Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка методики поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского на основе исследований его геометрических зависимостей

Диссертация: Разработка методики поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского на основе исследований его геометрических зависимостей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования Москва — 1997, на Всероссийской научно-технической конференции «Неделя горняка-97» (Москва, МГГУ, февраль 1997 г.), Региональных конференциях (Магадан, МфХГТУ март 1996 г., апрель 1997 г., СМУ май 1998 г.) и кафедре Маркшейдерского дела и геодезии (МГГУ… Читать ещё >

Содержание

  • 1. АНАЛИЗ СТЕРЕОПРОЕКТИРУЮЩЕГО МЕТОДА МАРКШЕЙДЕРСКОЙ СЪЕМКИ И УСТРОЙСТВА, ЕГО
  • РЕАЛИЗУЮЩЕГО
    • 1. 1. Сущность стереопроектирующего метода маркшейдерской съемки
      • 1. 1. 1. Блок — схема стереопроектирующего метода маркшейдерской съемки
      • 1. 1. 2. Геометрические принципы, заложенные в стереопроектирующий метод маркшейдерской съемки
      • 1. 1. 3. Производство маркшейдерской съемки стереопроектирующим методом
    • 1. 2. Стереопроектор маркшейдерский СПМ — 1, реализующий стереопроектирующий метод маркшейдерской съемки
      • 1. 2. 1. Принципиальная схема устройства, реализующего стереопроектирующий метод съемки
      • 1. 2. 2. Главное условие стереоскопического дальномера
      • 1. 2. 3. Описание конструкции СПМ
    • 1. 3. Анализ основных недостатков, присущих описанному выше методу и устройству
      • 1. 3. 1. Исследования зависимости масштаба съемки от величины масштабного зазора
      • 1. 3. 2. Исследование изменения величины масштабного зазора от угла поворота дально-мерной линейки
      • 1. 3. 3. Исследование влияния факторов, связанных с технологическими возможностями, на точность измерений
    • 1. 4. Цели и задачи исследований
  • 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО УЗЛА И ВЫБОР ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ
    • 2. 1. Исследование и выбор отклоняющего и компенсирующего элементов оптического узла
      • 2. 1. 1. Исследование и выбор отклоняющего элемента оптического узла
      • 2. 1. 2. Исследование аберрации оптической системы и выбор компенсирующего элемента
    • 2. 2. Исследование зависимости угла отклонения визирного луча от угла поворота оптического узла
    • 2. 3. Выбор параметров оптической системы
    • 2. 4. Исследование и расчет рабочей поверхности дальномерной линейки
  • 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОВЕРОК И ЮСТИРОВОК СТЕРЕОПРОЕКТОРА МАРКШЕЙДЕРСКОГО
    • 3. 1. Описание конструкции СПМ
      • 3. 1. 1. Высотно — проектирующий узел
      • 3. 1. 2. Оптический узел
    • 3. 2. Исследование геометрических зависимостей стереопроектора маркшейдерского (СПМ-2)
      • 3. 2. 1. Вывод формулы общего случая хода визирного луча через оптическую систему
      • 3. 2. 2. Исследование источников возникновения погрешностей измерений
      • 3. 2. 3. Исследование геометрических зависимостей между источниками погрешностей и различными параметрами оптической системы
      • 3. 2. 4. Теоретические исследования, с использованием методов математического моделирования, влияния различных источников погрешностей на результаты измерений
      • 3. 2. 5. Исследование и разработка компенсационного способа поверок и юстировок
    • 3. 3. Методика поверок юстировок СПМ-2 на основе компенсационного способа
    • 3. 4. Результаты испытаний и внедрения стереопроектора маркшейдерского (СПМ-2)

Разработка методики поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского на основе исследований его геометрических зависимостей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. Практика маркшейдерских и геодезических работ показала, что дальнейшее повышение производительности труда связано с созданием новых технических средств и методов съемки.

По сравнению с ведущими зарубежными странами в нашей стране уровень автоматизации производства во всех видах топографо — маркшейдерских работ остается крайне низким. На полевых и камеральных работах сохраняется значительная доля ручного труда из-за отсутствия приборов, соответствующих современным требованиям как по назначению, так и по качеству изготовления.

Однако даже в странах, играющих ведущую роль в области маркшейдер-ско-геодезического приборостроения, возникла тупиковая ситуация, связанная с тем, что несмотря на высокий уровень автоматизации съемок с применением современных электронных геодезических приборов не решается проблема, связанная с необходимостью перемещения рабочего с рейкой или отражателем по снимаемой поверхности.

