kniga_9

Після введення Z виправлені глибини заокруглюють залежно від глибин:

0–10 м з точністю заокруглення 0,1 м

10–20 м з точністю заокруглення 0,2 м

20–50 м з точністю заокруглення 0,5 м

50–більше з точністю заокруглення 1,0 м

При необхідності також будують графіки поправок за відхилення швидкості звуку в воді ZV і відхилення числа обертів

електродвигуна лунолота Zn від номінального. Глибини, виміряні

ручним лотом і рибалотом, виправляються поправкою за даними компарування на початку і в кінці робочого дня. Якщо лотлінь виявиться коротшим відповідного відрізка компаратора, то поправку супроводжують знаком мінус, якщо довшим – знаком плюс. При використанні рибалота додатково вводяться поправки за відхилення лотліня від вертикалі, які вибирають із спеціальних таблиць.

§186. Опрацювання лунограм і журналів проміру. Нанесення глибин на звітний планшет

Після перевірки всіх польових матеріалів і складання таблиць або графіків поправок лунолота приступають до опрацювання лунограм з метою відбору глибин для нанесення їх на звітний планшет.

До опрацювання лунограм входять наступні основні етапи:

1.Перевірка і розмітка лунограм.

2.Відрахування глибин.

3.Виправлення глибин.

Під час перевірки лунограм перевіряють:

1.Дешифрування глибин на ділянках з складними записами.

2.Відмічають місця, де відхилення частоти обертання електродвигуна лунолота і напруги бортової мережі перевищують установлені допуски, з метою подальшого введення поправок.

3.Відмічають місця пропусків запису профілю дна.

Після перевірки лунограми складають в “гармонію” за розмірами так, де вони будуть зберігатись. При розмітці лунограм проміжки між лініями двох суміжних оперативних відміток повинні ділитись на рівні частини з таким розрахунком, щоб на знімальному оригіналі топографічної карти шельфу глибини розташовувались:

при складному рельєфі і глибинах до 100 м

при складному рельєфі і глибинах більше 100 м – через 8–12 мм;

при плавновому рельєфі, незалежно від глибин – через 15–20 мм.

295

На лунограмі через намічені при розмітці глибин точки олівцем проводять прямі, паралельні до лінії оперативних відміток по всій ширині робочої частини лунограми. Більш короткими лініями відмічають на лунограмі екстремальні глибини, точки значних змін крутизни схилу, якщо вони не попадають на раніше проведені лінії. Глибини знімають з лунограм з максимально можливою точністю, залежно від діапазону і масштабу запису глибин. Їх значення записують без заокруглення кольоровим олівцем на лунограмі біля лінії дна на продовженні прямої, яка з’єднує місце вибраної глибини з її проекцією на нульову лінію. Місця вибраних глибин відмічають на лунограмі олівцем. Глибину, виправлену поправками, записують чорнилом, без заокруглення біля виміряної глибини. При відборі глибин, виміряних при хитавиці, проводять попереднє згладжування зубчастої форми запису рельєфу дна. Для цього по максимуму і мінімуму пилоподібного профілю проводять обгинаючі криві. Між ними посередині проводять криву, яку приймають за середній профіль дна. Глибини знімають від верхнього краю нульової лінії до проведеної середньої лінії дна. Відбір і відраховування глибин з лунограми виконують в дві руки. Обробка глибин, виміряних міркою, ручним лотом, рибалотом, полягає в виправленні їх поправками за рівень, за компарування, а в випадках рибалота – за відхилення лотліня від вертикалі. Поправки вибирають із зведених таблиць поправок і записують чорнилом у відповідні графи журналу проміру.

Виправлені загальною поправкою глибини без заокруглення записують в журнал проміру чорнилом під відповідними виміряними глибинами. Відбір глибин для нанесення на звітний планшет виконується за правилами лунолотного проміру. Глибини на звітний планшет наносять з усіх виконаних галсів як основних, так і контрольних з таким розрахунком, щоб на звітному планшеті вони відображали підводний рельєф обстежуваної ділянки з найбільшою повнотою до найменших подробиць. Нанесення глибин на звітний планшет виконується після нанесення на нього точок визначення місця судна. Точки виміряних глибин наносять з максимально можливою точністю. Нанесення виконується шляхом поділу на планшеті проміжків між суміжними точками визначення місця судна на відрізки, строго пропорційні віддалям на лунограмі від відповідних ліній оперативних відміток до вибраних глибин. Поділ на пропорційні відрізки виконують за допомогою пропорційного циркуля, дільникової кальки або косокутної палетки. Потім біля нанесених точок виміряних глибин простим чорним олівцем підписують виправлену глибину, попередньо заокругливши її згідно з § 185. Остаточно вибрані і

296

нанесені на звітний планшет глибини з основних галсів підкреслюють на лунограмах або журналах проміру синім, а глибини з контрольних галсів – червоним олівцем.

