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Tangenten-Tachymeter.
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Bei tachymetrischen Messungen muss man bekanntlich die bei schiefen F (rnrohrstellungen gewonnenen Ablesungen durch Multiplikation mit einer Funktion des Höhenwinkels auf di"Wagrechte reduzieren. Es sind verschieden ? Vorschläge gemacht worden, um diese Reduktion auf (ine Multipli-
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der in der schematischen Fig. 1 veranschaulichten Grundgedanken.
In Fig. l ist 2 das um die Kippachse 1 drehbare Fernrohr des Höhenmessers. 3 ist dif geradlinige, gleichmässig eingeteilte Tangententeilung, deren Ablesung durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, mit dem Fernrohr starr verbundenes, zur Kippachse 1 des Fernrohre ? senkrecht angeordnetes Mikroskop
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des Alesemikroskops fallende Punkt a, welcher in der Entfernung l1 vom Nullpunkt o dieser Teilung liegt, abgelesen wird. Hierauf wird das Fernrohr auf eine andere, in der Entfernung L1 über dem Fuss- punkt 0 liegende Stelle B der Messlatte gerichtet und an der Tangententeilung 3 der in die optische.
Achse
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der Punkte A und B, die Multiplikationskonstante k = #, d der Abstand der Tangententeilung 3 von der Achse 1 und -l- der Abstand der Punkte a und b. Für die Konstante k erhält man eine runde Zahl. z. B. 50. 100, 200 usw., wenn man im Verhältnis zur Masseinheit den konstanten Abstand d der Tangenten-
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über dem Fusspunkt 0 der Messlatte ist, sich für die Höhe des Lattenfusspunktes O über der durch die
Kippachse 1 laufenden Wagrechten die Formel H H,-T"ergibt.
Mit Rücksicht darauf, dass die Ablesung auf einer geradlinigen Tangententeilung zu erfolgen hat. kann die Ablesung nicht durch einpn mit dem Fernrohr mechanisch einfach verbundenen Index erfolgen. sondern nur mittels eines Fadenmikroskops, d. h. durch optisches Visieren. Da sich jedoch der Abstand des Objektivs des mit dem Fernrohr zusammengedrehten Mikroskops je nach den Höhenwinkel des Fern-
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gleichmässig eingeteilten Tangententeilung benutzt.
Gemäss Fig. 1 wird z. B. die Einteilung der gleichmässig eingeteilten geradlinigen Tangententeilung. 3
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Abstand der Tangententeilung ein für allemal eingestellt werden und man muss das Mikroskop nicht bei jeder Ablesung neu einstellen. ?-'-
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung bestehf darin, dass infolge des Umstandes, dass sämtliche
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einzigen Anschneiden gewonnenen Ablesungsangaben erhält man mittel, einer einfachen Multiplikation der. dazugehörigen Konstante den wagrechten Abstand ohne Reduktion auf den Höhenwinkel genau so, wie mit den reduzierenden Tachymeters, z. B. mit dem Hammer-Fennel'schen Taehymeter.
Ein besonderer Vorteil des neuen Tachymeters besteht darin, dass man die Multiplikationskonstante je nach der erwünachten Messgenauigkeit wählen kann. Wenn nämlich die in das Fernrohr zu projizierende
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so ergibt sich für k derWert von 50 und wnn man -1- = 0. 5 wählt, so ergibt sich A-== 200.
Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgcgenstandes, u. zw. Fig. 2 und 3 in Seitenansicht und in teilweise geschnittenem Grundriss eincn einfachen Tachymeter, dessen Fernrohr mit einem. Index meclianisch verbunden ist. Fig. 4 und 5 ein Ausführungsbeispiel des Tangenten-Tachy- meters, bei dem das Bild der Tangententeilung in das Fernrohr projiziert wird, in Seitenansicht und Draufsicht und Fig. 6 das Gesichtsfeld eines solchen Tangenten-Tachymeters. Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten gewöhnlichen Tachymeter, ist der Höhenkreis 5 am Fernrohr'2 befestigt und kann mit diesem zusammen um. die Rippachse 1 gedreht werden. Die Ablesemarke 7 ist dagegen ortsfest.
