120100 РП Современные автоматизированные геодезические

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Сибирская государственная геодезическая академия »
Кафедра Инженерной геодезии и информационных систем
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
В.А. Ащеулов
"_____"__________________2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Современные автоматизированные геодезические комплексы
Направление подготовки
120100 Геодезия и дистанционное зондирование
Профиль подготовки
Геодезия
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
Очная
Новосибирск, 2012
1
1. Цели и задачи освоения дисциплины.
Целями освоения дисциплины «Современные автоматизированные геодезические
комплексы»
являются изучение устройства и технологии применения современных автоматизированных геодезических комплексов. К задачам дисциплины относятся:
- изучение принципиального устройства современных автоматизированных геодезических комплексов предназначенных для выполнения высокоточных работ в геодезии;
- изучение особенностей технологий работы современных автоматизированных геодезических комплексов в различных областях геодезии;
- выполнение исследовательских работ с высокоточными автоматизированными геодезическими приборами.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Современные автоматизированные геодезические комплексы» относится к вариативной части профессионального цикла ООП.
Данная дисциплина является дополнением к дисциплине базовой части профессионального цикла ООП «Автоматизированные системы сбора и обработки результатов дистанционного зондирования».
В дисциплине рассматриваются современные отечественные и зарубежные методы и
средства сбора информации о объектах местности и инженерных сооружениях.
Для успешного освоения знания по дисциплине магистрант должен знать современные отечественные и зарубежные методы и средства дистанционного зондирования, бортовые и наземные радионавигационные системы для сбора информации о состоянии
окружающей среды и о отдельных объектах исследования.
Данной дисциплине должны предшествовать следующие дисциплины;
- Информационные технологии в геодезии и дистанционном зондировании;
- Методы создания и развития государственных геодезических сетей;
- Автоматизированные системы сбора и обработки результатов дистанционного зондирования.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Современные автоматизированные геодезические комплексы»
Освоение дисциплины направлено на формирование:
общепрофессиональных компетенций
ОПК-2 - способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы)
научно-исследовательская и научно-педагогическая деятельность:
ПК-3 способность к организации и проведению экспериментов, обработке, обобщению, анализу и оформлению достигнутых результатов;
производственно-технологическая деятельность:
ПК-7- готовность осуществлять высокоточные измерения в области геодезии, геодинамики и дистанционного зондирования.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен :
знать:
- принципиальное устройство современных автоматизированных геодезических
комплексов предназначенных для выполнения высокоточных работ в геодезии,
- технологию выполнения измерений с применением автоматизированных электронных тахеометров;
уметь:
- составлять проекты применения современных автоматизированных геодезических
2
комплексов,
- подготовить прибор к работе и выполнить измерения;
владеть:
- особенностями технологий работы современных автоматизированных геодезических комплексов в различных областях геодезии,
- методиками обработки геодезических измерений и представления данных обработки.
4. Структура дисциплины «Современные автоматизированные геодезические
комплексы»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц 252 часов.
Трудоемкость дисциплины 7 ЗЕ
Форма обучения
Очная
Курс/ Семестр
1/2
Всего
252
Лекции, ч
18
Лабораторные занятия, ч
36
Практические занятия, ч
-
Самостоятельная работа, ч
198
Курсовая работа, семестр
-
Форма промежуточной аттестации
экзамен
5. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины и формируемых в них
профессиональных и общекультурных компетенций
Компетенции
Темы, разделы дисциплины
1. Раздел 1. Элементы автоматических измерительных систем геодезического
назначения
Тема 1. Классификация систем
автоматического
управления
Тема 2 Классификация датчиков и их основные характеристики
Тема 3 Потенциометрические датчики. Индуктивные
датчики. Ёмкостные датчики.
Тема 4 Фотоэлекрические
датчики
Количество
часов
1
2
3
108
4
5
6
7
8
Σ
Общее количество компетенций
3
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
20
20
20
20
3
3
Тема 5 Методы и способы
формирования
опорных
линий и плоскостей
Раздел 2. Высокоточные
системы для контроля пространственного положения
объектов
1. Тема
1
Высокоточные
лазерные автоматические
методы
дистанционного
контроля объектов.
Тема 2 Автоматизация высокоточного контроля прямолинейности направляющих и технологического
оборудования.
Тема 3 Автоматические
приборы для установки
оборудования в проектное
положение и наблюдений за
осадками сооружений.
Тема 4 Многомерные измерительные системы для
контроля пространственного положения объектов.
