен полигонометрия торларында базистерді өлшеуге пайдаланылады. Тех. жарық қашықтық өлшегіш полигонометрия мен теодолиттік жүрістерде арақашықтықты өлшеуге арналған. Радиоқашықтық өлшегіштер кез келген метереол. Жағдайда қолданылады. Қазіргі кезде триангуляция торларының қабырғаларын өлшеу РДВГ мен "Луч" радио қашықтық өлшегіш аспаптарымен орындалады (өлшеу ұзындығы 30 -- 40 км, дәлдігі 1:200000 -- 1:300000). Бұрыш өлшегіш аспаптар жер бетіндегі горизонталь мен вертикаль бұрыштарды, бағыт бұрыштарын өлшеуге арналған.
Алғашқы бұрыш өлшегіш аспаптар 17 ғ-да пайда болды. Сол кезден бастап геодезиядық және картографиялық аспаптар мен құралдарда көру дүрбісі (1608), микроскоп (1609), верньер (1631), деңгейлеуіш (1660) және жіптік тор (1670) тәрізді тетіктер қолданыла бастады. Осы тетіктерді біріктіру нәтижесінде 1783 ж. Дж. Рамсден тұңғыш рет теодолит аспабын жасады. Қазіргі жасалатын теодолиттер дәлдігіне, санақ құрыл-ғысының түріне, горизонталь дөңгелектің вертикаль өсінің конструкциялық жү-йесіне және қызметіне байланысты топтастырылады.
Теодолиттер дәлдігіне байланысты жоғ. дәлдікті және тех. болып, санақ құрылғысына байланысты верньерлік және оптикалық болып бөлінеді. Қазіргі уақытта тек оптикалық санақ құрылғысы (микроскоп) бар теодолиттер (Т2, Т5, Т15, Т30, 2Т30) құрылады. Теодолиттердің тахеометр (ТЭ, ТД, ТВ, ТА, Дальта 020, Дальта 010А) түрлері бар. Олар вертикаль және горизонталь бұрыштарды, арақашықтық пен биіктікті өлшейді. Астрон. теодолиттер (АУ 210, АУ 22) астрон. Бақылау арқылы ендіктерді, бойлықтарды және азимуттарды өлшейді. Маркшейдерлік теодолиттер (Т15М, Т30М, 2Т30М) -- кеніштердегі бұрыштарды өлшеуге арналған. Одан басқа арнаулы теодолиттер -- гиротеодолит, фототеодолит, лазерлік теодолит, кодты теодолиттер де бар. Түзу бағытын анықтау үшін буссоль мен компас қолданылады.
Жердің бетіндегі биіктік өлшеулер нивелир көмегімен орындалады. Дәлдігіне байланысты -- жоғ. дәлдікті нивелир Н-05 (1 км екі қайтара жүрістегі өлшеу дәлдігі), дәл нивелир Н-3 (өлшеу дәлдігі -- 3 мм), инж.-геодезиялық ізденіс жұмыстарында қолданылатын, тех. нивелир Н-10 (өлшеу дәлдігі -- 10 мм), топографиялық түсірімдердің негіздерін жасағанда, инж.-геодезиялық ізденіс жұмыстарында және құрылыста қолданылады.
Графикалық (мензулалық) түсірімдер үшін мензула мен кипрегел (КА-2, КН) пайдаланады. Картогр. жұмыстарда картаның негізін (картогр. тор мен тірек пункттерін) салу үшін координотографтар, штанген-циркуль, Дробышев сызғышы қолданылады, ал жасалған картогр. бейнені картаға үлкейтіп немесе кішірейтіп көшіру пантограф аспабы арқылы орындалады. Кейінгі кезде ғарыштық геодезияның дамуына байланысты жасанды жер серіктерінің көмегімен жер бетіндегі кез келген нүктенің координаталарын анықтауға болады
1.3 GPS құрылғылар мен геодезилық аспаптар жасау тарихы
М.В.Ломоносов, В.Я.Струзе, В.Ф.Герберт, Д.Д.Гедеонов, К.И.Темпер, П.А.Чебылов пен А.Н.Крылов т.б. орыс ғалымдары мен инженерлері, өнертапқыштары геодезиялық аспаптарыд жасауды қолданбалы ғылым ретінде қарап, геодезиялық жаңа аспаптар жасауды елеулі еңбек етті.
Геодезиялық аспаптарды жасап шығару Ресейде 1919 жылы басталды. 1923 жылы әскери топографиялық шеберхана негізінде Геодезия зауыты құрылды. Сөйтіп, алған теодолиттер мен мензулалар, нивелерлер шығарылды. 1927 жылдан бастап, Геофизика атты басқа оптикалық-механикалық кәсіпорын, дүрбілі ТТ·30 теодолитін, ал 1930 жылдары ОТ және ОТ-10 теодолиттерін шығара бастады.
