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Vermessungsgerät zur Bestimmung der horizontalen und vertikalen Komponenten einer schrägen Entfernung mit veränderlicher Basis am Standpunkt und konstantem parallaktischem Winkel
Die Erfindung betrifft ein Vermessungsgerät zur Bestimmung der horizontalen und vertikalen Komponenten einer schrägen Entfernung mit veränderlicher Basis am Standpunkt und konstantem parallaktischem Winkel. Solche Geräte werden für bestimmte Zwecke der Vermessungspraxis verwendet, weil sie zum Unterschied von der Entfernungsmessung mittels Messband oder Entfernungsmesser mit Basis im Ziel nur eine einzige Bedienungsperson erfordern. Bei einer typischen Ausführung, wie z.
B. in dem Buch von DeumlichundSeyfert,"Instrumente der Vermessungstechnik", S. 317-319, beschrieben, wird die veränderliche Basis von zwei Prismen begrenzt, von denen das eine in einer Fassung untergebracht ist, welche auf einer mit einer Skala versehenen Messschiene gleitend angeordnet ist. Ferner weist dieses Gerät einen Vertikalkreis zur Abgabe des Höhenwinkels auf.
Die beschriebene Konstruktion, wie auch alle andern bekannten Entfernungsmesser der angeführten Art, sind mit dem Mangel behaftet, dass sie nicht selbstreduzierend sind ; das bedeutet, dass sie nur die Ablesung der schrägen Entfernung ermöglichen, wogegen ihre waagrechte und senkrechte Komponente, deren Bestimmung Zweck der Messung ist, erst rechnerisch mit Hinsicht zu dem festgestellten Höhenwinkel ermittelt werden müssen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Vermessungsgerät zur Bestimmung der horizontalen und vertikalen Komponenten einer schrägen Entfernung mit veränderlicher Basis am Standpunkt und konstantem parallaktischem Winkel zu schaffen ; ein Gerät also, welches die direkte Ablesung der waagrechten Entfernung ermöglicht, was bisher nur bei Entfernungsmessern mit Basis im Ziel möglich war. Weil gleichzeitig auch die Überhöhung abgelesen werden kann, ist das erfindungsgemässe Gerät auch als Höhenmesser verwendbar.
Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Netz zweier Kurvenscharen versehen ist, welches in einem rechtwinkeligen Koordinatensystem, dessen beide Koordinaten die für das Anvisieren des Zielpunktes erforderliche Geräteneigung y und die für die Einhaltung des konstanten parallaktischen Winkels erforderliche Basislänge z sind, die Kurven konstanter, zweckmässig abgestufter Werte der horizontalen bzw.
vertikalen Komponenten der schrägen Entfernung umfasst, wobei der Träger dieses Kurvennetzes gegenüber einer Marke, die mit dem Kurvennetz zusammenwirkt, eine der Basisver- änderung proportionale, der Richtung der Basislängen-Koordinatenachse parallele Zwangsbewegung ausführt, und der Träger dieser Marke eine von einer an sich bekannten Einrichtung zur Feststellung der waagrechten oder senkrechten Richtung gesteuerte, der Geräteneigungs-Koordinatenachse parallele Zwangsbewegung ausführt, so dass eine solche Relativverschiebung der Marke zum Kurvennetz zustandekommt, dass die durch den von ihr markierten Punkt gehenden Kurven der beiden Kurvenscharen die Horizontal- und Vertikalkomponenten des anvisierten Zielpunktes angeben.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht das Vermessungsgerät aus einem runden Aussenrohr und einem runden Innenrohr, die teleskopisch ineinanderschiebbar sind, wobei am Aussenrohr ein Endpunkt der veränderlichen Basis und an seinem oberen Ende ein drehbarer, mit einer Ablesemarke versehener, mittels eines mechanischen Getriebes mit einer Indexlibelle verbundener Ring angeordnet ist, während das Innenrohr auf seiner Oberfläche das Kurvennetz zur Bestimmung der waagrechten und senkrechten Komponenten der schrägen Entfernung und den zweiten Endpunkt der veränderlichen Basis trägt.
Bei dieser Ausführung treten die einfache Konstruktion und der Umstand, dass das Gerät kein besonderes Stativ erfordert, noch als zusätzliche Vorteile hinzu. 0
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Die Erfindung soll nun an Hand der Fig. 1-3 näher erläutert werden, wobei Fig. 1 die geometrischen Beziehungen unter den Grössen und Fig. 2 das Kurvennetz zur Bestimmung der waagrechten und senkrechten Komponenten der schrägen Entfernung und Fig. 3 eine beispielsweise Ausführung des Entfernungsmessers darstellen.
