Журнал наблюдений в геодезические приборы (теодолиты и тахеометры)

[AlexYu]

Подозреваю, что по входу Ио в тень Юпитера или выходу из этой тени  должно быть точнее.

Нет, не получится. Удобнее по входу в тень, но "потухание" Ио занимает 3,5 мин (легко посчитать). Вот и точность такая же примерно будет, ну может 2 мин, т.е. 30' долготы. Очень уж так себе. Примерно так же, как методом лунных расстояний с секстантом, только обсчет проще, не надо параллакс учитывать.

Видимо, намного лучше синхронизоваться по покрытию звезд Луной. Даже если теодолит, то уголовое разрешение порядка 5'', ну на разрешения глаза при х20  еще столько же, итого 10''. При скорости движения Луны 30' в час (30'' в мин), это получится точность синхронизации времени  20 секунд. Это уже намного лучше. А если использовать телескоп, то и еще раз так в 5 лучше (разрешение выше). Это уже очень и очень неплохо. Только обработка тут намного сложнее, надо параллакс учитывать. И надо по два человека в каждом пункте, если с телескопом. Один в телескоп смотрит, другой в теодолит. Впрочем, можно смягчить условие "без часов", допустить не синхронизованные и не очень хорошие часы. Тогда и одному в каждом  пункте можно справиться. При этом по-прежнему без эфемерид (если два человека в двух пунктах смотрят одновременно).

Кстати, если определяться через покрытие звезды Луной, то все равно сначала надо будет грубо определиться методом Галилея. Иначе параллакс учесть не получится, не будет нулевого приближения для итераций.

[Карат]

У них сетка нитей сделана из паутины

Я слышал, что такие сетки делались особо рукастыми умельцами в частном порядке, промышленность такие сетки не выпускала. Они не долговечны и со временем провисают.

[AlexYu]

Я слышал, что такие сетки делались особо рукастыми умельцами в частном порядке, промышленность такие сетки не выпускала. Они не долговечны и со временем провисают.

А я слышал (читал?), что каких-то специальных пауков для этого специально разводили. И комплектовали аппарат катушкой запасной паутины. Хотя когда катушка кончалась, быть может, умельцы и другие паутины приспосабливали.

[KGS-88]

А я слышал (читал?), что каких-то специальных пауков для этого специально разводили.

Был такой писатель-геодезист Г.А.Федосеев. В одном из его произведений есть эпизод, где в тайге, в полевых условиях, в топопартии выделили несколько человек, чтобы найти нужных пауков (даже, по-моему, самок) для срочного ремонта астрономического теодолита.

Я слышал, что такие сетки делались особо рукастыми умельцами в частном порядке

Кварцевые пружины для датчиков в гравиметрах - тоже штучные изделия, которые изготавливались высококвалифицированными стеклодувами.

Они не долговечны и со временем провисают

Зато обеспечивают наивысшую точность. Почему - об этом писал выше. Помнится в институте препод рассказывал, что когда в СССР разрабатывали высокоточный теодолит Т-05, снабдили его сеткой нитей на плоскопараллельной пластине. Из-за этого он не выдал требуемую точность.

[Карат]

Помнится в институте препод рассказывал, что когда в СССР разрабатывали высокоточный теодолит Т-05, снабдили его сеткой нитей на плоскопараллельной пластине.

Я ничего не имею против нитей натянутых прямо в воздухе, кварц вполне для этого подойдет. Но паутина представляется не совсем уместным, разве что как временная мера. Возможно, она использовалась очень давно лет сто назад.
Скажу так: я не хотел бы сегодня приобрести теодолит с нитями из паутины, так как это озачало бы, что теодолит без сетки.

[AlexYu]

Три замера помогут определить траекторию звезды на небе, но получить точно полюс мира, или меридиан не получится, точности не будет никакой.