Нанесення глибин на звітний планшет закінчується проведенням горизонталей або ізобат. Горизонталі проводять з постійним перерізом залежно від масштабу планшета і рельєфу дна. Для проведення горизонталей або ізобат на звітному планшеті використовують всі нанесені на планшет виміряні глибини. Після проведення горизонталей (ізобат) виконують розрядку глибин з таким розрахунком, щоб на кожному квадратному дециметрі топографічної карти шельфу було підписано від 10 до 30 їх значень. Відмітки глибин слід відбирати з різних галсів, рівномірно розташувати в межах аркуша карти, при цьому слід враховувати мінімальні і максимальні значення відміток глибин, загальний характер і розчленування дна, а також прийнятий переріз рельєфу горизонталями. Балки, мілини, впадини та інші мікроформи рельєфу зображують на топографічних картах шельфу до найменших подробиць. Після проведення горизонталей (ізобат) і розрядки відміток глибин виконується викреслювання планшета, згідно з діючими умовними знаками, для топографічних карт шельфу.

§ 187. Опрацювання результатів ґрунтової зйомки

Первинне опрацювання результатів ґрунтової зйомки полягає в описі добутих проб. Добування проб з ґрунтових трубок виконується відразу після підняття їх на палубу судна. Добуті проби ґрунту обрізують ножем, загортають в пергаментний папір і складають в дерев’яний лоток. Заповнений лоток переносять в суднову ґрунтову лабораторію. Пробу ґрунту з дночерпака або драги викладають на залізний піднос, плоский ящик з широкими бортами. Опис проб виконується за шарами, відмічаючи:

1.Тип ґрунту за механічним складом (крупноуламкові, піщані,

зв’язні);

2.Консистенцію (рідка консистенція сметани, напіврідка, м’яка, густа і дуже густа);

3.Пластичність і в’язкість (в’язкий – сильно прилипає до ножа, пластичний – легко набуває і зберігає надану йому форму, розсипчастий – при натисканні пальцем розсипається на окремі грудки);

4.Включення (включення в пробі більш крупних сторонніх часток – глина “з галькою”", глина “з щебенем”);

297

5.Колір (визначають відразу після підняття проби ґрунту, наприклад: коричневий, чорний, сірий і т.д.);

6.При наявності в пробі водоростей їх вид визначають за допомогою визначників водяної рослинності.

Завершальним етапом опрацювання результатів ґрунтової зйомки є нанесення їх характеристик на планшет. Результати первинного опрацювання на суднах наносять на робочі планшети проміру або кальки, знятої з них. Для зображення донних ґрунтів на звітному планшеті проміру використовують польові матеріали візуального опису або числові показники лабораторних досліджень.

До складу робіт для зображення ґрунтів дна входять:

1.Обчислення.

2.Накладка на планшет за координатами зйомочних точок (контурів).

3.Нанесення характеристик ґрунтів.

4.Камеральна коректура.

Обчислювальні роботи виконуються з метою одержання координат зйомочних точок і меж розподілу ґрунтів (при використанні дистанційних методів), які повинні бути нанесені на звітний планшет. Обчислення координат і нанесення точок ведеться такими ж способами, які застосовуються для прокладання проміру.

Нанесення характеристик ґрунту виконується в такій же послідовності, в якій виконувались знімальні роботи, при цьому для характеристики ґрунтів застосовуються літерні скорочення (чорний – чр.; зелений – зл.; сірий – ср. ...). При нанесенні характеристик ґрунту спочатку вказують колір, а потім характеристику і назву ґрунту.

Камеральна коректура проводиться після закінчення нанесення характеристик ґрунтів, при цьому здійснюється:

1.Перевірка нанесення зйомочних точок і меж розповсюдження донних ґрунтів.

2.Перевірка правильності надписів, характеристик і назв.

Після викреслювання планшета з нього знімають кальку ґрунтів.