In Fig. l wird die Bestimmung der waagrechten Entfernung y und der Überhöhung v zweier Punkte M, N dargestellt. Im Punkte M ist das Vermessungsgerät aufgestellt, welches prinzipiell aus einer festen Stütze mit der unveränderlichen Länge a, einer von zwei ebenen spiegelnden Flächen A, B begrenzten veränderlichen Basis z und einer Richtvorrichtung p, welche eine Senkrechte zur Basis z am Orte der Fläche B bestimmt, besteht. Die ebenen spiegelnden Flächen A. B sind solcherart zur Basis z geneigt, dass in das Beobachterauge o bei entsprechend eingestellter Basislänge von dem Punkte N ausser dem direkten Strahl Np noch ein zweiter, den Weg NABp zurücklegender Strahl, eintritt.
Die Strahlen Np und NA schliessen einen Winkel 5 ein, welcher der konstante parallaktische Winkel ist und eine der beiden Gerätekonstanten bildet, deren zweite die unveränderliche Länge a ist. Die spiegelnde Fläche B schliesst im dargestellten Beispiel einen Winkel von 45 , die spiegelnde Fläche einen solchen von (45 -+ -) mit der Basis z ein. Durch Kippen aus der senkrechten Lage um den Winkel y wird das Gerät auf den Punkt N gerichtet, und die Basislänge wird so lange verändert, bis sich dem Auge o zwei sich überdeckende Bilder des Punktes N bieten. Aus den Gerätekonstanten a, 6 und den gemessenen Grössen z, y wird die waagrechte Entfernung y nach der Beziehung
EMI2.1
und die Überhöhung v nach der Beziehung
EMI2.2
Derecnnel.
Wählt man ein rechtwinkeliges Koordinatennetz mit den Koordinaten y und z und bildet die angeführten Gleichungen, in explizite Form für z Übergeführt, für zweckmässig abgestufte Werte von y, v ab, so erhält man ein Kurvennetz 20 gemäss Fig. 2. Die im wesentlichen senkrecht verlaufenden Kurven 21 geben die Werte der Überhöhung v und die sie kreuzenden Kurven 22 die Werte der waagrechten Komponente y der schrägen Entfernung an. Als Ablesungsbeispiel zeigt die Ablesemarke 13 die Werte y = 23 m und v = + 6 m an.
Erfindungsgemäss wird dieses Kurvennetz 20 derart am Gerät angeordnet, dass es eine den Basisveränderungen proportionale Zwangsbewegung ausführt, und das Gerät wird mit einer Ablesemarke 13 versehen, welche eine von einer Einrichtung zur Feststellung der waagrechten oder senkrechten Lage gesteuerte Zwangsbewegung ausfahrt, also eine Bewegung, welche eine Funktion des Winkels y ist. Durch Zusammenspiel der Eigenbewegung des Kurvennetzes 20 mit der Bewegung der Ablesemarke 13 werden die y-und vWerte automatisch eingestellt und können direkt abgelesen werden.
Die beispielsweise Ausführung nach Fig. 3 besteht aus einem unten in die Spitze 19 auslaufenden run- den Aussenrohr 10, in welches ein auf seiner Oberfläche mit dem Kurvennetz 20 versehenes rundes Innenrohr 11 teleskopisch eingeschoben ist. Am oberen Ende des Aussenrohres 10 ist ein drehbarer, mit Ablesemarke 13 versehener Ring 12 angeordnet, dessen Verzahnung in ein verzahntes Segment 14 eingreift, welches um die Bolzenachse 15 drehbar am Aussenrohr 10 gelagert ist. Am Segment 14 ist eine Indexlibelle 16 angebracht. Am Aussenrohr 10 sind ferner eine nicht dargestellte Richteinrichtung - in der Praxis wird es sich um einen Diopter oder ein Fernrohr mit Fadenkreuz handeln - und an einer dem Segment 14 gegen- überliegenden Stelle eine ebene spiegelnde Fläche B angeordnet.