Пока теодолит едет, решил проверить описанную мной методику  на модельных данных. Взял азимутальные координаты Веги из Стеллариума, исправил их на рефракцию. Округлял все с точностью до минуты. Подставил это все в написанные мной формулы. Итог: положение полюса мира (обе координаты), свои координаты и склонение Веги получил с погрешностью около одной минуты (если не исправлять на рефракцию -- три минуты). И это еще не оптимальные моменты времени (нет пока 16 часов ночи).

А вы говорите "не получится".  Какая точность исходных данных (точность измерений, что было промоделировано округлением  данных из Стеллариума) такая и точность полюса мира и всего остального. Как я и ожидал. И никаких при этом часов и "угадывания" когда будет кульминация (я вообще на время в Стеллариуме не смотрел, просто взял  не долго после захода, примерно  в середине ночи и ближе к восходу). И это я еще не делал уточнения по большому числу измерений, где погрешности в какой-то мере усреднятся!

[AlexYu]

Поигрался с 2т5к по ночному небу. Ну то, что неудобно вверх смотреть (и от насадки толку мало), это ладно, в АШТ будет удобнее. Но меня сильно насторожило то, что сетку-то практически совсем не видно. И как визировать? Ну ладно 2т5к, он все равно неудобен (а мой еще и сломан), но если так же будет в АШТ....

[Карат]

Но меня сильно насторожило то, что сетку-то практически совсем не видно. И как визировать?

Надо сделать подсветку нитей.
На объектив делается кольцо, любой конструкции, какую удобнее: металл, пластик,  ДВП.  Красный светодиод 3v, переменный резистор, и батарейка 3v. тип 2032
В АШТ д.б. встроенная подстветка, но конструкция очень архаичная, лампа накаливания и здоровенная батарейка, или блок АКБ.

[Карат]

А формулы в файле.

Открылся файл.  Предвижу трудности в вашей методичке. Но все зависит от точности. Если устроит точность в несколько минут, тогда возможно и сработает, но чем выше точность тем больше трудностей.
Трудно точно одновременно снять две координаты: высоту и азимут,  так как звезда движется, причем в окуляре довольно быстро.  В точных измерениях снимается лишь момент прохождения звезды через неподвижную нить.
Далее,  вы пишите, что часы не нужны. Не знаю, почему вам не нравятся часы, но допустим вы их не любите.
Для точных результотов тригонометрические формулы надо считать до 10- го знака после запятой, значит нужен хороший, современный калькулятор. Кроме того формулы довольно длинные , и лучше будет из запрограммировать в компьютере. Но тогда вместо часов нужен или калькулятор или даже компьютер.
Вопрос: чем часы хуже компьютера?  Напомню, что часы появились намного раньше компьютера.

П.С. приблизительно так расчитываются эфемериды прохождения звезды в определенный момент наблюдения. Но там задача ставиться проще: звезда должна оказаться в поле зрения окуляра в определенный момент времени, на заданной высоте и азимуте.

[AlexYu]

В точных измерениях снимается лишь момент прохождения звезды через неподвижную нить.

Да, это проще. Но с АШТ это не получится. С АШТ в любом случае ловить обе координаты сразу, визир такой. Думаю, не так трудно при точности порядка одной минуты. Как только поймал, так крутить ручки перестал (время-то не важно). А потом спокойно можно снимать показания, уже вести не надо, пусть себе звезда убегает. Собственно, крутить можно только одну ручку. И ждать, когда звезда "наедет" на визир по другой координате.  А с 2т5к я уже так намучился шею загибать, что хоть все брось. И это при простых поглядушках, без измерений.  От окулярной насадки никакого толка, через нее почти ничего не видно (поле зрения сверхмизерное).

В АШТ д.б. встроенная подстветка, но конструкция очень архаичная, лампа накаливания и здоровенная батарейка, или блок АКБ.

Я знаю, что там подсветка, но я думал только шкалы. Замена на светодиод это само собой.