Im
Bedarfsfalle kann die Ablesemarke in bezung auf den Fuss des Instrumentes durch eine Stellschraube 6 . eingestellt werden, um die Ablesemarke mittels der Libelle # wagrecht einrichten zu können. Die Tan- genteneinteilüng 4 ist am Höhenkreis 5 angehracht und cs kann das Abksen mittels der Ablesemarke 7 bewirkt werden.'An der der Tangententeilung 4 gegenüberliegenden Seite des Höhenkreises 5 kann
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innen abgeschrägt sein, oder die Teilung 4 kann an der inneren oder äusseren Mantelfläche eines Zylinders (Fig. 4) oder aber an einem ebenen Ring angebracht sein. Die Tangententeilung kann entweder mit dem Fernrohr oder mit dem Gestell verbunden sein.
Im letzteren Falle kann man die Ableselupe oder das Ablesemikroskop mit parallel zur optischen Achse des Fernrohres liegenden optischen Achse heben oder oberhalb bzw. unterhalb des Fernrohres anordnen. In diesem Falle ist es zweckmässig die Okulare des Fernrohres und des Ablesemikroskops festzulegen und das Einstellen durch Verstellen des Objektives
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Prismen gebrochen sein. Bei dem vorgenannten Tachymeter sind für eine jede Bestimmung zwei Fernrohrbeobaehtungen (u. zw. der Punkte Bund A) erforderlich. ähnlich wie bei den üblichen TangentenTachymetern, wie dies zu Fig. 1 erläutert ist.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Vorrichtung gestattet es dagegen, dass Messen in der bereits erwähnten Weise, durch eine einmalige Fernrohrbeobachtung auszuführen, in gleicher Weise. wie mit den Fadenhöhenmessern, u. zw. genau so einfach, wie mit den reduzierenden Tachymetern. z. B. mit dem Hammer-Fennel'schen Tachymeter.
Während jedoch bei letzterem, insbesondere bei spitzen Schnittwinkeln der Diagrammkurve mit dem Rand des Bildes der Messlatte, die Messgenauigkeit wesentlich beeinträchtigt wird, erfolgt das Ablesen bei dem Tachymeter gemäss der Erfindung bei jedem Wert des
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Höhenwinkels mit der gleichen Genauigkeit, wie bei den gewöhnlichen Höhenmessern mit festen Fäden, trotzdem dass das Messen genau so einfach ausgeführt werden kann, wie mit dem Hammer-Fennel'schen Tachymetcr.
Dies wird dadurch erreicht, dass das durch ein Ablesemikroskop erzeugte Bild, der auf dem Höhenkreis des Fernrohres befindlichen Tangententeilung wie bei Ablesevorrichtungen für Theodolitteilungen bekannt, mittels Prismen derart in die Bildebene des Fernrohres geworfen wird, dass die Ebene der durch Prismen gebrochenen optischen Achse des Ablesemikroskops durch die wagrechte Drehachse des Fernrohres geht, so dass die Bilder der Teilstriche der am Höhenkreis angebrachten Tangentenein-
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sein.
Das durch das Mikroskop 76 vergrösserte Bild der Teilung 4 wird mittels der Prismen 14 und 15 (Fig. 5), wie bei ändern TeiI1U'eisablesungen bekannt, in die Bildebene des Fernrohres geworfen, so dass im Gesichtsfeld, oder in der Bildebene (Fig. 6) des Fernrohres durch das Okular die Bilder der Alc sslatte I und der Teilung 4 nebeneinander gleichzeitig beobachtet werden können. Die gegenseitige Anordnung
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lich, dass die Teilstriche der Tangenteneinteilung 4 senkrecht auf die Ablesekante 17 des Prismas 15 stehen, welche mit dem Rande des Bildes oder Messlatte 1 zum Zusammenfallen gebracht werden kann, so dass die weitgehendste Genauigkeit der Ablesung gewährleistet ist.