1928 жылы Мемлекеттік геодезия және картография институты (ЦНИИГАиК) ұйымдастырылды. Ол жаңа геодезиялық аспаптарды даярлап зерттеуде, геодезиялық өлшеу әдістерін жасауда маңызды рөл атқарады. Институттың ең алғашқы директоры, әрі ғылыми жетекшісі - көрнекті орыс ғалымы, геодезист, профессор Ф.Н.Красовский болды. Ол геодезиядағы ғылыми зерттеулердің көпжылдық болашағын алдын ала анықтады.
1953 жылы жарық қашықтық өлшеуіш СВВ-1 (авторлары: В.П.Васильев, А.Величко) жасалды. Ол 15 км-ге дейінгі қашықтықта өлшеу үшін геодезиялық практикада кең қолданылады. 1958 жылы ЦНИИГАиК-да В.М.Назаровтың басшылығымен 1 класты полигонометрия жақтары мен триангуляцияның базистік жақтарын өлшеуге арналған геодезиялық жарық қашықтық өлшеуіш ЭОД-1 жасалды. Аспаптардың осы тобында кейін (1967 жылы) П.Е.Лазановтың (ЦНИИГАиК) басшылығымен гелий-неонды лазерлі Кварц жарық қашықтық өлшеуіш жасалды. Аспаптың әрекет ету қашықтығы 30 км, өлшеу қателігі (2+2-10-6D) см.
1970 жылдары топографиялық жарық қашықтық өлшеуіш ретінде қашықтық өлшеуіш бөлікті теодолитпен (көзбен шолу немесе кодты) біріктіру тенденциясы пайда болды. Осындай синтез нәтижесінде әртүрлі елдерде электронды тахеометрлер (жартылай автоматты немесе автоматты) жасалды. Ол әмбебап геодезиялық аспап болып табылады. Автоматты электронды тахеометр жасау кезінде бұрын бұрыш өлшеуіштерді ғана автоматтандыруға арналған, кодты теодолит конструкцияларына салынған белгілі техникалық шешімдер қолданылды. Көптеген электронды тахеометрлер қондырылған микропоцессорлармен (есептегіштер) жабдықталды.
Геодезиялық аспаптар жасаудағы аспаптарды әмбебаптауға байланысты бағыттардың дамуы, қоданбалы геодезияды жұмыс көлемінің едәуір артуына байланысты. Геодезияның осы бағытының қалыптасуының бірінші кезеңінде арнайы аспаптардың жоқтығынан, өлшеу жұмыстарының көп бөлігі неше түрлі қарапайым құралдармен толықтырылған дәстүрлі құрал-жабыдықтар арқылы орындалды.
Геодезиялық аспаптар жасауға жаңа принциптерді енгізу, аспаптардың тип өлшемдік қатарын жетілдіру және олардың сапасын жақсарту ЦНИИГАиК жасаған сериялық шығарылатын аспаптардың негізгі түрлеріне қолданылатын мемлекеттік стандартты енгізуге әсер етті.
Шығарылатын геодезиялық аспап номенклатурасын реттеуде көрсетілген стандарт талаптарын іске асыру тиімділігіне - геодезиялық техниканы жобалау, дайындау және қолданумен айналысатын ғалымдар мен мамандар еңбегінің арқасында қол жетті. Осындай жұмыстар бұл кезде, бірқатар шетелдерде ұлттық және фирмалық стандарттар деңгейінде жүргізілді.
Соңғы кезде электронды тахеометрлердің қолданысқа енуі - бұрынғы қарапайым аспаптардың автоматтандырылуы арқасында. Автоматтандырылған аспаптарды жұмыс нысанаға көздеу модулімен радиокоммуникациялық тетіктер арқылы жүргізіледі. Бұлардың көмегімен аспап - бақылау нүктесіне автоматты түрде көзделеді, қажетті командаларың барлығын оператор дистанциялық басқару жүйесі арқылы жіберіп отырады. Мұндай аспаптармен түсіріс жүргізілген кезде нысандарды кодтау, камералдық жұмыстарға кететін уақытты азайтады.
Бөлу жұмыстары кезіндегі артықшылығы - шағылыстырғыштағы есептелетін реттегіштер, жобаға нақты уақытта келтіріледі. Қазіргі таңда, электронды тахеометрлерді шығаратын жеті шетелдік фирманың төртеуі (еуропалық Spectra precision, Leica, Zeiss және Торсоп), дәл осы типті аспаптар жасайды. Қазіргі кезде тахеометр-автоматтардың бірнеше түрлері шығарылуда. Олар тек автоматты түрде нысанға көздеу құрылғылармен жабдықталудан басқа, объектінің орналасқан жерін анықтайтын компьютерлік технологиясы бар элементтен тұрады. Оған - ATS Geodimeter тахеометрі жатады. Оның ерекшелігі - әдеттегі роботтарға қарағанда жүйесінің ашықтығы.
Қазіргі электронды тахеометрлер көптеген қосымша командалармен қамтылған. Олар асппаты қашықтықтан басқаруға және команданы кез-келген компьютерден радиомодем арқылы беруге бейімделген.