Итого
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
28
108
3
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
25
3
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
25
3
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
33
3
ОПК-2 ПК-3
ПК-7
25
3
216
3
6. Содержание дисциплины
6.1. Лекционные занятия
Неделя
Раздел дисциплины, темы лекций и их содержание
Объем в часах
семестра
1,3,5,7,9,
1 Раздел 1 Элементы автоматических измерительных систем геодезиче-
10
ского назначения
1.1. Классификация систем автоматического управления. Схемы за-
2
мкнутых и разомкнутых систем (САУ). Линейные и нелинейные системы. Понятие о передаточной функции линейной САУ. Передаточная
функция участка цепи при последовательном и параллельном соединении звеньев САУ. Характеристики и устойчивость САУ.
1.2. Классификация датчиков и их основные характеристики. Статиче-
2
ская характеристика. Крутизна. Мощность. Порог чувствительности.
Классификация датчиков по принципу действия и назначению.
1.3. Потенциометрические датчики. Индуктивные датчики. Ёмкостные
2
датчики. Структурные схемы. Передаточные функции датчиков. Характеристики. Применение в геодезии.
1.4 Фотоэлекрические датчики (ФЭД). Схема датчика. Типы ФЭД для
измерения линейных смещений и угловых измерений. Основные элементы датчиков.
1.5. Методы и способы формирования опорных линий и плоскостей. Задание линии лучом лазера. Особенности применения лазера в геодезических приборах. Особенности создания опорных плоскостей оптическим
излучением.
4
2
2
11,13,15,17,18 2. 2. Раздел 2 Высокоточные системы для контроля пространственного
положения объектов
8
2.6. Высокоточные лазерные автоматические методы дистанционного
контроля объектов. Принципы построения автоколлиматоров. Методика
2
расчёта точности ориентирования автоколлиматоров. Применение отражателей в оптических схемах.
2.7 Автоматизация высокоточного контроля прямолинейности направ-
2
ляющих и технологического оборудования. Методы контроля на основе
ФЭД. Критерии выбора системы контроля. Метод последовательного
интегрирования. Принципы конструирования автоматических приборов
для контроля прямолинейности.
2.8 Автоматические приборы для установки оборудования в проектное
2
положение и наблюдений за осадками сооружений. Принципы построения автоматических систем гидростатического и гидродинамического
нивелирования. Специальные приборы инженерно-геодезического
назначения. Технические данные. Методика измерений. Основные погрешности измерений.
2.9 Многомерные измерительные системы для контроля пространствен-
2
ного положения объектов. Принципиальная схема системы. Оптическая
схема системы. Расчёт параметров системы. Погрешности в работе многомерных системах контроля.
6.2. Лабораторные занятия
Неделя
семестра
№
Наименование работы
Объем в часах
раздела
Раздел 1
1.
Определение точности наведения автоматизированного
электронного тахеометра на отражатель в автоматическом режиме при моделировании возмущающих воздействий внешней сре-
1.
18
ды
Раздел 2
2. Определение пространственного положения сооружений
и технологического оборудования автоматизированным элек-
2.
18
тронным тахеометром
6.5.Самостоятельная работа студента
Раздел дисциплины
№
недели
Раздел 1
1-9
Раздел 2
10-18
Трудоемкость, ЗЕ
Вид СРС
Реферат «Анализ технических характеристик элементов автоматических систем геодезического назначения»
Реферат «Анализ применения современных автоматических
систем геодезического назначения для контроля пространственного положения объектов
Итого:
5
2,25
2,25
4,5
7. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента
Виды учебной работы
Недели семестра
аудиторная
Лк
Посещ.
Лз
ТК
Посещ.
самостоятельная
Пз
ТК
Посещ.
См
ТК
Посещ.
КП
ТК
Выполн.
Реф
Выполн.
1
0,02
0,05
0,25
2
0,03
0,06
0,25
3
0,03
0,05
0,25
4
0,03
0,06
0,25
5
0,02
0,05
0,25
6
0,03
0,06
0,25
7
0,03
0,05
0,25
8
0,03
0,06
0,25
9
0,02
0,05
0,25
10
0,03
0,06
0,25
11
0,03
0,05
0,25
12
0,03
0,06
0,25
13.
0,03
0,06
0,25
14
0,02
0,05
0,25
15
0,03
0,06
0,25
16
0,03
0,05
0,25
17
0,03
0,06
0,25
18
0,03
0,06
0,25
0,5
1,0
4,5
Дз
Выполн.
…
Выполн.
Текущий контроль
Текущий контроль
Текущий контроль
Текущий контроль
Итого
Экзамен
1
8. Образовательные технологии
При чтении лекций предусматривается время на разбор в диалоге с магистрантами
конкретных ситуаций мониторинга инженерных объектов с целью получения обратной
связи с аудиторией. При чтении лекций предусмотрено представление части лекционного
материала в виде слайдов. При обучении запланировано посещение ежегодной специализированной выставки, на стендах которой представлены современные автоматизированные измерительные системы, а также запланировано посещение на ежегодном конгрессе
Гео-Сибирь докладов ведущих мировых ученых в области автоматизации измерений и обработки данных. После изучения определённой темы запланировано проведение письменного тестирования (не менее 4 раз в семестре на лекциях и лабораторных занятиях)
9. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Вопросы для экзамена
1.Классификация систем автоматического управления (САУ).
