Спосіб визначення геодезичних параметрів та пристрій для його здійснення

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб визначення геодезичних параметрів, що полягає у вимірюванні зсуву частоти електромагнітних сигналів під впливом гравітаційного поля, який відрізняється тим, що електромагнітні сигнали щонайменше від трьох джерел електромагнітного випромінювання із заданою періодичністю одночасно приймають навігаційні приймачі, попарно рознесені по різних осях, та визначають навігаційні параметри прийнятих сигналів, частоту прийнятих з різною частотою сигналів вимірюють відповідними частотомірами, а за допомогою частотного компаратора вимірюють значення зсуву частоти прийнятих сигналів під дією сили тяжіння, за отриманими значення зсуву частоти сигналів в обчислювальному пристрої визначають значення прискорення вільного падіння, після чого обчислені значення прискорення вільного падіння разом з визначеними навігаційними параметрами передають на пристрій відображення геодезичної інформації.

2. Пристрій для визначення геодезичних параметрів, що складається з навігаційного приймача і обчислювального пристрою, який відрізняється тим, що він виконаний з можливістю вимірювання зсуву частоти електромагнітних сигналів під впливом гравітаційного поля та в нього введені додаткові навігаційні приймачі, що попарно рознесені по різних осях і з'єднані з входами частотомірів, та частотний компаратор, входи якого з'єднані з виходами частотомірів, а вихід - з входом обчислювального пристрою, який через канал передачі інформації з'єднаний з пристроєм відображення геодезичної інформації, при цьому навігаційні приймачі в кожній парі рознесені один від одного на певну відстань.

3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що один з навігаційних приймачів в кожній парі розташований на виносній штанзі.