Қазіргі кезде геодезиялық аспаптар жасайтын зауыттар өндірісі дамыған елдерде қарқынды дамуда. Қазақстанда әзірге карта жасайтын фабрика іске қосылып, ал аспаптар даярлайтын зауыт жоспарлануда. Сол себептен, біздер шетелдің геодезиялық аспаптарын сатып алып, олардың аспап жасаудығы стандарттарын пайдалануға мәжбүрміз.
Ең күшті дамыған жасайтын фирмаларға - Ресейдің Орал оптикалық-механикалық зауыты, Германияның Карл-Цейз Йена, Оптон, Швейцарияның Leica, Жапондық Nikon, Sokkia Торсоп, Американдық Trimble, т.б. жатады.
1.4 Геодезиялық аспаптарға қойылатын негізгі талаптар, жүйелері мен стандарттары және жіктелуі
Геодезиялық аспаптарды жіктеудің жалпы белгілері Кеңес өкіметі Ресейде бекітілген ГОСТ 23543-79 "Геодезиялық аспаптар. Жалпы техникалық талаптарда" айқындалған. Көрсетілген стандарттың жіктеу негізінде мынадай белгілер бар: функциялық міндеті, қолданылу саласы, ақпарат тасымалдағыщтың физикалық табиғаты, тасымалдауғы тұрақтылығы, конструкциялық ерекшеліктері.
Метрология тұрғысынан, геодезиялық аспаптардың ішінен өлшейтін аспап болып есептелмейтін (мысалы, центрлер) өлшеу құрал - жабдықтары мен аспаптары бар. Өошеу құрал - жабдықтар дәлдігі бойынша: дәлдігі жоғары, дәл және техникалық болып бөлінеді [3].
Жіктелуі мен белгілері бойынша аспаптар әртүрлі типтерге бөлінеді.Ресейдің ГОСТ-ты бойынша өнеркәсіптерде геодезиялық аспаптардың 40-тан астам типі шығарылады. Олардың ішінде шамамен 20-сына стандарт тағайындалған.
GPS құрылғыларды жіктеу Геодезиялық аспаптарды жіктеудің жалпы белгілері Кеңес өкіметі Ресейде бекітілген ГОСТ 23543-79 Геодезиялық аспаптар. Жалпы техникалық талаптарда айқындалған. Көрсетілген стандарттың жіктеу негізінде мынадай белгілер бар: функциялық міндеті, қолданылу саласы, ақпарат тасымалдағыштың физикалық табиғаты, тасымалдауға тұрақтылығы, конструкциялық ерекшеліктері.
Метрология тұрғысынан, геодезиялық аспаптардың ішінен өлшейтін аспап болып есептелмейтін (мысалы, центрлер) өлшеу құрал-жабдықтары мен аспаптары бар. Өлшеу құрал-жабдықтары дәлдігі бойынша: дәлдігі жоғары, дәл және техникалық болып бөлінеді.
Геодезиялық аспаптар - атқаратын қызметі мен дәлдігіне қарай былайша жіктеледі:
а) Міндетіне қарай:
- Бұрыштарды өлшеуге қажет аспаптар (қарапайым аспаптар: транспортирлер, эккерлер, эклиметр, буссолдар, негізгі бұрыш өлшегіш аспаптар әр түрлі теодолиттер);
- Ұзындықтарды өлшеуге пайдаланылатын аспаптар (сызғыштар, рулеткалар, ленталар, ұзындық өлшеуіштер, оптикалық қашықтық өлшеуіштер, ілмелі ұзындық өлшеуіш аспаптар, жарық сәулелі өлшеуіштер, радиоқашықтық өлшеуіштер);
- Биік айырымдар мен биіктіктерді өлшеуге арналған аспаптар түрлі деңгейлері бар нивелирлер, әр түрлі компенсаторлары бар нивелирлер, лазерлі нивелирлер, микронивелирлер, гидронивелирлер, микробарометрлер, профиль-сызғыштар);
- Топографиялық түсірістерге қажет аспаптар (кипрегельдер, тахеометрлер, топографиялық байланыстырушылар, инерциялық жүйелер);
- Арнайы тағайындалған аспаптар (вертикаль жобалау аспаптары, жармалық өлшеу аспаптары),т.б. аспаптар (оптикалық тіктеуіштер, рейкалар).
ә) Дәлдігіне карай :
Өлшеу қетеліктеріне байланысты (тек қана теодолиттер, нивелирлер және ұзындық өлшеу аспаптары) мына түрлерге бөлінеді:
-техникалық;
-дәл;
-жоғары дәлдікті;
б) ақпараттарды физикалық табиғатына қарай:
Сақтаушы механикалық (нүктелер, сызғыштар, т.б.);оптикалық-механикалық (теодолиттер, нивелирлер, кипрегельдер, т.б.) оптикалық-электрондық (жарық қашықтық өлшеуіштер, электрондық тахеометрлер) электрондық (радиоқашықтық өлшеуіштер, регисторлар, іздеуіштер, т.б.);
в) тасымалдау жағдайларына байланысты:
Стационарлық жылжымалы (көлікке орнатылған), алып жүретіндер (жәшікте жайластырылған).