Das optische Einstellen des Fernrohres erfolgt in diesem Falle nicht durch Bewegen des Okulars, sondern durch Verschieben des Objektives oder einer zwischen diesem und der Bildebene eingeschalteten dritten Linse. Das Mikroskop 16 ist in bekannter Weise derart beschaffen, dass es eine gemeinsame Bildebene und ein gemeinsames Okular mit dem Fernrohr hat. Die optische Einstellung des Mikroskops erfolgt gleichfalls durch Verschieben des Objektives bzw. bei doppellinigcn Objektiven der einen oder der beiden Objektivlinsen.
Die Tangententeilung kann, wie bei andern Teilungen bekannt, entweder an einer undurchsichtigen Unterlage angebracht sein und im auffallenden Lichte beobachtet werden, oder kann man insbesondere, wenn die Teilung an einem ebenen Ring angebracht ist, eine durchsichtige Teilung anwenden. die im durchfallenden Licht beobachtet wird. Die neue Tachymetereinrichtung kann nicht nur bei Theodoliten, sondel'l1 auch an andern geodätischen Instrumenten, z. B. Kippregeln und selbsttätigen Aufnahmegeräten, bei denen nach jedem Anschneiden der angezielte Punkt auf dem Zeichenblatt selbsttätig eingetragen wird, als auch bei Bussolentheodoliten oder ändern ähnlichen Instrumenten verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Tangenten-Tachymeter, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangenteneinteilung (3) am Höhenkreis des Tachymeters in einer auf den Höhenkreis (4) geworfenen Zentralprojektion angebracht ist.
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Tangent total station.
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In total station measurements, it is well known that the readings obtained with inclined tube positions must be reduced to the horizontal by multiplication with a function of the elevation angle. Various proposals have been made to reduce this reduction to (a multiple
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the basic ideas illustrated in the schematic FIG. 1.
In FIG. 1, 2 is the telescope of the altimeter which can be rotated about the tilt axis 1. 3 is a straight, evenly divided tangent division, which can be read off by a not shown in the drawing, rigidly connected to the telescope, to the tilt axis 1 of the telescope? microscope arranged vertically
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of the general microscope falling point a, which is at the distance l1 from the zero point o of this division, is read. The telescope is then aimed at another point B of the measuring rod at the distance L1 above the base point 0 and at the tangent division 3 into the optical one.
axis
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of points A and B, the multiplication constant k = #, d the distance of the tangent division 3 from the axis 1 and -l- the distance between points a and b. A round number is obtained for the constant k. z. B. 50, 100, 200, etc., if in relation to the unit of measurement the constant distance d of the tangent
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is above the base point 0 of the staff, the height of the staff base point O above the
Tilting axis 1 running horizontal the formula H H, -T "results.
With regard to the fact that the reading must take place on a straight tangent division. the reading cannot be done by an index mechanically simply connected to the telescope. but only by means of a thread microscope, d. H. through optical sighting. However, since the distance of the objective of the microscope that is twisted together with the telescope varies depending on the elevation angle of the telescope
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evenly divided tangent division used.
According to FIG. 1, z. B. the division of the evenly divided straight-line tangent division. 3
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The distance of the tangent division can be set once and for all and you do not have to readjust the microscope for each reading. ? -'-
Another advantage of the device is that due to the fact that all
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Readings obtained from a single incision are obtained by means of a simple multiplication of the. Corresponding constant the horizontal distance without reduction to the elevation angle exactly as with the reducing total station, e.g. B. with the Hammer-Fennel Taehymeter.
A particular advantage of the new tachymeter is that the multiplication constant can be selected depending on the required measurement accuracy. If namely the one to be projected into the telescope
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then we get the value of 50 for k and if we choose -1- = 0. 5 we get A - == 200.