298

Розділ ХV

Основи теорії помилок вимірювань

§ 188. Теорія помилок вимірювань

“Теорія помилок вимірювань” займається:

1.Вивченням причин виникнення різних помилок вимірювань і їх закономірністю. Це необхідно знати для вилучення із результатів вимірювань помилок, вміти визначити їх середню величину, якщо вилучити їх повністю із результатів вимірювань неможливо.

2.Визначенням найбільш надійного остаточного результату вимірюваної величини за результатами багаторазових вимірювань однієї і тієї величини, тобто найбільш ймовірного значення вимірюваної величини.

3.Оцінкою точності результатів вимірювань.

4.Установленням допусків при вимірюванні однієї і тієї ж величини.

§ 189. Методи вимірювання

Вимірювати величину – це означає порівнювати її з іншою величиною, прийнятою за одиницю вимірювання. Якщо шукану величину вимірюють безпосередньо, то таке вимірювання називається прямим або безпосереднім.

Якщо значення шуканої величини одержано не прямо із вимірювань, а посередньо, шляхом обчислення на підставі математичної залежності між величиною, яка визначається, і безпосередньо виміряними величинами, то такі вимірювання називаються посередніми або непрямими.

Наприклад, визначення неприступної відстані.

У випадках, коли заздалегідь відомо, що зрівноважені значення вимірюваних величин повинні точно задовольняти певним, теоретично обґрунтованим умовам, то такі вимірювання називаються умовними.

Наприклад, сума виміряних кутів плоского трикутника повинна дорівнювати 180°. Крім цього, за якістю вимірювання бувають рівноточні і нерівноточні.

Вимірювання, одержані в однакових умовах, і які мають однакову точність, називаються рівноточними, а в протилежному випадку їх називають нерівноточними. Умови вимірювання вважаються однаковими, якщо вимірювання виконувалися одним і тим же інструментом або однаковими за точністю інструментами, однією і

299

тією особою або особами з однаковим досвідом, одними і тими методами і при однакових зовнішніх умовах.

§ 190. Класифікація помилок і причини їх виникнення

При вимірюванні однієї і тієї ж величини декілька разів ми одержимо її величини близькі за значенням, але вони будуть відрізнятися між собою, тобто ми одержимо кожне вимірювання з деякою помилкою.

Під помилкою результату вимірювання l розуміють різницю

відхилення результату вимірювання величини від її дійсного значення називається помилкою вимірювання.

Помилки вимірювань залежно від джерела їх виникнення поділяють на:

1.Інструментальні.

2.Особисті.

3.Зовнішні або помилки середовища.

Перші виникають від недосконалості інструментів, другі – від недосконалості органів відчуття людини, треті – від впливу навколишніх умов – температури, вологості повітря, вітру, освітлення, кривизни Землі, сили тяжіння тощо.

За характером і властивостями помилки поділяють:

1.Систематичні помилки – помилки, які при повторних вимірюваннях, в однакових умовах, входять в результати вимірювань за визначеним правилом, тобто зберігають величину і знак. До таких відносяться інструментальні помилки за рахунок недосконалості інструментів або поганої перевірки, помилки за зміну навколишніх умов і особисті.

2.Випадкові помилки – помилки, знак і величина яких не постійні, тобто не систематичні і не можуть бути установлені заздалегідь.

3.Грубі помилки – це прорахунки і промахи при вимірюваннях, тобто відхилення значення вимірюваної величини від дійсного більше допустимої величини для даного інструмента. Грубі помилки виявляються повторними вимірюваннями і помилкове вимірювання замінюється новим.

300

§ 191. Випадкові помилки вимірювань та їх властивості

Випадкові помилки неминучі в усіх процесах вимірювань, вони не ліквідуються. Причини появи випадкових помилок – недосконалість людських органів зору (ока), навколишні умови (коливання повітря, освітленість спостережуваного предмета), недосконалість конструкції і юстування інструментів і т. д. На одну і ту ж випадкову помилку завжди впливає декілька факторів і при повторних спостереженнях випадкові помилки, як правило, змінюють знак і величину.

Точність результатів вимірювань залежить, в основному, від дії випадкових помилок, тому їх необхідно прагнути звести до мінімуму.

Із практики вимірювань установлено, що випадкові помилки підпорядковуються дії деяких загальних законів і володіють наступними властивостями:

1. Властивість обмеження, тобто при даних умовах вимірювань абсолютні величини випадкових помилок не перевищують відомої

границі, а саме гран. Гранична величина залежить від умов, в яких виконуються вимірювання.

2.Властивість унімодальності, тобто малі за абсолютною величиною випадкові помилки зустрічаються в даному ряду вимірювань частіше, ніж великі.

3.Властивість симетричності, тобто рівні за абсолютною величиною випадкові помилки в даному ряду вимірювань, але протилежні за знаком, появляються у вимірюваннях однаково часто.

4.Властивість компенсації, тобто середнє арифметичне з випадкових помилок однакової точності вимірювань однієї і тієї величини прямує до нуля, якщо число вимірювань прямує до нескінченності.

Якщо виміряна деяка величина, дійсне значення якої дорівнює X ,

арезультати її вимірювань одержали l1 , l2 , ..., ln , то випадкові

помилки цих результатів вимірювань будуть відповідно дорівнювати:

випадкових помилок одержимо в сумі величину рівну нулю, тобто при n сума випадкових помилок в границі буде прямувати до нуля:

301

або, застосовуючи скорочене позначення сум, можна написати:

lim 0 . n n

На підставі властивостей випадкових помилок враховується їх вплив на результати вимірювань і оцінюють їх точність.

Оцінку точності виконують тільки при наявності декількох вимірювань.

§ 192. Оцінка точності результатів безпосередніх вимірювань

Оцінку точності результатів багаторазових безпосередніх вимірювань однієї і тієї ж величини можна виконувати різними способами.

1.Середня помилка вимірювань.

Якщо маємо ряд рівноточних вимірювань будь-якої величини l1 , l2 , ..., ln і її дійсне значення X , то дійсні помилки результатів цих вимірювань будуть 1 , 2 , ..., n .

Для висновку про точність вимірювань можна користуватись середньою помилкою .

Середньою помилкою називається середнє арифметичне із абсолютних значень випадкових помилок рівноточних вимірювань

Наприклад: за результатами рівноточних вимірювань однієї і тієї величини одержали наступні дійсні помилки: +1, +2, 0, –6, –1, 0; то:

10 ; 106 1,67 .

302

2.Середня квадратична помилка.

Щоб збільшити вплив окремих великих помилок на результат оцінки точності ряду спостережень, користуються середньою квадратичною помилкою:

Ця формула відома в літературі під назвою формули Гаусса. Цією формулою користуються в тих випадках, коли відомі дійсні помилки, а вимірювання рівноточні.

Для доведення викладеного вище порівняємо два ряди вимірювань і виконаємо оцінку точності, користуючись формулами середньої і середньої квадратичної помилок:

Чим менша середня квадратична помилка, тим точніший ряд вимірювань. Крім цього дослідженнями доведено, що m 1,253 , а гранична помилка, яка може виникнути в ряду вимірювань при однакових умовах, дорівнює потроєній середній квадратичній помилці, тобто гран

303

Іноді при підвищених вимогах до точності вимірювань величину граничної помилки беруть рівною: гран 2m .

3.Абсолютна і відносна помилки.

Випадкову, середню квадратичну і середню помилки інколи називають абсолютними помилками.

За величиною абсолютної помилки важко оцінити точність лінійних вимірювань. Тому на відміну від абсолютних, застосовують відносні помилки, які зображують відношенням абсолютних помилок до значення відповідних величин. Відношення середньої квадратичної помилки до виміряного значення величини називається відносною

середньою квадратичною помилкою. ml N1 Відносною помилкою

користуються для оцінки точності лінійних вимірювань. Відносні помилки прийнято виражати дробами, чисельники яких дорівнюють одиниці.

Наприклад: довжина лінії l 312,271м виміряна з середньою квадратичною помилкою m 0,025 м, то відносна середня квадратична помилка результатів вимірювання буде:

Відношення граничної середньої квадратичної помилки до вимірюваної величини називається граничного відносною помилкою:

§ 193. Середні квадратичні помилки функцій безпосередньо виміряних величин

Шукана величина не завжди може бути виміряна безпосередньо. В таких випадках її доводиться знаходити посереднім шляхом. Наприклад, неможливо виміряти безпосередньо суму кутів у трикутнику, але її можна визначити додавши всі безпосередньо виміряні кути. В цьому випадку сума кутів трикутника буде функцією окремих незалежних одне від одного спостережень. Тому виникає питання, як визначити середню квадратичну помилку функції, коли відомі середні квадратичні помилки окремих вимірювань.

304