Кейбір геодезиялық аспаптар есеп алу тетіктеріне, осьтік жүйелердің конструкциясына, көру дүрбісінің түріне, т.б. конструкциялық белгілеріне қарай жіктеледі.
GPS құрылғылардың стандарттары.
ХХ ғасырдың ортасында, геодезиялық аспаптардың 20-дан астамына Ресейдің мемелекеттік стандарттары жасалған. Олар: теодолиттер, нивелирлер, оптикалық қашықтық өлшеуіштер, жарық сәулелі өлшеуіштер, кипрегельдер мен тахеометрлер, рулеткалар, нивелирлік рейкалар, центрирлер, т.б.
Стандарттаудың маңызды міндеттерінің бірі - шығарылатын аспаптардың сапасын ұдайы арттыру. Егер 1960 жылдары стандарттаудың бастапқы кезеңінде, геодезиялық аспаптар шығаратын өнеркәсіп мүмкіндігіне орай толық жүзеге асырылатын стандарттау обьектілері талап етілсе, қазіргі кезде оның міндеттері басқаша тұжырымдалады. Қазіргі кезде аз шығын талап етілетін аспаптар деңгейін қамтамасыз ететін стандарт оңтайлы болып есептеледі.
Геодезиядағы стандарттау обьектілері: негізгі түсініктердің анықтамасы мен терминдері (1-кесте), геодезиялық аспаптар, метрологиялық камтамасыз ету, стандарттаудың ұйымдастыру- әдістемелік мәселелері. Стандарттау нормативтік- техникалық құжат (НТҚ) негізгі үш категориясы (санаты); мемлекеттік стандарт (мемСТ), салалық стандарт (ССТ), техникалық материалдардың нұсқауы (ТМН) жеңгейінде жүзеге асырылады. Стандарттаудың маңызды обьектілерінің бірі- МемСТ, ішінара ССТ деңгейінде талаптар қойылатын геодезиялық аспаптар бар.
0.5 GPS құрылғылар жасау стандарттары
GPS құрылғылар жасау стандарттары 1-кестеде көрсетілген [4].
Кесте 1.
GPS құрылғылар жасау стандарттары
Стандарт категориялары,нөмірі
Стандарт атаулары
1
2
Теодолиттер
ГОСТ 13424-68
Теодолиттер. Горизонталь дөңгелектің диаметр қателіктерді анықтау әдістері
ГОСТ 23543-79
Геодезиялық аспаптар. Жалпы техникалық талаптар
Нивелирлер
ГОСТ 11158-83
Нивелирлік рейкалар. Жалпы техникалық талаптар
ТУ4433-231-02570411-95
ЗН З нивелирі
ТУ 68-78-86
Нивелирлік инварлық рейкалар
Геодезиялық құрал жабдықтар
ГОСТ 13494-80
Геодезиялық транспортирлер. Жалпы техникалық талаптар
ГОСТ 15114-78
Телескоптық жүйелер
ГОСТ 16740-79
Геодезиялық аспаптарға арналған табандар. Түрлері және негізгі параметрлері. Техникалық талаптар
ГОСТ 19223-82
Жарық қашықтық өлшеуіштер
ГОСТ 10812-82
Геодезиялық номограммалық аспаптар. Жалпы техникалық талаптар
ГОСТ 11897-94
Геодезиялық аспаптардың штативтері. Жалпы техникалық талаптар және сынау әдістері.
ГОСТ 7502-80
Металл өлшеуіш рулеткалар
РТМ 68-5-93
Геодезиялық зерттеу құралдары. Жалпы техникалық нұсқаулар
ОСТ 68-12-97
Геодезиялық аспаптарды центрлеуге арналған құрылғы. Түрлері, негізгі параметрлері және техникалық талаптары
Кесте 1 жалғасы
1
2
Метрологиялық қамтамасыз ету
РД БГЕИ 10-91
Стандарттау және аспап жасау саласындағы нормативтік техникалық құжаттармен қамтамасыз ету тәртібі
РД БГЕИ 05-89
Метрологиялық қамтамасыз ету. Геодезиялық өлшеу құралдарының тексеру жабдықтары
РД 68-2.1-92
Аспап жасауда оптикалық жүйелерді есептеу және жүргізу тәртіптері
РД 68-8.17-98
Топографиялық геодезиялық және картографиялық бағыттағы өлшеу құралдарына арналған жергілікті тексеру сызбалары
РТМ 68-8.24-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының нормаланатын метрологиялық сипаттамалары. Көрсеткіштер номенклатурасы
РТМ 68-8.25-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының тексеру мерзімдерін есептеу тәртібі
РТМ 68-14-99
Геодезиялық жұмыстардың жерсеріктік технологиясы. Терминдер мен анықтамалар
РД 68-2.1-92
Аспап жасауда оптикалық жүйелерді есептеу және жүргізу тәртіптері
РД 68-8.17-98
Топографиялық геодезиялық және картографиялық бағыттағы өлшеу құралдарына арналған жергілікті тексеру сызбалары
РД БГЕИ 36-01
Топографиялық геодезиялық техникаларды пайдалану және оларды бақылау кезіндегі әдістердің еңбек қауіпсіздік талаптары
РТМ 68-8.24-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының нормаланатын метрологиялық сипаттамалары. Көрсеткіштер номенклатурасы
РТМ 68-8.25-01
Топографиялық геодезиялық бағыттағы өлшеу құралдарының тексеру мерзімдерін есептеу тәртібі
РТМ 68-14-99
Геодезиялық жұмыстардың жерсеріктік технологиясы. Терминдер мен анықтамалар
Ең алдымен стандарт - өндірісті ұйымдастыру, дайындау, техникалық құрал - жабдықтар және өндіріс обьектісі сияқты өндірістің құрам бөоіктерін қамтиды. Сонымен қатар, әрбір құрам бөлік стандарттаудың әртүрлі бағыттары, өндірістік циклдың негізгі үш кезеңі: жасау (жобалау), аралық аспап өнімдерін шығару, дайын аспаптарды шығару болып бөлінеді.