Для точных результотов тригонометрические формулы надо считать до 10- го знака после запятой,

На самом деле не надо, это лишь первый шаг, который может быть не очень точным (я делал 5 знаков и уже при этом при этом получил результат  не хуже 1 минуты, даже чуть лучше).  Я просто дальнейшее не написал (кстати, в файле в паре мест знаки напутаны и косинус потерян). А дальнейшее такое. Уже не 3 точки, а много (чем больше, тем лучше, чтобы случайные погрешности усреднить). И далее минимизация суммы квадратов невязок. А поскольку предварительные координаты есть, то всю тригонометрию можно линеаризовать. После линеаризации все сводится к системе линейных уравнений без какой-либо тригонометрии. Правда, обрабатывать много точек. Но много точек  все равно надо, если хотеть высокую точность.

[AlexYu]

Исправленная методика. Были перепутанные знаки и потерянный косинус. Старый пост уже не поправить. Идеологически ничего не изменилось.

[LeMay]

  Заменил в старом сообщении файл на новый.

[AlexYu]

Для точных результотов тригонометрические формулы надо считать до 10- го знака после запятой, значит нужен хороший, современный калькулятор. Кроме того формулы довольно длинные , и лучше будет из запрограммировать в компьютере. Но тогда вместо часов нужен или калькулятор или даже компьютер.
Вопрос: чем часы хуже компьютера?  Напомню, что часы появились намного раньше компьютера.

Это серьезное замечание, стОящее того, что б над ним подумать. Ручной счет получается весьма трудным. Не невозможным, но весьма утомительным. 10 знаков, конечно, не надо. Для точности 1'' достаточно 6 знаков. Но тоже не мало. Ну а для обычной точность времен Меркатора и 3 знака хватит. Но и 3-значные числа перемножать руками -- дело довольно нудное, хотя и проходимое. Размышления на эту тему приводят к следующему. Можно вычисления сделать несколько иначе. Разбить параллактический треугольник на два прямоугольных треугольника (прием известный в морской астронавигации). Тогда большинство формул оказываются, как говорят в морской астронавигации, логарифмическими. Т.е. содержащие лишь произведения без сложений/вычитаний. С такими формулами удобно работать прологарифмировав их. Логарифм переводит произведения/частные в суммы/разности и ничего перемножать тогда вообще не надо. Увы, в рассматриваемой задаче одна формула остается не логарифмической. Но только одна и даже она разбивается на логарифмические блоки, а вне этих блоков совсем чуть-чуть вычислений. Все остальные формулы логарифмические, совсем удобные для ручного счета. В общем получается довольно удобный ручной счет даже с 6 знаками. Естественно, если сначала составить таблицы логарифмов тригонометрических функций (такие таблицы есть в старых морских справочниках, но, в принципе, их и самому сделать можно).  Если допустить использование логарифмической линейки, то с 3 знаками и совсем все просто.

Впрочем, все эти логарифмические затеи получаются только в случае, когда заранее известен меридиан. Который придется определять, замеряя два азимута одной звезды, когда она имеет равные высоты (лучше бы высоту градусов так 45, и точность пока еще высока, и поправка на рефракцию  пока еще  мала). Но если известен меридиан, то зачем вообще что-то, достаточно взять две высоты незаходящей звезды в верхней и нижней кульминациях. И вот тебе и широта, и склонение. Причем без тригонометрии. Вот только зачем при этом часы? Или даже не синхронизированный с Гринвичем секундомер? Не надо, совсем  это здесь не надо

Но в моем конкретном случае это не пройдет. У меня только западная часть неба. Так что придется брать три точки и остальное добирать математикой. Как первоначально и писалось (я уж было и забыл, зачем я это все придумывал ).

 

[KGS-88]

А с 2т5к я уже так намучился шею загибать, что хоть все брось. И это при простых поглядушках, без измерений.  От окулярной насадки никакого толка, через нее почти ничего не видно (поле зрения сверхмизерное).

А такие насадки не пробовали?

[AlexYu]

А такие насадки не пробовали?