Для решения этой актуальной на сегодняшний день проблемы нами был предложен новый метод маркшейдерской съемки, получивший название стерео-проектирующий метод маркшейдерской съемки, и разработано устройство для его реализации — стереопроектор маркшейдерский (СПМ).

Предложенный метод и устройство, его реализующее, позволяют произвести съемку одному человеку и при этом точно и подробно составить топографический план непосредственно на местности.

Однако применение существующего стереопроектора маркшейдерского не позволяет получить необходимой степени точности построения топографиче-" ского плана местности, обусловленное нарушением его геометрических зависимостей*.

Поэтому разработка методики поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского на основе исследования его геометрических зависимостей является актуальной научной задачей.

Цель работы. Установление геометрических зависимостей стереопроек тора маркшейдерского для разработки методики его поверок и юстировок, по зволяющей повысить точность построения топографического плана местности.

Идея работы состоит в использовании геометрических зависимостей дл5 повышения точности измерений стереопроектором маркшейдерским.

Научные положения, разработанные лично автором, и их новизна:

1. Стереопроектирующий метод маркшейдерской съемки, основанный ш сканировании мнимой измерительной маркой реальной физической поверхности при помощи тангенциального поворота собирающей линзы, позволяющего осуществлять равномерное наведение и исключить влияние величины масштабного зазора на результаты измерений.

2. Впервые разработан компенсационный способ поверок и юстировок. основанный на выявлении взаимного влияния различных источников погрешностей на результаты измерений методами математического моделирования в программной среде Mathcad 7, позволяющий разработать новую методику поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского.

3. Разработана новая методика поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского, основанная на компенсации в полевых условиях взаимного влияния параметров, являющихся источниками погрешностей, при помощи соответствующих им котировочных устройств, позволяющая получать результаты измерений в пределах допустимой точности.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются:

— использованием теоретических предпосылок, базирующихся на геодезических и стереофртограмметрических методах съемки, примененных для разработки стереопроектирующего метода съемки, результаты использования котоА poro согласуются с вышеперечисленными известными методами;

— удовлетворительной сходимостью результатов маркшейдерской съемки стереопроектором маркшейдерским СПМ- 2 с известными маркшейдерскими методами, погрешность результатов съемки не превышала 1% на всем диапазоне.

Научное значение работы заключается в установлении геометрических зависимостей стереопроектора маркшейдерского при тангенциальном повороте его оптической системы, использования их для усовершенствования стереопро-ектирующего метода маркшейдерских съемок, и в разработке компенсационного способа поверок и юстировок.

Практическое значение работы заключается в разработке принципиального нового, стереопроектирующего метода маркшейдерских съемок, позволяющего повысить производительность труда при маркшейдерских съемках.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Внедрение нового устройства в производство выполнено на действующем горнодобывающем предприятии «Разрез Тал-Юрях».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования Москва — 1997, на Всероссийской научно-технической конференции «Неделя горняка-97» (Москва, МГГУ, февраль 1997 г.), Региональных конференциях (Магадан, МфХГТУ март 1996 г., апрель 1997 г., СМУ май 1998 г.) и кафедре Маркшейдерского дела и геодезии (МГГУ, октябрь 1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из трех глав, заключения, 6 приложений, 2 таблиц, 34 рисунков и содержит список литературы из 66 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность своим коллегам Байдо Т. Я., Ни-колаенко А.П., Амербекову И. И., Суворовой A.M., Титову A.B., Титовой C.B. за помощь при разработке и изготовлении макетного образца прибора и оформлении раЬоты.

Особую признательность автор выражает своему научному руководителю проф., д.т.н. Тригеру JIM. и доц., к.т.н. Арыштаеву И. Б. за ценные указания и помощь в течение всего времени работы над диссертацией.

Выводы.

В результате исследований проведенных в третей главе разработаны:

1. Компенсационный способ поверок и юстировок, основанный на выявлении взаимного влияния различных источников погрешностей на результаты измерений методами математического моделирования в программной среде Mathcad 7, позволяющий разработать методику поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского.

2. Методика поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского основанная на компенсации в полевых условиях взаимного влияния, выявленного методами математического моделирования, параметров, являющихся источниками погрешностей, при помощи соответствующих им котировочных устройств, позволяющая получать результаты измерений в пределах допустимой точности.