Текст

Реферат: Винахід належить до галузі гравіметрії і може бути використаний для визначення геодезичних параметрів будь-яких джерел електромагнітного випромінювання. Сигнали від джерел електромагнітного випромінювання природного або штучного походження із заданою періодичністю одночасно приймаються навігаційними приймачами, що рознесені один від одного на певну відстань. Навігаційні приймачі на основі отриманих сигналів визначають навігаційні параметри - просторові координати і швидкість пересування пристрою. З приймачів сигнали подають на частотоміри, де здійснюється вимірювання прийнятої частоти. У частотному компараторі визначають значення зсуву частоти сигналів під дією сили тяжіння, яке передається в обчислювальний пристрій. У обчислювальному пристрої за певним значенням зсуву частоти під дією сили тяжіння обчислюють значення прискорення вільного падіння. Обчислені значення прискорення вільного падіння разом з навігаційними параметрами передають на пристрій відображення геодезичної інформації. Спосіб та пристрій забезпечують підвищення точності вимірювань за рахунок виключення впливу зовнішніх чинників та завдяки спрощенню конструкції. UA 98358 C2 (12) UA 98358 C2 UA 98358 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі гравіметрії і призначається для визначення геодезичних параметрів джерела електромагнітного випромінювання природного або штучного походження. Відомий спосіб визначення параметрів гравітаційного поля (патент України №83239, G01V7/00, бюл. №12, 2008 p.), вибраний як прототип способу, здійснюється за даними датчика кінематичного прискорення (акселерометра), апаратури супутникової навігації, що встановлені на носії, що рухається, і за даними наземної лазерно-локаційної станції. За даними апаратури супутникової навігації і лазерно-локаційної станції визначають повне прискорення космічного апарату і, використовуючи дані акселерометра, обчислюють параметри гравітаційного поля з наступним їх порівнянням. Недоліком відомого способу є неможливість автономного вимірювання прискорення вільного падіння на борту космічного апарату, неможливість вимірювання всіх складових сили тяжіння з високою точністю. Відомий пристрій для вимірювання гравітації (патент РФ №2144686, G01V7/16, 2000 p.), що вибраний прототипом пристрою, складається зі встановленого на носії акселерометра, супутникового навігаційного приймача і обчислювального пристрою. Супутниковий навігаційний приймач визначає положення і орієнтацію, а обчислювальний пристрій по зміні в часі положення і орієнтації обчислює повну кінематику і шляхом віднімання кінематичного прискорення від прискорення, зміряного акселерометром, обчислює значення гравітації. Недоліком відомого пристрою є неможливість прямого вимірювання сили тяжіння, низька перешкодозахисна здатність від зовнішнього впливу і, як наслідок, низька точність вимірювання. Задачею даного винаходу є досягнення повної автономності вирішення геодезичної задачі визначення навігаційних параметрів та всіх складових гравітаційного поля в будь-якій точці космічного простору й у всіх середовищах на землі, підвищення точності вимірювань за рахунок виключення впливу зовнішніх чинників та спрощення конструкції пристрою. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що в способі визначення геодезичних параметрів, який полягає у вимірюванні зсуву частоти електромагнітного сигналу під впливом гравітаційного поля, згідно винаходу, параметри сигналу, прийнятого щонайменше від трьох джерел електромагнітного випромінювання, визначають за допомогою навігаційних приймачів, попарно рознесених по різних осях, та частотомірів, зсув частоти сигналу під дією сили тяжіння визначають за допомогою частотного компаратора, а за отриманими даними в обчислювальному пристрої визначають значення прискорення вільного падіння, яке передають на пристрій відображення геодезичної інформації. Таким чином, використання нових істотних ознак способу: - визначення навігаційних параметрів за допомогою навігаційних приймачів, попарно рознесених по різних осях; - визначення всіх складових гравітаційного поля шляхом визначення зсуву частоти сигналу під дією сили тяжіння за допомогою частотомірів та частотного компаратора і по певному значенню зсуву частоти сигналу під дією сили тяжіння обчислення значення прискорення вільного падіння, в сукупності з відомими істотними ознаками дозволяє забезпечити повну автономність вирішення геодезичної задачі - визначення навігаційних параметрів та всіх складових гравітаційного поля в будь якій точці космічного простору й у всіх середовищах на землі, і підвищення точності одержуваних результатів за рахунок виключення впливу зовнішніх чинників. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що пристрій для визначення геодезичних параметрів, який складається з навігаційного приймача і обчислювального пристрою, згідно з винаходом, виконаний з можливістю вимірювання зсуву частоти сигналу під впливом гравітаційного поля та містить, додаткові навігаційні приймачі, що попарно рознесені по різних осях і з'єднані з входами частотомірів, та частотний компаратор, входи якого є виходами частотомірів, а вихід - входом обчислювального пристрою, який через канал передачі інформації з'єднаний з пристроєм відображення геодезичної інформації, при цьому навігаційні приймачі в кожній парі рознесені один від одного на певну відстань. Таким чином, нові істотні ознаки пристрою: - пристрій виконаний з можливістю вимірювання зсуву частоти сигналу під впливом гравітаційного поля; - наявність додаткових навігаційних приймачів, що попарно рознесені по різних осях і з'єднані з входами частотомірів, дозволяє визначати навігаційні параметри; - наявність частотного компаратора, входи якого є виходами частотомірів, а вихід - входом обчислювального пристрою, який через канал передачі інформації з'єднаний з пристроєм відображення геодезичної інформації, дозволяє здійснити вимір всіх складових гравітаційного 1 UA 98358 C2 5 10 поля, а також не враховувати параметри стабільності джерела випромінювання, що дозволяє