2.Схемы замкнутой САУ.
3.Схемы разомкнутой САУ.
4.Линейные САУ.
5.Нелинейные САУ.
6. Понятие о передаточной функции линейной САУ.
7. Передаточная функция участка цепи при параллельном соединении звеньев САУ.
6
8. Передаточная функция участка цепи при последовательном параллельном соединении звеньев САУ.
9. Характеристики и устойчивость САУ.
10. Статическая характеристика датчика.
11. Крутизна статической характеристики датчика.
12. Порог чувствительности датчика.
13. Классификация датчиков по принципу действия и назначению.
14. Назначение и характеристики потенциометрических датчиков.
15. Назначение и характеристики индуктивных датчиков.
16. Назначение и характеристики ёмкостных датчиков.
17. Назначение и характеристики фотоэлекрических датчиков (ФЭД)
17. Типы ФЭД для измерения линейных смещений и угловых измерений.
19. Особенности применения лазера в геодезических приборах.
20. Особенности создания опорных плоскостей оптическим излучением.
21. Принципы построения автоколлиматоров.
22. Методика расчёта точности ориентирования автоколлиматоров.
23. Применение отражателей в оптических схемах.
24. Методы контроля прямолинейности на основе ФЭД.
25. Критерии выбора системы контроля прямолинейности.
26. Метод последовательного интегрирования в системе контроля прямолинейности
27. Принципы конструирования автоматических приборов для контроля прямолинейности.
28. Принципы построения автоматических систем гидростатического нивелирования.
29. Принципы построения автоматических систем гидродинамического нивелирования.
30.Методика измерений в системе гидростатического нивелирования.
31. Методика измерений в системе гидродинамического нивелирования.
32. Основные погрешности измерений в системе гидростатического нивелирования.
33. Основные погрешности измерений в системе гидродинамического нивелирования.
34. Назначение многомерных измерительных системы для контроля пространственного положения объектов. Принципиальная схема многомерных измерительных систем.
35.Оптическая схема многомерной измерительной системы.
36.Погрешности в работе многомерных системах контроля.
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. В.П. Савиных. Теория и практика автоматизации высокоточных измерений в
прикладной геодезии. Учебное пособие. - М.: Академический проект: Альма Матер,
2009. – 394 с
2. Ямбаев Х.К. Геодезическое инструментоведение: Учебник для вузов.- М.: Академический проспект; Гаудеамус, 2011. – 583с.
3. Маркузе Ю.И., Голубев В.В. Теория математической обработки геодезических измерений. – М.: Академический Проект, 2010.
4. Лесных Н.Б. Теория математической обработки геодезических измерений. Теория
ошибок измерений: учеб. пособие.- Новосибирск:СГГА,2010.- 43 с. /Электронный ресурс.
Режим доступа: http://lib.ssga.ru/
5. Карев, П. А. Математическая обработка полевых геодезических измерений. Предварительные вычисления: учеб. пособие.- Новосибирск: СГГА,2010.- 67 с. /Электронный
ресурс. Режим доступа: http://lib.ssga.ru/
7
б) дополнительная литература:
1. Наземное лазерное сканирование: монография [Текст]/ А.В. Комиссаров,
В.А. Середович, Д.В. Комиссаров, Т.А. Широкова. – Новосибирск: СГГА, 2009. – 261 с.
в) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1.
Официальный сайт научно - технической библиотеки СГГА. Режим доступа:
http://lib.ssga.ru/
2.
Электронно-библиотечная система научно-издательского центра «ИНФРАМ». Режим доступа: http://znanium.com/
3.
Электронно-библиотечная система издательства «Лань». Режим доступа:
http://e.lanbook.com/
4.
Научная электронная библиотека. Режим доступа: http://elibrary.ru/
ФГБОУ ВПО «СГГА» обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс с программным обеспечение Microsoft Offiсe, вебобозреватель Internet Explorer, Leica Geo Office Tools. Специализированная лаборатория с
автоматизированными электронными тахеометрами и необходимым оборудованием для
высокоточных измерений.
Рабочая программа составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки магистров 120100 «Геодезия и дистанционное зондирование», профиль «Геодезия».
Рабочую программу составил кандидат технических наук
В.А. Скрипников
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Инженерной геодезии и информационных систем
протокол № __ ______октября 2012 г.,
Зав. кафедрой Инженерной
геодезии и информационных систем
Программа одобрена
менеджмента
Протокол №
« »
____________
Учебно-методическим
советом
А.В. Середович
института
Геодезии
2012 г.
Директор института
____________
8
С.В. Середович
и