Mavzuga oid savollar.
1. Yer usti lazerli skanerlar nechta guruxga bo‘linadi?
2. Yer usti lazerli skanerlarning metodik xatoliklari qanday aniqlanadi?
3 Dalnomer blokini ishlash aniqligi qanday topiladi?
4.7. Yer lazer skanerlari bilan masofa va burchak o‘lchash aniqligiga
atmosferaning ta’siri.
Yerusti lazerli skanerilari bilan o‘lchangan kattaliklarga (masofalar,
gorizontal va vertikal burchaklar, signal qaytgan ob’ekt rangini intensivligi vav
realigiga) atmosfera hammadan ham uni yerga yaqin qatlami salbiy ta’sir etadi.
Atmosferani bu qatlamida havo zichligi, havo massasini xarakati va fluktuatsiyasi
sezilarli darajada o‘zgarib boradi, bu esa yorug‘lik nurini tarqalish tezligiga va
nurlanish yo‘nalishini o‘zgarishiga (refraksiya xossasi), hamda akslanayotgan
signalni intensivligini kamayishiga va rangni uzatish buzilishiga (“tutun”
effektiga) olib keladi.
Yorug‘lik nurlariga refraksiyaning ta’sirida dalnomer bloki geometrik to‘lqin
uzunligi o‘rniga unga nisbatan uzun bo‘lgan optik to‘lqin uzunligini o‘lchaydi.
- 204 -
Bundan tashqari atmosfera nurlanishini fizik parametrlarini o‘zgartiradi, bu esa
atmosferada to‘lqin kuchi yutilishi va tarqalishi oqibatida uni so‘nishini
(intensivligini pasayishini) va atmosfera havosini turbulentligi ta’sirida to‘lqin
parametrlarini tasodifiy o‘zgarishlarini keltirib chiqaradi.
Atmosfera ta’sirida elektromagnit to‘lqini tebranishini so‘nishi barcha
Yerusti lazerli skaneri qo‘llaniladigan optik diapazon uchun hammadan ham
xarakterli. Ushbu ko‘rinishdagi atmosfera ta’siri birinchi navbatda skanerni ta’sir
uzoqligini kamayishiga va yerdan lazer s’yomkasini ob’ektni qaytarish
xususiyatini noto‘g‘ri aniqlashga olib keladi.
Turbulentlik ta’sirida elektromagnit to‘lqining parametrlarini tasodifiy
o‘zgarishiga amplitudaning fluktuatsiyasi (intensivligi), fazalar, chastotalar,
qutblanishlar, to‘lqinni tarqalish yo‘nalishi va lazer nurini tarqalish burchagi
kiradi. Fluktuatsiyani ta’siri priyomnik chiqishida shovqin quvvatini spektral
zichligini oshishi bilan namoyon bo‘aldi, natijada “signal/shovqin” nisbati
yomonlashadi. Fluktuatsiya hammadan ham optik diapazonda o‘lchashda kuchli
seziladi. Atmosfera turbulentligini ta’sirini yo‘qotish uchun o‘lchash uchun eng
qulay sharoitni tanlab olish kerak, geodeziya amaliyotida bu vaqtga “sokin tasvir”
vaqti deyiladi.
Yorug‘lik tezligini aniqlash xatosiga ko‘pgina faktorlar ta’sir etadi. Bular
ichida skaner va ob’ekt nuqtasi orasidagi sinish ko‘rsatgichini aniqlash xatoligi
hisoblanadi. Xozirgi vaqtda yorug‘likni vakuumdagi tezligi 10
-9
nisbiy xatolik bilan
olingan, bu yorug‘lik tezligini atmosferada aniqlashni umumiy xatoligiga sezilarli
ta’sirini o‘tkazmaydi. Sinish ko‘rsatgichini xatosi lazer nuri bo‘ylab dispersion
tashkil etuvchi va meteoparametrlarni aniqlash xatoligiga bog‘liq. Signal manbai
sifatida torspektrli lazer signalidan foydalanish (xazirgi yaratilayotgan barcha
yorug‘lik dalnometriyalari va lazer skanerlariga xarakterli) dispersion xatoni
inobatga olmaslikka yo‘l qo‘yadi.
Sinish ko‘rsatgichi n konkret sharoit uchun havo xichligi funksiyasi
hisoblanadi, uni aniqlash uchun barometr va psixrometr yordamida havo bosimi,
- 205 -
xarorati va namligi o‘lchanadi. Yorug‘lik dalnomeri va Yerusti lazerli skanerilarda
masofaaa o‘lchash prinsipi o‘xshashligini hisobga olib, meteo ma’lumotlarni
inobatga olib, ob’ektni skanerlashdagi elektromagnit to‘lqinini sinish
ko‘rsatgichini hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalanamiz:
𝑛
𝑅
= 1 +
𝑛
𝐺
−1
1+𝛼(𝑇+273.16)
∙
𝑝
760
−
55𝐸
1+𝛼(𝑇+273.16)
∙ 10
−9
, (4.7.1)
bunda α – gaz doimiysi, 1/273,16ga teng;
r – atmosfera bosimi, mm simob ustunida;
Ye – hvoni absolyut namligi, g/m
3
da;
T – havo xarorati, Kelvinda;
n
G
– standart havoni sinish ko‘rsatgichi, quyidagi formula bilan hisoblanadi:
(𝑛
𝐺
− 1)10
7
= 2876,04 +
16,288
𝜆
2
+
0,136
𝜆
4
, (4.7.2)
bunda λ – nurlantirgich to‘lqin uzunligi.