Рис. 3.15 Результаты съемки стереопроектором маркшейдерским (СПМ-2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации дано решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке методики поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского на основе исследований его геометрических зависимостей, позволяющей повысить точность построения топографического плана местности, усовершенствовать стереопроекти-рующий метод маркшейдерских съемок, использующий эффект мни-, мой измерительной марки, и разработать компенсационный способ поверок и юстировок.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Стереопроектирующий метод маркшейдерской съемки, основанный на сканировании мнимой измерительной маркой реальной физической поверхности при помощи тангенциального поворота собирающей линзы, позволяющего осуществлять равномерное наведение и исключить влияние величины масштабного зазора на результаты измерений.

2. Впервые разработан компенсационный способ поверок и юстировок, основанный на выявлении взаимного влияния различных источников погрешностей на результаты измерений методами математического моделирования в программной среде МаШсаё 7, позволяющий разработать новую методику поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского.

3. Разработана новая методика поверок и юстировок стереопроектора маркшейдерского, основанная на компенсации в полевых условиях взаимного влияния параметров, являющихся источниками погрешностей, при помощи соответствующих им котировочных устройств, позволяющая получать результаты измерений в пределах допустимой точности.

4. Лабораторные и полевые испытания макетного образца СПМ-2, подтвердили эффективность предложенной методики поверок и юстировок, а также возможность применения усовершенствованного стереопроектирующего метода маркшейдерских съемок не только на открытых горных работах, но и при выполнении гидрографических съемок.

5. Внедрение стереопроектирующего метода маркшейдерских съемок с получением готового плана на действующем горном предприятии «Разрез Тал-Юрях» показало его эффективность и высокую производительность и позволяет получить экономический эффект 32 000 (тридцать две тысячи) рублей в год в ценах 1998 г.

Сравнение результатов съемки с известными методами измерений показало удовлетворительную точность положения контуров местности в поле.

Дальнейшие перспективы исследований.