2 GPS ЖЕР ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫ
Метрологиялық көрсеткіштермен және өлшеу құралдары мен орнатуларының сипаттаулары көрсеткіштердің диапазоны, өлшемдер диапазоны, шкала бөліндісінің бағасы, шкала бөліндісінің ұзындығы, сезімталдық пен түрлілік және т.б. болып табылады [5].
Көрсеткіштер диапазоны - шкаланың бастапқы және соңғы мәнімен шектелген шкала мәнінің облысы. Шкалада белгіленген өлшеніп жатқан шаманың ең үлкен және ең кіші мәні құрал шкаласының бастапқы және соңғы мәні деп аталады. Мысалы, оптиметрдің ИКВ-3 түрі үшін - шкаламен көрсеткіш диапазоны +-0,1 мм құрайды, ұзындық өлшеуіштің ИЗВ түрі үшін - шкаламен көрсеткіш диапазоны 0 - 100 мм құрайды.
Өлшемдер диапазоны - өлшеу құралының нормалданған қателіктер жіберуімен өлшеніп жатқан шама мәнінің облысы. Оптиметрдің ИКВ-3 түрі үшін өлшемдерінің өлшемі диапазоны 0 - 200 мм құрайды, ұзындық өлшеуіш үшін - 0 - 250 мм.
Шкала бөлігінің бағасы - шкаланың екі көрші белгілеріне сәйкес келетін мөлшер мәнінің айырмасы. Мысалы, оптиметр мен ұзындық өлшеуіш үшін - 0,001 мм , ал микрометр үшін - 0,01 мм.
Шкала бөлігінің ұзындығы - . шкаланың кіші белгілерінің ортасынан өткен, көзбен елестеген сызық бойымен екі көрші шкала белгілерінің осьтері арасындағы қашықтық. Шкала бөлігі ұзын болған сайын, күшею көбейеді және байқаушыға өлшем ақпаратын қабылдау ыңғайлы болады.
Өлшем құралының сезімталдығы - . өлшеу құралы шыққан кездегі сигнал өлшенген шаманың өзгеруін тудыруына қатынасы. Егер де х = 100 номиналды өлшемімен валдың диаметрі өзгерген кезде, 0,01мм ге тең өлшенген шаманың өзгеруі, көрсететін құралдың бағыттаушысы10мм ге өзгеруін тудырды. Құралдың абсалютті сезімталдығы 100,01 = 1000 құрайды, салыстырмалы сезімталдық 10 :: (0, 01100) = 10.000 тең.
Шкаласы бар өлшем құралдары үшін абсалютті сезімталдық сандық таратқыш қатынасқа тең және де шкаланың бөлу бағасы өзгергенімен құралдың сезімталдығы өзгенрмейді. Бірақ та шкаланың түрлі участкелерінде сезімталдық бірдей болмайды. Сезімталдық түсінігі таратқыш функциясымен, сигналдың түрлендіргіштен кіру мен шығу қатынасының функциясымен байланысты. Функцияның түріне байланысты сезімталдық тұрақты шама немесе осы функцияға тәуелді шама болады. Егер де функция сызықты болса, онда құралда сызықты шкала болады, егер де керісінше болса, сызқтық емес болады. Шкаланың сызықты болуы тек қана түрлендіргіш сипаттамаларына ғана емес, сонымен қатар физикалық шамалардың бірліктер таңдауына байланысты болады.
Сезімталдық түсінігімен қатар сезімталдықтың табалдырығы деген түсінік бар. Сезісталдықтың табалдыдырығы құрал көрсете алатын өлшенген шаманың минималды мәнін білдіреді. Сезімталдықтың табалдыдырығы қаншалықты төмен болса, сезімталдық соншалықты жоғары болады. Сонымен қатар, оған нақты байқылау жағдайлары әсер етеді, мысалы кіші ауытқуларды, көрсеткіштер тұрақтылығын, үйкеліс шамасын және т.б. байқау мүмкіндігі.