суттєво спростити конструкцію пристрою; - завдяки тому, що навігаційні приймачі рознесені один від одного на певній відстані, тобто, один з них розташований на виносній штанзі, з'являється можливість використання будь-яких джерел випромінювання з невідомими параметрами, в сукупності з відомими істотними ознаками дозволяють забезпечити повну автономність вимірювань, визначення навігаційних параметрів та всіх складових гравітаційного поля, підвищити точність та спростити конструкцію пристрою. Винахід заснований на радіофізичному методі вимірювання параметрів гравітаційного поля Землі, суть якого полягає в радіотехнічних вимірюваннях релятивістського гравітаційного зсуву частоти електромагнітного випромінювання (Савельев И. В., Курс общей физики, М.: Наука, 1989, Т. 3, С. 527): f 2  f1  f1gl c 2  gl    f11    c2   (1), де 15  - стала Планка; l - відстань між приймачами в кожній парі; g - прискорення вільного падіння; f1 - частота прийнята першим приймачем пари; f2 - частота прийнята другим приймачем пари; c - швидкість світла, або 20  gl f 2  f11    c2 f gl f  1 , c2   ,   (2) (3) де 25  f - зсув частоти випромінювання під дією сили тяжіння. Вираз (3) характеризує зв'язок між зсувом частоти електромагнітного випромінювання і силою тяжіння. Вимірюючи зсув частоти випромінювання під дією сили тяжіння  f можливо обчислити значення прискорення вільного падіння: g 30 35 40 fc 2 f1l (4). Схема реалізації способу представлена на фігурі. Пристрій для визначення параметрів гравітаційного поля складається з попарно рознесених по різних осях навігаційних приймачів 1 і 2, виходи яких з'єднані з частотомірами 3 і 4, що з'єднані з частотним компаратором 5. Вихід частотного компаратора 5 з'єднаний з входом обчислювального пристрою 6, сполученого з засобом відображення геодезичної інформації 7. Навігаційні приймачі 1 і 2 рознесені один від одного на певну відстань, тобто, один з них розташований на виносній штанзі. Спосіб, що заявляється, реалізований таким чином. Сигнали f0 від джерела електромагнітного випромінювання природного або штучного походження із заданою періодичністю одночасно приймаються навігаційними приймачами 1 і 2, що рознесені один від одного на певну відстань. Навігаційні приймачі 1, 2, наприклад GPSприймачі, на основі отриманих сигналів f1 , f2 визначають навігаційні параметри - просторові координати і швидкість пересування пристрою. З приймачів 1, 2 сигнали з частотою f1 , f2 подають на частотоміри 3 і 4, де здійснюється вимірювання прийнятої частоти f1 , f2 . У частотному компараторі 5 визначають значення зсуву частоти сигналу під дією сили тяжіння  f , тобто зсув частоти прийнятого сигналу f1 щодо 45 частоти прийнятого сигналу f2 , яке передається в обчислювальний пристрій 6. У обчислювальному пристрої 6 за певним значенням зсуву частоти під дією сили тяжіння  f обчислюють значення прискорення вільного падіння gx, gy, gz Обчислені значення прискорення вільного падіння gx gy gz разом з навігаційною інформацією передають на засіб відображення інформації 7. 2 UA 98358 C2 5 Отримані результати використовуються для складання карти гравітаційного поля і при різних геофізичних дослідженнях. Таким чином, даний винахід дозволяє автономно вирішувати повну геодезичну задачу визначення навігаційних параметрів та всіх складових гравітаційного поля у будь-якій точці космічного простору й у всіх середовищах на землі, і підвищити точність одержуваних результатів за рахунок виключення впливу зовнішніх чинників. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 1. Спосіб визначення геодезичних параметрів, що полягає у вимірюванні зсуву частоти електромагнітних сигналів під впливом гравітаційного поля, який відрізняється тим, що електромагнітні сигнали щонайменше від трьох джерел електромагнітного випромінювання із заданою періодичністю одночасно приймають навігаційні приймачі, попарно рознесені по різних осях, та визначають навігаційні параметри прийнятих сигналів, частоту прийнятих з різною частотою сигналів вимірюють відповідними частотомірами, а за допомогою частотного компаратора вимірюють значення зсуву частоти прийнятих сигналів під дією сили тяжіння, за отриманими значення зсуву частоти сигналів в обчислювальному пристрої визначають значення прискорення вільного падіння, після чого обчислені значення прискорення вільного падіння разом з визначеними навігаційними параметрами передають на пристрій відображення геодезичної інформації. 2. Пристрій для визначення геодезичних параметрів, що складається з навігаційного приймача і обчислювального пристрою, який відрізняється тим, що він виконаний з можливістю вимірювання зсуву частоти електромагнітних сигналів під впливом гравітаційного поля та в нього введені додаткові навігаційні приймачі, що попарно рознесені по різних осях і з'єднані з входами частотомірів, та частотний компаратор, входи якого з'єднані з виходами частотомірів, а вихід - з входом обчислювального пристрою, який через канал передачі інформації з'єднаний з пристроєм відображення геодезичної інформації, при цьому навігаційні приймачі в кожній парі рознесені один від одного на певну відстань. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що один з навігаційних приймачів в кожній парі розташований на виносній штанзі. 3 UA 98358 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device for determination of geodesic parameters

Автори англійською

Matvienko Serhii Anatoliiovych, Romanenko Volodymyr Mykolaiovych, Romanko Olha Volodymyrivna

Назва патенту російською

Способ определения геодезических параметров и устройство для его осуществления

Автори російською

Матвиенко Сергей Анатольевич, Романенко Владимир Николаевич, Романко Ольга Владимировна

МПК / Мітки

МПК: G01V 7/14

Мітки: геодезичних, спосіб, параметрів, пристрій, визначення, здійснення

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-98358-sposib-viznachennya-geodezichnikh-parametriv-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення геодезичних параметрів та пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти