Несколько недель, а может месяц с хвостиком назад, я(Никита Козлов) и Андрей Верченко начали неспешную научно-начертательную мелом по доске работу. На день 30.10.2013, после различных расчётов и доработок, основной упор которых был направлен на "простоту и понятность нового подхода рядовыми спелеологами", появился следующей способ топосъёмки пещер при помощи одного лишь лазерного дальномера с клинометром.
Метода эта состоит в замене принятого способа измерения "нитки хода" при помощи компаса(буссоли), клинометра и дальномера на изложенную ниже последовательность действий.
1. Съёмка начинается с 2 (двух) фиксированных точек (реперов) и заканчивается 2-мя реперами (примечательно, в этом она полностью совпадает с "методом Грача").
Помимо непосредственной физической "фиксированности" двух начальных реперов в пространстве нашего земного "шарика", в виде спитов, ушей, табличек с геройскими надписями, необходимо обеспечить аналитическую "фиксированность" одним из следующих способов:
а) При наличии профессионального геодезического GPS - записать географические координаты первых 2-х реперов.
б) 2 первых репера фиксируются в пространстве "по-старинке": проводится традиционная, но "очень точная" съёмка азимута из репера 1 к реперу 2, расстояния между ними и вертикального угла, можно традиционно снять кольцо из 3-х точек (репер 1, репер 2, репер 3). Проведение этих поверхностных измерений может быть удачно объединено с занятиями по топосъёмке в вашей персональной спелеошколе, съёмка проведена обнажёнными ученицами (чтоб не смущать нужный только сейчас компас лишними железными элементами) в полной темноте (чтоб лучше видели пятно лазера, и для придания пущей романтичности ответственному занятию).
2. Остальные измерения заносятся в таблицу следующего формата:
Код: Выделить всё
From To Length Clino Orientation
1 2 x
1 3
2 3 x
2 4
3 4 x
табличка картинкой
На плане выглядеть будет как-то так:
Колонки таблицы From, To, Length, Clino являются классическими и означают пикеты "от", "до", "длина", "вертикальный угол" соответственно. Новым является колонка Orientation(ориентация), данные которой нужно записывать через ячейку, при появлении замера к новому пикету (буквой x отмечены ячейки, где не нужно определять ориентацию). Данные ориентации это "левая" или "правая", то есть с какой стороны относительно замера 1-2 находится пикет 3 (вы находитесь на пикете 1, смотрите в сторону 2, нужно определить где находится 3 относительно вас, слева или справа). Дополнительно можно проводить измерения до стен, как и при традиционном подходе.
3. Компьютерная обработка результатов топосъёмки. Нам не известны топо-программы с поддержкой представленного выше формата замеров, поэтому Андрей написал небольшой скрипт для Microsoft Excel, что из входных данных в приведенном формате получает традиционный "from to azimuth length clino". Для этого необходимо указать азимут замера 1-2. У меня, если лень не окажется сильнее, есть идея преобразовать входной формат в "Декартов", который поддерживают программы survex и therion "data cartesian easting northing altitude", то есть указывается не длина и углы, а смещение по 3-м осям текущего пикета относительно предыдущего.
На этом описание методики пока заканчивается.
Информация для размышлений и технические детали.
Применимость методики к различным формам пещерных полостей. Очевидно, что методика подойдёт для горизонтальных пещер, которые в изобилии имеются у нас в Украине. В случае же вертикальных колодцев, думаю, нужно отказаться от вертикальных переносов (так как тогда не понять где левая сторона, а где правая), всегда измеряя длину и вертикальный угол. Также можно не бояться узостей и малых расстояний между пикетами, на которых измерения азимута были неудобными и неточными. Посещать каждый пикет также не обязательно, да и наверняка не всегда форма пещеры предоставит такую возможность, то есть можно традиционно двигаться по "нитке" 1-2-4, а замеры к пикету 3 проводить из пикетов 2 и 4.
Провели "прикидочный" анализ "точности" для прибора Leica Disto x310, доступ к которым у нас есть. Исходя из параметров точности измерения вертикального угла в один десятичный знак после запятой, ошибка по высоте составляет 10 сантиметров, при длине замера 60 метров. В ближайшем, надеюсь, будущем предоставим этот скрипт для Excel, или же оформим в виде отдельной программки-конвертера в традиционный формат. Хотелось бы чтоб разработчики планшетного приложения "Абрис" обратили внимание на этот материал, и при возможности реализовали поддержку такого формата замеров в своей программе.
Понятно, что нам пришлось заняться классической задачей "решения треугольников" по 3-м сторонам, вспомнить теорему косинусов. Г-н Грач использует буссоль, и потому, видимо, решает задачу треугольников по 2-м углам, и стороне мы же используем длины 3-х сторон. Проецируем данные замеров на горизонтальную плоскость, усредняем значения 2-х возвышений (произведение длины на синус вертикального угла) замеров 1-3 и 2-3, тем самым фиксируем новый пикет (3) в пространстве. В использовании только длин и вертикальных углов есть один подводный камень - три стороны задают треугольник с точностью до зеркального отражения относительно сторон, поэтому пришлось ввести колонку "ориентация", которая предполагает бинарные данные (лево-право).
Другими словами, имея фиксированные 2 точки в пространстве можем определить положение 3-й, проведя к ней 2 замера длина+вертикальный угол и определившись с ориентацией. Обернули это всё в функцию, и итеративно применили к входным данным.
Заключение.
Было бы здорово претендовать на "новаторство", однако благодарны будем за ссылки на подобное, и конечно же за конструктивную критику. А в остальном, в случае удачи, можно гордо бить себя пяткой в грудь, заявляя что буржуйский DistoX с муторной калибровкой "корня зла" - компаса не нужен :).
Сноски:
¹Анекдот про перспективу "Как у Шарика".