Необходимо проведение исследований в области автоматизации стереопроектора маркшейдерского, заключающихся в снабжении его преобразователями «угол-код», «расстояние — код», электронными устройствами для распознавания образов, устройствами для записи полученной информации в цифровом виде с целью дальнейшей ее обработки ее на ЭВМ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. C.B. Линейные конгруэнции проективной и линейчатой геометрий и ближайшая связка проектирующих лучей. Геодезия картография 1992, № 6, с. 25.
  2. И.Т., Лисицкий Л. В. Автоматизация крупномасштабного картографирования: Проблемы, пути, решения. Геодезия и картография № 11, 1979.
  3. Е.П., Сулим М. К. Устройство для считывания графической информации. A.C. СССР № 514 311 М.КЛ. G06k 11/00
  4. A.C., Бутусов М. М., Гречка Г. П. и др. Лазерные измерительные системы (под редакцией Д. П. Лукьянова -М.: Радио и связь, 1981)
  5. К.И., Горушкин A.B., Скиба Н. В. Устройство для измерения углов A.C. СССР № 1 245 885 AI G 01С 1/00.
  6. В.Д., Демушкин А. И., Колюшин Е. Б. Электронно оптический способ определения расстояний. A.C. № 178 507 от 22.01.66. Бюллетень № 3, 1966.
  7. Борщ-Компаниец В. И. Геодезия. Маркшейдерское дело. Москва, «Недра», 1989.
  8. В.А. Основы геодезии и маркшейдерского дела. Москва, «Недра», 1989.
  9. К.С., В.М. Щербатов. Маркшейдерские импульсные дальномеры и их применение. Москва, 1990.
  10. М. Электронные теодолиты и тахеометры М.: «Недра», 1978.
  11. A.A., Афанасьев А. М. Геодезические свето и радио-дальномеры. Москва, «Недра», 1988.
  12. A.A., Малорацкий Л. Г., Фрумович В. Л. Высокоточная система навигаций. Зарубежная радиоэлектроника № 10, 1980.
  13. В.И. Организационные и экономические аспекты автоматизации крупномасштабного картографирования. (Труды НИИПГ, вып.З. М.: ОНТИ ЦНИИГАиК, 1979.
  14. В.И., Спиридонов В. А. «Городской кадастр и его картографо- геодезическое обеспечение». М., Недра, 1992.
  15. B.C. и др. Лазерная система для автоматизации топографической съемки местности. Геодезия и картография, 1986 г. Жур. № 10, стр. 38−41.
  16. H.A. Маркшейдерско-геодезические инструменты и приборы. Москва, «Недра» 1968.
  17. В.Е. Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве. Москва, «Высшая школа», 1982.
  18. ФД. Практическая передача данных. М., Мир, 1989−271 с.
  19. А.И. Геодезические приборы. Справочник, М., «Недра» 1989., 155−177 с.
  20. И.Г., Гук А.П. Полигон для исследования систем, формирующих изображение. Геодезия и картография, 1994, № 1, с. 24.
  21. Я.М., Шиллингер В. И. Трехкоординатные топопривязчики (Исследования по геодезии, аэрофотосъемки и картографии № 4/3 1978.
  22. Инструкция по производству маркшейдерских работ. Москва, «Недра» 1987
  23. Исследование методов автоматизации геодезических работ при крупномасштабном картографировании (Научно-технический отчет. М: МИИЗ. № 78 075 144. 1978.
  24. В.И., Плешков В. Г. Определение точек взаимного пересечения объектов местности, представленных в цифровом виде. Геодезия и картография 1994, № 2 с. 50.
  25. Р.П. Об анализе себестоимости топо-графо-геодезических работ. Геодезия и картография-№ 11, 1978.
  26. Ф.Г., Виноградов В. В., Шарапов В. В. Способ определения пространственных координат объекта. АП.С. СССР № 1 155 850 А. М. Кл. С 01 с 1/00.
  27. Ф.Г. «Автоматизированные системы для геодезических измерений» М., «Недра», 1991.
  28. С. Электронные измерения в навигации. Пер. с англ. -Москва, «Недра», 1981 480с.
  29. Д.В. «Основные принципы цифрового картографирования местности» М., «Недра», 1988.
  30. А.Н., Буров М. И., Краснопевцев Б. В. «Фотограмметрия». М., «Недра», 1987.
  31. В.И., Хасан Ахмад (Сирия) Исследование области сходимости при вычислении координат способом линеаризированных интераций. Геодезия и картография 1994, № 6 с. 31.
  32. B.C. Практикум по курсу геодезические приборы, Москва, «Недра» 1974.
  33. П.В. Основы информационной теории измерительный устройств. Ленинградское отделение изд-ва «Энергия», 1968 г.-248 с.
  34. Д.Н., Герасименко Г. И., Акимов А. Г. и др. «Маркшейдерское дело» М.: «Недра», 1981.
  35. А.Н. «Справочник по маркшейдерскому делу» М.: «Недра», 1973.
  36. В.З. Радио и свето-дальномеры. Москва, «Недра», 1980.
  37. B.C. Геодезические приборы. М.: «Недра», 1987.
  38. В.Н. и др. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках. Справочник. Москва, «Недра» 1989 г. стр. 20
  39. Проспект фирмы Sokkisha RED-mini Get Carried A way with the latest ligntest EDM
  40. Проспект фирмы Wild. Wild DISTOMAT DT 42
  41. В.Д. Исследование мерологических параметров временного метода угловых измерений. Журн. Геодезия и картография № 10, 1984 г. стр.9−12.
  42. Состояние и основные направления автоматизации процессов создания карт и планов. Обзор № 31. М.: ОНТИ ЦНИИГАиК, 1977
  43. Справочник по специальным функциям. Под ред. М. Абрамовица и И. Стиган. М.: «Наука», 1979.
  44. Ф.Е. Теоретические основы информационной техники. М.: Энергоатомиздат, 1987 -136 с.