Am Innenrohr 11 ist über der Fläche B des Aussenrohres 10 die ebene spiegelnde Fläche A angebracht. Das im Aussenrohr 10 verschiebbare Innenrohr 11 ist mit einer Zahnstange 18 versehen, in welche ein vom Drehknopf 17 angetriebenes, nicht dargestelltes Ritzel eingreift. Die Zahnstange 18 sichert gleichzeitig das Innenrohr 11 gegen Verdrehung. Bei der Aufstellung des Kurvennetzes 20 wird für die Darstellung der y-Werte ein solcher Massstab gewählt, dass das Kurvennetz 20 den ganzen Umfang des Innenrohres 11 mit Ausnahme des Teiles für die Zahnstange 18 einnimmt. Wird das Kurvennetz 20 beispielsweise für einen Bereich der y-Werte von : 1 : -300 aufgestellt, so wird das Übersetzungsverhältnis zwischen Segment 15 und Ring 12 vorteilhafterweise mit annähernd 60 : 350 gewählt.
Dann wird einer Ausschwenkung der Indexlibelle 16 um : 30 eine Bewegung der Ablesemarke 13 um 3500 entsprechen und das Kurvennetz 20 wird im gleichen Ausmass den Umfang des Innenrohres 1J einnehmen. Der restliche Teil des Umfanges im Ausmass von 100 bleibt für die Zahnstange 18 frei.
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Das Gerät wird mit seiner Spitze 19 im Anfangspunkt M der gemessenen Strecke aufgestellt und mittels der Richtvorrichtung auf den Endpunkt N gerichtet, so dass also nun MB normal auf NB steht. Durch Betätigung des Drehknopfes 17 wird das Innenrohr 11 so eingestellt, dass eine Überdeckung der beiden Bilder des Punktes N eintritt, wobei gleichzeitig auch durch Verdrehung des Segments 14 die Indexlibelle 16 in waagrechte Lage gebracht wird. Am Kurvennetz 20 werden die von der Ablesemarke 13 angezeichneten Werte abgelesen.
Die beschriebene beispielsweise Ausführung kann abgeändert werden, besonders derart, dass man zur Verstellung des Innenrohres und zur Übertragung der Bewegung der Indexlibelle auf die Ablesemarke andere, in der Mechanik bekannte Mittel benutzt, oder dass man die Libelle entweder durch eine andere Einrichtung zur Feststellung der waagrechten oder senkrechten Richtung, beispielsweise ein Stablot, ersetzt.
Dies ist besonders bei minder genauen Messungen vorteilhaft, da ein entsprechend schweres Stablot das Segment 14 und dadurch auch die Ablesemarke 13 durch Eigengewicht selbsttätig einspielt, wodurch der Vermesser von einer Operation entlastet wird. Die beiden ebenen spiegelnden Flächen können vorteilhafterweise als Prismen und die bewegliche von ihnen kann verschwenkbar ausgeführt werden, so dass man für verschiedene Messbereiche verschiedene parallaktische Winkel einstellen kann. für welche verschiedene auswechselbare Kurvennetze angefertigt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vermessungsgerät zur Bestimmung der horizontalen und vertikalen Komponenten einer schrägen Entfernung mit veränderlicher Basis am Standpunkt und konstantem parallaktischem Winkel, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Netz zweier Kurvenscharen versehen ist, welches in einem rechtwinkeligen Koordinatensystem, dessen beide Koordinaten die für das Anvisieren des Zielpunktes erforderliche Geräteneigung (y) und die für die Einhaltung des konstanten parallaktischen Winkels erforderliche Basislänge (z) sind, die Kurven konstanter, zweckmässig abgestufter Werte der horizontalen bzw.
vertikalen Komponenten der schrägen Entfernung umfasst, wobei der Träger dieses Kurvennetzes gegenüber einer Marke, die mit dem Kurvennetz zusammenwirkt, eine der Basisveränderung proportionale, der Richtung der Basislängen-Koordinatenachse parallele Zwangsbewegung ausführt, und der Träger dieser Marke eine von einer an sich bekannten Einrichtung zur Feststellung der waagrechten oder senkrechten Richtung gesteuerte, der Geräteneigungs-Koordinatenachse parallele Zwangsbewegung ausführt, so dass eine solche Relativverschiebung der Marke zum Kurvennetz zustandekommt, dass die durch den von ihr markierten Punkt gehenden Kurven der beiden Kurvenscharen die Horizontal- und Vertikalkomponente des anvisierten Zielpunktes angeben.