Sensorik und Methodik
TU München
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Cartes-fiches
Wie kann der operative Stehachsfehler bestimmt werden?
- Reiterlibelle
- Vertikalkompensator (nur rechnerisch behebbar)
Nenne die Parameter der 2D-Affintransformation.
8 Parameter:
2 Translationen a0, b0
1 Rotation (x-Achse 𝜀)
2 Scherungsparameter 𝜹 und 𝜹'
4 Maßstäbe mxx', myx',mxy',myy'
-> immer einer abhängig von den anderen drei, deswegen zählen sie im Gleichungssystem nur als 3 Parameter
Welchen EInfluss hat der Brechungsindex?
Beeinflusst Laufzeit und -richtung einer elektromagnetischen Welle
Wie wirkt die Krümmung von Lichtstrahlen?
- geometrische Verzögerung durch Brechung des Lichtstrahls zum dichteren Medium hin (zum Beispiel Luftschichten verschiedener Dichte)
- idR hauptsächlich Auswirkung auf Vertikalwinkel (aber auch an Wänden entlang kann es zu Seitenrefraktion kommen)
Wie kann der Refraktionskoeffizient bestimmt werden?
- Aus Höhenunterschieden: bei gegenseitig beobachteten Höhenunterschieden durch Summenbildung
- über Zenitwinkel: Reduktion der Standpunkte zur Zielhöhe (Stein-Stein-Reduktion) -> Rechnung dann über Dreiecksbeziehungen (möglichst gleichzeitig, sonst verfälscht)
Wie sieht die atmosphärische Schichtung aus?
- bodennahe Schichten (0-20m) (Starke Temperaturgefälle möglich -> Fata Morgana/fliegender Holländer)
- Zwischenschicht (20-200m) (adiabatischer Grenzwert -> Luftteilchen können ohne Wärmezufuhr auf- und absteigen)
- polytrope Schicht (1500-10000m) (Temperatugefälle konstant)
Wie verhalten sich Genauigkeiten und Lotabweichung bei der trigonometrischen Höhenmessung?
- Je steiler die Sichten, desto günstiger ist die Berechnung ∆H mittels Hz-Distanzen (numerisch instabil)
- weitere ungenauigkeiten bei Bestimmung von i und z
- Lotrichtung variiert ei verschiedenen Standpunkten (auch bei Ermittlung des Refraktionskoeffizienten bleibt Lotabweichung erhalten)
Was ist ein Kollimator?
ein Auf unendlich fokussiertes Fernrohr mit Strichmarke in der Brennebene, die von hinten beleutet wird
-> wird durch Optik quasi ins Unendliche abgebildet -> Parallelstrahlen
Nennen sie 3 Anwendungsbeispiele für Interpolationen in der Geodäsie.
- Interpolation von Höhenwerten
- Zustandswerte von Instrumenten als Funktion der Zeit
- Punktkoordinierung einer Messlinie
Inwiefern kann man kooperative Zielmarkierungen zur Entfernungsmessung unterscheiden?
- reflektierend (zB. Reflektor, Katzenauge, Reflexfolie)
- optische Markierung (Zieltafel, Zielkreuz, Reflexfolie codiert)
- signalsendend (System 4000 Geodimeter)
- signalempfangend (Zollmann Zieltafel)
(nichtkooperativ: reflektorlose Streckenmessung, Objekt ersetzt Zielmarkierung)
Welche Nachteile hat die Beschreibung von Kurven/Flächen mit polynomialen/rationalen Segmenten?
Was wäre eine Lösung?
- hoher lokaler Polynomgrad (n-1) (extremer Rechenaufwand und numerische Instabilitäten)
- keine lokale Kontrollierbarkeit (wird ein Punkt geändert, ändert sich die gesamte Kurve, weil jeder Punkt zur Berechnung der Parameter herangezogen wird)
mögliche Lösung: Anwendung von Splines
Welche Methode verwendet man bei 4 vorliegenden Punkten zur Interpolation? Welche Methoden, wenn mehr vorliegen?
Bilineare Interpolation
bei mehr:
- Zerlegung in Teilbereiche, sodass jede Einheit wieder weniger als 5 Punkte hat
- ausgleichender Ansatz (wegen Restklaffung)
- arithmetisches Mittel (bei guter Punktverteilung)
- multiquadratische Methode (HARDY) (Linearkombination von Rotationskoeffizienten -> Aufsummieren von Wahrscheinlichkeiten)
- Ausgleichung nach der Methode der kliensten Quadrate (idR. bestes Ergebnis)
Wie entstehen Fata Morgana und fliegender Holländer?
Durch Refraktion werden weit entfernte Objekte in der Luft/am Boden sichtbar
Fata Morgana: Boden ist heißer als die Luft -> Spiegelung auf dem Boden -> Objekt erscheint näher
fliegender Holländer: Luft ist heißer als der Boden -> Spiegelung in der Luft
Wo liegt der Unterschied zwischen einer Tensoproduktbezierfläche und einer rationale Bezierfläche?
Die rationale Bezierfläche erlaubt eine Modifikation der Flächengesalt durch Gewichtsänderung
-> exakte Darstellung von Quadriken und rationaler Rotationsflächen
Woraus besteht die Deformationsmatrix F?
\(F= \left|\begin{smallmatrix}\cfrac{𝜕x'}{𝜕x}&\cfrac{𝜕x'}{𝜕y} \\ \cfrac{𝜕y'}{𝜕x}&\cfrac{𝜕y'}{𝜕y}\end{smallmatrix} \right| =\left|\begin{smallmatrix}f_{xx}&f_{xy} \\ f_{yx}&f_{yy}\end{smallmatrix} \right|\)
fxx, fyy: Dehnungsfaktoren (Maßstäbe)
fxy, fyx: Scherungsfaktoren (Scherungswinkel der Achsen)