Такой у меня нет.

[KGS-88]

У меня теодолит 2Т30 с маленькими советскими насадками. Приобретение длинных тоже рассматривал, но их стоимость дороже стоимости моего теодолита.

2т5к

Я предпочитаю теодолит без компенсатора: если оборвется торсион, то ремонт только в сервис-центре, а уровень при вертикальном круге всегда можно отъюстировать.

[AlexYu]

У меня теодолит 2Т30 с маленькими советскими насадками. Приобретение длинных тоже рассматривал, но их стоимость дороже стоимости моего теодолита.
Цитата

    2т5к

Я предпочитаю теодолит без компенсатора: если оборвется торсион, то ремонт только в сервис-центре, а уровень при вертикальном круге всегда можно отъюстировать.

Вот и у меня так же. Насадки дороже теодолита.  И без компенсатора мне тоже нравится больше. Но какой взял, такой уже и взял. Не брать же еще один. И не потому, что денег нет, а потому что складывать негде А вообще жду АШТ. Он удобнее. А точность для развлечения не обязательна. Хотя и хочется поточнее. Но по возможности.

А вообще я теодолит недавно только взял в руки. Потому и прокололся при проверке на почте (можно было вернуть, если бы на месте разобрался). Разобрался уже только дома, что у него шкал не видно.

Кстати, а вас АШТ нет? Где там подсветка, куда светить при проверке? А то еще один  притащу домой, а он тоже порченный. Полного описания не нашел.

[Карат]

Я предпочитаю теодолит без компенсатора: если оборвется торсион, то ремонт только в сервис-центре,

 У меня тоже было такое заблуждение, но только до тех пор, пока я не разобрался в конструкции компенсатора.
То, что вы называете торсионом, есть плоская стальная пружина толщиной 0,7 мм длинной около 20-25 мм и шириной 5-7 мм. На этой пружине подвешена рамка компенсатора, ход которой ограничен в пределах 3-4 мм. Порвать или повредить пружину практически невозможо, если только не уронить прибор на бетон.
Настройка компенсатора дело не совсем простое, но интересное, и доступное настойчивому человеку, там есть над чем поломать голову.
Но в работе компенсатор в разы удобнее ампулы. Дело в том, что с изменением температуры, или влажности, или проседания ног треноги, уровень постоянно уходит, и требует корректировки при каждом измерении.

[Карат]

Можно вычисления сделать несколько иначе. Разбить параллактический треугольник на два прямоугольных треугольника. Тогда большинство формул оказываются, как говорят в морской астронавигации, логарифмическими. Т.е. содержащие лишь произведения без сложений/вычитаний. С такими формулами удобно работать прологарифмировав их. Логарифм переводит произведения/частные в суммы/разности и ничего перемножать тогда вообще не надо.

Всё это очень интересно с точки зрения теории, и будет полезно математикам теоретикам.
Но у вас пока нет единой методики проведения каких либо определений. Чтобы теория ожила надо разработать подробную детальную инструкцию.
Определения даже по проверенным методикам совсем не так просты, как кажется на первый взгляд.
В реальных условиях геодезы отрабатывают свои навыки на полигонах, где определяют координаты точек с точно известными координатами, и поверьте, учатся они этому даже не один месяц.

Поэтому, ждем от вас подробной инструкции со всеми  формулами и необходимой практикой. 😁

[AlexYu]

В реальных условиях геодезы отрабатывают свои навыки на полигонах

Нынче в реальных условиях надо приемник GPS и все. Хотя не все тут так просто, вон говорят, что в Москве и Питере GPS нынче не работает (показывает чушь, не имеющую отношения к реальности). Так как война, работает РЭБ (радиоэлектронная борьба). Вот еще все спутники как посбивают... Так что и морякам и геодезистам очень даже не грех вспомнить о звездах. Хотя геодезистам все же несколько проще, у них геодезические пункты есть. А вот в море ничего такого нет.