Өлшеу құралының көрсеткіш нұсқасы - өлшеу диапозонының бір нүктедесінде құралдың түрлі көрсетулері. Көрсеткіш нұсқасы дегеніміз өзгертпейтін жағдайларындағы бір шаманы қайта қайта өлшеу кезіндегі ең кіші және ең үлкен нәтижелерінің алгебралық түрлілігі. Түрлілік өлшеу құралының көрсеткіштерінің тұрақты болмауымен сипатталады.
Құралдың градуирлі сипаттамасы - бұл өлшеулер амалдарының шама мәндерінің шығу және кіру арасындағы формула, кесте немесе графика түрінде көрсетілетін тәуелділік. Көбінесе құралдар шкала бөліктерінің бағасы градуирлеудің максималды қателігін асыратындай градуирлейді, бірақ осы принцип кейде іске аспайды. Сонымен, дәлдік пен сезімталдық арасында белгілі сәйкетік болғанымен, оларды шатастыруға болмайды. Құралдың градуирлі сипаттамасы өлшеу нәтижелерін дәлдеу кезінде қолдана алады.
Өлшеу құралдарының контактілі сипаттамасы үшін өлшеу күші маңызды. Өлшеу күші өлшеу бойында және бөлшек бетінің өлшеу ұшындағы деформацияны тудыратын орнында құрылады.
Өлшеу құралдар аналогты және сандық бола алады. Аналогты өлшеу құралдарында көрсетулер шкала бойынша анықталады және өлшеу шамасының өзгеруінің үздіксіз функциясы болып табылады. Сандық құралдарында өлшенген ақпараттардың дискретті сигналдары өндіріледі және де нәтиже сандық форматта бейнеленеді.
2.1 Геодезиялық GPS өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамасы
Геодезиялық аспаптардың негізгі метрологиялық сипаттамалары ретінде әдетте өлшеудің орташа квадраттық қателігі алынады. Мысалы: Теодалитте бұрыш, нивелирде өзара биіктік, қашықтық өлшеуіште қашықтық [6].
Негізгі метрологиялық сипаттамаларды бағалаудың бірнеше әдісі белгілі:
ықтимал қателік бойынша v ретті тәуелсіз тең нүктелі өлшеу:
m=√(v2)\(n1) (1)
шамалардың өлшенген мәнін өлшеудің үлгілік (эталон) құралдары арқылы алынған мәннен ∆ ауытқуы бойынша:
геодезиялық өлшеуде ῶ өлшеу алшақтығы бойынша:
m=√(w2)\(qn) (2)
Екі тәуелсіз өлшеу d айырмасы бойынша:
m=√(d2)\(2n) (3)
Мұндағы q өлшенетін геодезиялық өлшем саны; n - қателік саны
M мәнін бағалау әдісін таңдау бақылау өлшеу жабдықтарымен артық ақпарат алу мүмкіндігін сыналатын аспаптың міндеті мен қолдану жағдайына қарай анықталады.
Негізделген жағдайда, аспаптың міндеті мен қолдану жағдайына қарай анықталады.
Негізделген жағдайда аспаптың метрологиялық жарамдылығын жүйелік m және кездейсоқ m құраушылар мәнін ескеріп, элемент бойынша бақылау әдісі жүргізіледі.
m=m²+m² (4)
Осы теңдеуді ескеріп, n тәсілдерінің орташа нәтижесінің орташа квадраттық қателігін мынадай формула бойынша есептейді:
М=√1nm²+m²+m² (5)
Мұндағы m қалған жүйелік қателіктің орташа квадраттық әсері.
Орташа квадраттық қателікпен шектіге өту белгілі қателіктің таралу заңы мен берілген сенімді ықтимал негізінде іске асырылады.
Соңғы кезде интервалды анықтайтын сенімді қателік көмегімен өлшеуді бағалау қолданылады; өлшенетін шаманың нақты мәні берілген ықтималдықпен р болады. Басқаша айтұанда р ықтималдылығы мен \∆\=∆ шарты орындалады.
Метрологиялық практика мен теорияның кейбір жағдайларында өлшеу сапасын бағалау үшін қателіктің энтропиялық мәні қолданылады.
∆=км
мұндағы к өлшеу қателігінің таралу заңы түріне байланысты энтропиялық коэффициент k=2.07
Аспаптың кейбір түрлері мысалы қашықтық өлшеуіш үшін өлшеудің абсолюттік қателігін мынадай теңдеумен өрнектейді:
∆ +-(а+bx) (6)
Мұндағы а және b теңдеу параметрлері x өлшенетін шама (қашықтық өлшеуіш үшін х ретінде өлшенетін S алынады.
ГСИ мынандай формула бойынша анықталатын келтірілген қателікті қолдануға рұқсат етеді.
ɣ = +-∆Х (7)
мұндағы х қелтірілген қателікті есептеу кезіндегі өлшеудің абсолют қателігі жататын шама мәні.
Геодезиялық аспаптардың негізгі метрологиялық қателігін анықтау әдістері аспаптардың нақты типіне стандарттары мен техникалық жағдайларына келтіріледі.