  45. B.B. «Исследование некоторых геометрических зависимостей стереопроектора маркшейдерского» Сборник статей V научной конференции «Идеи, гипотезы, поиск», СМУ г. Магадан 1998.
  46. A.M. О измерении физических величин путем приближения их к истинному значению подходящими и рациональными дробями. Сб. Системы контроля параметров электроустройств и приборов. Изд. КПИ, Киев, 1989.
  47. A.M., Аюбавский Н. Я., Шахрай A.B. Устройство для определения положения объекта относительно исходного направления. Положительное решение ВНИИГПЭ к заявке № 4 704 977/24−10 от 22.05.90.
  48. A.M., Аюбавский Н. Я., Грушин A.A., Тригер A.A. A.C. № 1 681 636.
  49. A.M., Мининг С. Э., Михайлов В. А., Тырса В. Е. Способ определения координат объекта. A.C. СССР М. Кл. G 01с 1/00 № 402 736.
  50. A.M., Мининг С. Э., Михайлов В. А. Устройство для контроля отклонения от прямолинейности объекта. A.C. СССР М. Кл. G 01 В 11/30 № 375 477.
  51. A.M. О мерах сканирующей тахеометрии. Колыма № 5 Магадан, 1990.
  52. A.M., Букринский В. А., Топчевский A.A., Без-зубов Ю.В., Колесников Ю. Ф. Способ маркшейдерского контроля открытых горных работ. A.C. СССР М. Кл.2 Е 21 С 39/00, Е 21 G 41/00 № 762 482.
  53. Л.М., Гнатюк А. И., Гнатюк В. И., Мининг С. Э., Михайлов В. А., Тырса В. Е. Лазерный тахеометр. A.C. СССР М. Кл.2 G 01 С 1/02 № 501 616.
  54. Л.М., Арыштаев И. Б. Способ топографической съемки поверхности и устройство для его осуществления. Патент № 2 102 706
  55. А.М., Тригер А. Л., Арыштаев И. Б. Новый сте-реопроектирующий способ съемки. Тезисы докладов. Новосибирск, 1994.
  56. Л.М., Арыштаев И. Б., Титова В. В., Тригер A.A. Основы стереопроектирующего метода маркшейдерских съемок. Маркшейдерский вестник № 2, 1997.
  57. Л.М., Арыштаев И. Б., Титова В. В., Тригер A.A. Некоторые теоретические основы стереопроектирующего метода съемки. Колыма № 2, 1997.
  58. А.П., Аствацатуров Е. Л., Кораблев д.П., и др. «Наземная стереофотограмметрическая съемка горных разработок». М.: «Недра», 1979.
  59. В.Е., Гнатюк В. И. Устройство для определения координат объекта. A.C. СССР № 828 813
  60. .В. Прикладная оптика. Геодезиздат М.: 1947.
  61. Ю.Г., Луканцев В. Н., Колосов М. П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. -М.: Радио и связь. 1981−180с.
  62. Deumlih F. Electrooptishe Kurstreckenmesgerate -Warmessungstechnik- 1982 № 4, s 112−115.
  63. Das Markscheidewesen in den sozialistischen Landern VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig 1982.
  64. Kellie A.C. Au eraluation of fuld tecnuiguez for topographic mapping. Proc. Awer Cougr Surv and Map.p. 39 th ins Mat., Washington, O.C., 1979. Falls Church, Va, 1979, p. 71−485.
  65. Untersuchung von Distaurmesteil Distanz mes mittlerer Reichweite AGA Ceodimeter 14 and Hewet Kard 3808 A BDVI -Forum, 1982, 32, 1979 № 4, s. 161−170.
  66. Зависимость угла отклонения визирного луча у от измеряемого расстоянияВ1. Чу = — sr DУ1. О где В базис стереопроектирующего дальномера равный 0,4 м
  67. Расстояние до снимаемой точки на местности D (м) Угол отклонения визирного луча у (0,/,//)10 2°17/26//, 2050 27/30//, 8 100 13/45//, 5 150 9/10//, 4 200 6/52//, 53 300 4/35//, 02
  68. Зависимость угла поворота, а оптической системы от измеряемого расстояния Б
  69. Расстояние до снимаемой точки на местности D (м) Угол поворота оптической системы, а р././/)10 2°23/09//, 4050 11 046/05//, 84 100 22°37/11//, 51 150 32°00/19//, 38 200 39°48/20//, 6 300 51°20/24//, 69
  70. Зависимость угла поворота, а оптической системы от измеряемого расстояния И
  71. Расстояние до снимаемой точки на местности D (м) Угол поворота оптической системы, а (о,/>//)10 2°23/09//, 4050 11 046/05//, 84 100 22°37/11//, 51 150 32°00/19//, 38 200 39°48/20//, 6 300 51°20/24//, 69amax = а!0 «300 = 57'15».29
  72. АКТ ИСПЫТАНИИ МЕТОДИКИ ПОВЕРОК И ЮСТИРОВОК СТЕРЕОПРОЕКТОРА МАРКШЕЙДЕРСКОГО1. СПМ 2.г. Магадан
  73. Испытания проводились с 11 апреля 15 апреля 1998 г.
  74. Испытания заключались в проведении поверок и юстировок, по предложенной Титовой В. В. (автором: диссертации) компенсационной методике поверок юстировок, и проверке точности измерений на эталонных точках.
  75. Для подтверждения надежности методики поверок испытания проводились дважды, при этом начальные параметры оптического узла СПМ-2 произвольно сбивались и контрольные измерения повторялись.
  76. Результаты расхождений контрольных измерений с эталонными значениями приведены в приложении к акту.
  77. Результаты испытаний показали надежность методики поверок и получение требуемую точности измерений высот точек на всем диапазоне измерений.
  78. Влияния колебания влажности и температуры на результаты измерений, во время испытаний, не обнаружено.
  79. Рекомендовать использовать компенсационный способ при разработке методик поверок и юстировок других классов маркшейдерских и геодезических приборов.1. РЕКОМЕНДАЦИИ
  80. Проф., д.т.н. Доц., к.т.н. Инж.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?