Zich muhitda (xususan havoda) elektromagnit to‘lqinini tarqalish tezligi,
yuqoridagi formulalardan ko‘rinib turibdiki, muhit va elektromagnit to‘lqin
uzunligini fizik xususiyatlariga bog‘liq. Normal muhit sharoitida konkret to‘lqin
uzunligi uchun elektromagnit to‘lqinini sinish ko‘rsatgichi quyidagi formula bilan
hisoblanishi mumkin:
(𝑛 − 1)10
−8
= 𝐴 +
𝐵
𝐶−𝜎
2
+
𝐷
𝐸−𝜎
2
+
𝐹(𝐺−𝜎)
𝐾+(𝐺−𝜎
2
)
, (4.7.3)
bu yerda A,B,C,D,E,F,G,K – koeffitsientlar. Turli mualliflar ushbu
koeffitsientlarning qiymatini turlicha taklif etishlarini hisobga olib, bu yerda
ularni qiymatlari keltirilmaydi; σ – vakuumdagi to‘lqin uzunligiga teskari kattalik,
mkm
-1
da.
Elektromagnit nurlanish asosida dalnomerdan o‘lchash natijalariga
atmosfera sharoitini hisobga olish muammosini yechish uchun turli usullar
qo‘llaniladi, bular ichida eng samaradorli deb o‘rtacha integral sinish
ko‘rsatgichini dispersion usul bilan (4.7.3) formuladan foydalanib aniqlash
hisoblanadi.
- 206 -
Bu usulni amalga oshirishda odata turli elituvchi chastota bilan ikkita
nurlantirgich qo‘llaniladi. Fizikaviy mohiyatini olganimizda gorizontal refraksiya
turli atmosfera qatlamlarida elektromagnit to‘lqinini sinish ko‘rsatgichini
funksiyasidir. Lokal bir jinsli bo‘lmagan atmosfera uchun ushbu funksional
bog‘lanishni matematik ifodalash juda ham murakkab bo‘ladi. Shuning uchun
amaliyotda gorizontal refraksiyani hisobga olish uchun atmosferani intergal
ko‘rsatgichlari (xarorat, bosim va namlik) kirgan formuladan foydalaniladi. Turli
mutaxassislar tomonidan o‘tkazilgan tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki inshootni
refraksion maydoni yo‘nalishlarni o‘lchashdagi o‘zgarishlarga sezilarli ta’sir etadi
(nur inshootdan 1,5 metrdan yaqin masofada o‘tganda gorizontal burchak
20"gacha o‘zgaradi).
Refraksiyalar ichida eng o‘rganilgani vertikal refraksiya hisoblanadi, uni
hisobga olish uchun harorat va bosimni o‘lchash talab etiladi. Yerusti lazerli
skanerilarning asosini 50Gs chastotadan kam bo‘lgan vibratsiyasi, burchak va
masofa o‘lchashda xatoga olib keladi. Vibratsiya asbobni o‘lchanayotgan chiziq
bo‘ylab unga ko‘ndalang gorizontal va vertikal tekisliklarda siljishiga sabab
bo‘ladi.
Vibratsiya asosan dalnomer o‘lchovlariga ta’sir etadi, u lazer taramiini
berilgan yo‘nalishga nisbatan tartibsiz siljishini keltirib chiqaradi va tasodifiy
amplituda va fazaviy modulyatsiyasiga olib keladi. Asbob vibratsiyasi oqibatida
modullovchi signalni amplitudasini tasodifiy o‘zgarishi multiplikativ xalalariga
ekvivalent tarzda ta’sir etadi. Multiplikativ ta’sir o‘lchangan masofalarda sezilarli
o‘zgarishlar keltirib chiqaradi. Tasodifiy fazaviy modulyatsiya, fazaviy bir jinsli
bo‘lmagan modullangan nurlanish bilan bog‘liq va keltirilgan tadqiqotlarga
qaraganda o‘lchangan 1-2 mm xatolik keltirib chiqaradi. Yerusti lazerli skaneri
asbobi ob’ektdan 20-30 metrda turganda, vibratsiya ta’sirida masofa o‘lchashdagi
xatolik, vibratsiya bo‘lmagan xoldagi xatodan 40-50%gacha oshadi. Ob’ektdan
60-70 metrda bo‘lgan xato 3-4 marta o‘sadi, 80-90 metr masofada esa xato 10
- 207 -
santimetrdan 15 santimetrgacha bo‘lishi mumkin. Vibratsiya ta’siri doim
o‘lchanayotgan masofani kattalashtirishga olib keladi.
Ushbu bo‘limda ko‘rib chiqilgan skanerlash aniqligiga ta’sir etuvchi faktorlar,
yerdan lazerli s’yomkani bajarishda amaliy jihatdan hisobga olinmaydi.
O‘rganilgan adabiyotlarga asoslanib takidlashimiz mumkinki, ular skanlarni
metrik xarakteristikalarini sezilarli darajada yomonlashtiradilar.
| 