2.2 GPS құрылғыларды метрологиялық және технкалық қамтамасыз ету
Аспапты метрологиялық қамтамасыз ету - аспапты жасаудан бастап, шаруашылық саласында қолдануға дейінгі әр түрлі кезеңде метрологиялық қамтамасыз етуді жүзеге асыруға бағытталған ұйымдастыру-техникалық шаралар кешені. Геодезиялық аспап жасауда метрологиялық қамтамасыз ету - өлшеу дәлдігі мен бірлігіне жетуге қажет қазіргі заманғы ғылыми-әдістемелік тәсілдерді, ережелер мен нормаларды бекітуге, қолдануға бағытталған [7].
Геодезиялық аспаптар - бұрыштық, сызықтық шамалар мен олардың функциясы туралы ақпарат алуға мүмкіндік береді. Өлшеу бірлігін қамтамасыз ету үшін өлшенетін шамалар, бірліктердің қабылданған жүйесі бойынша көрсетілуі тиіс. 1971 жылы өлшем және салмақ бойынша XVI Бас конференцияда бірліктер жүйесі (БЖ) қабылданып, шаруашылық саласына 1980 жылдан бастап енгізілді.
Жазық бұрыштың БЖ бірлігі радиан - доғасы ұзындығы бойынша радиусқа тең шеңбердің екі радиусы арасындағы бұрыш. Градустық есептеуде 1 рад = 57°17′44,8″.
БЖ ұзындық бірлігі метр - криптон-86-ның 5d5 атомы мен 2р10 деңгейлері арасындағы өтуге сәйкес сәуле шығару вакуумындағы толқын ұзындығына (1650763,73) тең ұзындық.
Дәлдігі жоғары астрономиялық-геодезиялық өлшеулер мен іргелі зерттеулер практикасында уақыт бірлігі - герц (1 Гц = 1с1) қолданылады. БЖ уақыт бірлігі ретінде секунд - цезий-133 атомының негізгі күйінің екі аса нәзік деңгейлері арасындағы өтуге сәйкес сәулелену кезеңіне - 9192631770 тең уақыт пайдаланылады.
Геодезиялық аспаптарға метрологиялық қызмет ету - сынау, аттастаттау, тексеру, зерттеу жүйелері арқылы жүргізіледі; тек өлшеу құралдары ғана метрологиялық қызмет етуге жатады. Енді метрологиялық қызмет ету жүйесінің негізгі ұғымдарына анықтама береміз.
Сынау - аспапқа техникалық параметрлері, өлшемдері және сипаттамалары бойынша аспапқа қолданылатын нормативтік-техникалық құжат талаптарына сәйкестігін анықтау мақсатында жүргізілетін эксперименттік тәсілдер жиынтығы. Аспап типі мен оны айналымға шығару мүмкіндігі туралы мәселені шешу үшін жүргізілетін сынақ - қабылдау сынағы деп аталады.
Аспаптың сериялы шығару сапасы мен тұрақтылығын тексеру мақсатында жүргізілетін сынау - тексері сынаға деп аталады.
Метрологиялық аттестаттау - өлшеу құралдарының қолданылу мақсатына сәйкестігін және оның метрологиялық сипаттамасын айқындауға жүргізілетін эесперименттік тәсілдер немесе операциялар жиынтығы. Ал шетелден әкелінетін стандартталмаған өлшеу құралдары мен аспаптары метрологиялық аттестаудан өткізіледі.
Зерттеу - аспаптың нақты сипаттамалыр мен қасиеттерін зерттеуге немесе параметрлердің әсер етуші факторлар өзгерісіне тәуелділігін анықтауға бағытталған, эксперименттік операциялар немесе теориялық тәсілдер жиынтығы.
Метрологиялық қызмет ету жүйесіндегі негізгі түсініктердің бірі - тексеру. Тексеру - деп аспаптың метрологиялық жарамдылығын бақылауды жүзеге асыруға бағытталған эксперименттік операциялық жиынтықты айтады. Ал метрологиялық жарамдылығы - өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларының белгіленген талаптарға сәйкестігі.
Аспапты тексерудің сынаудан айырмашылығы - тексеру кезінде белгіленген барлық сипаттамалар мен параметрлер кешені емес, тек аспаптың метрологиялық жарамдылығына, яғни метрологиялық сипаттамаларына қатыстылары ғана тексеріледі. Тексеруді - мемлекеттік немесе ведомствалық тексеру деп бөледі. Мемлекеттік тексеруден - аспаптардың мемлекеттік жүйесінің құрамына кіретін өлшеу құралдары мен мемлекеттік жүйесінің құрамына кіретін өлшеу құралдары мен мемлекеттік сынауда және технологиялық процестерді үлгі құралдары ретінде тексеруде қолданылатын өлшеу аспаптары өтеді. Геодезиялық аспаптарды ведомствалық метрологиялық қызмет: зауыт өндірістен шығару кезінде, жөндеуден кейін, ал тұтынушы-ұйым пайдалану процесінде тексереді.