The drawing shows several exemplary embodiments of the subject matter of the invention, u. between FIGS. 2 and 3 in a side view and in a partially sectioned plan of a simple tachymeter, the telescope with a. Index is connected Meclianically. 4 and 5 show an exemplary embodiment of the tangent tachymeter, in which the image of the tangent division is projected into the telescope, in a side view and top view, and FIG. 6 shows the field of view of such a tangent tachymeter. In the conventional tachymeter shown in FIGS. 2 and 3, the height circle 5 is attached to the telescope 2 and can be rotated with it. the rib axis 1 can be rotated. The reading mark 7, on the other hand, is stationary.
in the
If necessary, the reading mark can be set in relation to the foot of the instrument by means of an adjusting screw 6. can be set in order to be able to set up the reading mark horizontally using the level #. The tangent division 4 is attached to the height circle 5 and the lowering can be effected by means of the reading mark 7. On the side of the height circle 5 opposite the tangent division 4
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be beveled on the inside, or the division 4 can be attached to the inner or outer lateral surface of a cylinder (FIG. 4) or to a flat ring. The tangent division can either be connected to the telescope or to the frame.
In the latter case, the reading magnifier or the reading microscope with the optical axis lying parallel to the optical axis of the telescope can be raised or can be arranged above or below the telescope. In this case it is advisable to fix the eyepieces of the telescope and the reading microscope and to adjust them by adjusting the objective
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Prisms may be broken. In the case of the aforementioned total station, two telescope observations are required for each determination (and between points Bund A). similar to the usual tangent tachymeters, as explained in connection with FIG.
The device shown in FIGS. 4 and 5, on the other hand, allows measurements to be carried out in the same way in the manner already mentioned, by means of a single telescope observation. as with the thread height gauges, etc. between just as easy as with the reducing total station. z. B. with the Hammer-Fennel total station.
However, while with the latter, in particular with acute angles of intersection of the diagram curve with the edge of the image of the measuring stick, the measurement accuracy is significantly impaired, the reading of the total station according to the invention takes place at every value of the
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Elevation angle with the same accuracy as with the usual altimeters with fixed threads, despite the fact that measuring can be carried out just as easily as with the Hammer-Fennel tachymeter.
This is achieved in that the image generated by a reading microscope, the tangent graduation located on the height circle of the telescope, as known from reading devices for theodolite messages, is thrown into the image plane of the telescope by means of prisms in such a way that the plane of the optical axis of the reading microscope broken by prisms goes through the horizontal axis of rotation of the telescope, so that the images of the tick marks of the tangent entries
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his.
The image of the graduation 4, enlarged by the microscope 76, is thrown into the image plane of the telescope by means of the prisms 14 and 15 (FIG. 5), as known from other partial readings, so that in the field of view or in the image plane (FIG. 6) of the telescope through the eyepiece the images of the rod I and the graduation 4 can be observed side by side at the same time. The mutual arrangement
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Lich that the graduation lines of the tangent division 4 are perpendicular to the reading edge 17 of the prism 15, which can be brought to coincide with the edge of the image or measuring stick 1, so that the greatest possible accuracy of the reading is guaranteed.
In this case, the optical adjustment of the telescope does not take place by moving the eyepiece, but by shifting the objective or a third lens connected between this and the image plane. The microscope 16 is designed in a known manner such that it has a common image plane and a common eyepiece with the telescope. The optical adjustment of the microscope is also carried out by moving the objective or, in the case of double-line objectives, the one or both objective lenses.
The tangent division can, as is known for other divisions, either be attached to an opaque base and observed in the incident light, or a transparent division can be used, especially if the division is attached to a flat ring. which is observed in transmitted light. The new total station device can be used not only with theodolites, sondel'l1 also with other geodetic instruments, e.g. B. tilt rules and automatic recording devices, in which the targeted point is automatically entered on the drawing sheet after each cutting, as well as in Bussolentheodoliten or other similar instruments are used.
PATENT CLAIMS:
1. Tangent total station, characterized in that the tangent graduation (3) is attached to the height circle of the total station in a central projection projected onto the height circle (4).