Пайдалану процесінде геодезиялық аспаптарды тексеру құралдары мен әдістері ГУГК бекіткен нұсқау бойынша белгіленеді.
Аспапты өндірістен шығару кезінде немесс жөндеуден кейін жүзеге асырылатын тексеру - бірінші реттік деп аталады; белгілі бір уақыт аралығынан кейін немесе пайдалану не сақтау кезінде іске асырылатын ексеру - кезеңдік деп аталады.
"Әдіс", "құрал", "операция" деген түсініктер, тексерудің құрамды элементтері болып табылады. Тексеру әдісі - тексеру жүргізу ережелері мен техникалық тәсілдердің жиынтығы. Геодезиялық аспаптар үшін мертологияда белгілі тексерудің мынадай әдістері қолданылады: тесерілетін аспаппен, шығарылатын үлгілік өлшеу аспабымен немесе шаралармен шамаларды тікелей өлшеу; тексерілетін аспапты компаратор көмегімен өлшеудің үлгілік құралымен салыстыру. Геодезиялық аспаптар үшін геодезиялық құрылғылардың технологиялық ерекшеліктері мен математикалық шарттарды қолдануға негізделген өзін-өзі мөлшерлеу (самокалибровка) әдісі пайдаланылады.
Тексеру құралдарында - тексерілетін аспаптың метрологиялық сипаттамасын бақылауға арналған техникалық құралдар (аспаптар, стенділер, құрылғылар) жатады. Геодезиялық аспаптарды тексеру құралдарына, мысалы экзаменатор, автоколлиматор, компаратор МК-1, өлшеуіш микроскоп УИМ, көпжақтылық, далалық бақылау базисі, штрихты өлшем, өлшеуіш сызғыш та жатады.
Тексеру операциясы - нәтижесінде тексерілетін аспаптың метрологиялық сипаттамасының шын мәні, анықталатын тексерудің өзіндік кезеңі. Метрологиялық практикада тексеру операцияларын былай атайды: сырттай қарап шығу, байқап көру, тексеру, анықтау, бақылау, зерттеу. Тексеру операцияларының құрамы - құрылғыға, аспап дәлдігі мен міндетіне, сондай-ақ негізгі метрологиялық сипаттамаларды анықтау әдісіне де байланысты. Бұл кезде аспаптың негізгі метрологиялық сипаттамасы екі жолмен анықталады. Бірінші жолы - аспаптың метрологиялық жарамдылыған жеке элементтердің сипаттамалары бойынша анықталатын элемент бойынша тексеру (мысалы, нивелир үшін - көздеуіш (визир) осьін горизонталь жағдайға орнату қателігі бойынша, рейка бойынша есептеу, І бұрышына әсері, рейка бөлгішін дәл белгілемеу, т.б.). екінші жолы - өлшеу нәтижелері бойынша аспаптың қателігі бағаланатын кешенді тексеру.
Тексеру әдісінің ажыратылмайтын бөлігі, тексеру жағдайларын анықтау болып табылады. Тексеру жағдайлары деп - тексерілетін өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларына әсер ететін физикалық факторлар жағдайын ажыратады. Бұл тексерудің жұмыс және қалыпты жағдайын ажыратады. Жұмыс жағдайы, аспапты қолданудың барлық ауқымына сәйкес келеді. Бұл кезде алынатын сипаттамалар мен параметрлерге, әсер етуші факторлардан пайда болатын қосымша қателіктер салмақ салады. Бірінші реттік тексеруді - қалыпты жағдайда, қолданыстағы нормативтік-техникалық құжаттаманы ескеріп жүргізеді. Әдетте, зертханада қалыпты жағдайда жүргізілетін әсер етуші факторлар, көңіл бөлінбейтін шамаға жеткізілген.
Тексерер алдында аспапты өлшерден 2 сағат бұрын жұмыс кеңістігіне қояды. Бақылау-өлшеу жабдықтарын үлгілік құралдарды пайдалану ережелері мен өлшеудің берілген режимін қамтамасыз етуді, қолайлы басқаруды ескеріп орналастырады.
Тексеру жұмыстарының мазмұны "Тексеру әдістері мен құралдары" деген НТҚ талаптарымен анықталады. Тексеру кезеңі мен көлемі аспап типіне (өлшеу дәлдігін, конструкция күрделілігін ескеріп), геодезиялық практикада қолдану жағдайына, сондай-ақ оның метрологиялық сенімділігіне байланысты анықталады.
GPS құрылғыларды технкалық қамтамасыз ету
Аспаптың мынадай негізгі қамтамасыз ету фазалары ажыратылады: жасау, қондырғы сериясы, сериялы өндіріс, пайдалану, жөндеу, сақтау. Аспаптың аталған әрбір фазаларында қызмет етудің өзіндік ерекшеліктері бар.
Техникалық қамтамасыз ету - аспапты мақсатқа сай пайдалану үшін, оның дайындығын қамтамасыз етуге бағытталған технологиялық, әдістемелік және физикалық-механикалық операциялар кешені.
Геодезиялық аспаптарға ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz