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Procédé et dispositif pour déterminer les coordonnées orthogonales de points de terrain, notamment de chaînes de polygones, etc.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour déterminer des coordonnées orthogonales de points de terrain, notamment de chaînes ou suites de polygones et similaires, à partir d'éléments (par exemple : angles, des rayons, des longueurs, et des largeurs pour des points d'ordonnées, etc.) mesurés sur le terrain (par exemple avec le théodolite à répétition-tachéomètre de réduction de précision et le goniomètre à miroir), ces coordonnées étant appro- priée@pour le tracé de cartes à une échelle plus grande que 1 :5000.
Le procédé de l'invention consiste en ce que les
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éléments mesurés sur le terrain sont reproduits de manière similaire par réglage direct sur des dispositifs de réglage de précision pour les angles et les longueurs, qui sont adjoints à un système de coordonnées orthogonales, et que la détermination des coordonnées orthogonales se fait à l'aide de traits ou de lignes de repère, par des organes de roulement avec mécanismes à chiffres ou des organes équivalents, @ qui sont adjoints aux axes des coordonnées, au moyen de dispositifs auxiliaires, tels par exemple que des microscopes de mesure, des roulettes avec mécanisme compteur ou des dispositifs équivalents, qui permettent une lecture sans parallaxes en évitant des divisions frottant les unes sur les autres.
On ne connait jusqu'à présent aucun procédé et aucun dispositif qui permettent de trouver, par réglage direct des éléments mesurés sur le terrain sur des dispositif! de réglage de précision d'angles et de longueurs, des coordonnées orthogonales appropriées pour le tracé de cartes à une échelle supérieure à 1:5000. Les instruments actuellement connus pour la mesure des coordonnées orthogonales de plaques photographiques ou de films ne se prêtent pas, en raison de leur construction en principe complètement différente, à la détermination des coordonnées orthogonales par le réglage direct des éléments mesurés sur le terrain (à l'encontre des éléments photographiés sur le terrain).
On a déjà essayé de trouver, en partant de photographies, les coordonnées polaires avec des coordonnées orthogonales données, du fait que les coordonnées orthogonales sont réglées sur deux chariots déplaçables parallèlement à un plan, dont l'un est disposé sur l'autre de manière à pouvoir y être déplacé perpendiculairement à la direction de déplacement de cet autre chariot, et porte un dispositif de projection, et que la détermination des coordonnées polaires se fait à
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l'aide d'une surfaces réceptrice transparente pourvue d'une division en degrés et en longueurs.
Comme aucun dispositif de réglage de précision des longueurs n'est prévu sur la division de longueur de la surface réceptrice transparente, on ne peut chercher en sens inverse les coordonnées orthogonales que du fait que les deux coordonnées orthogonales inconnues sont amenées, par un procédé d'approximation de longue durée, au moyen des chariots perpendiculairement déplaçables l'un sur l'autre et portant le dispositif de projection, indirectement seulement à coincider avec un point donné polairement. De plus, il est impossible, entre autres, de procéder au réglage de points d'ordonnées mesurés sur le terrain par exemple à l'aide du goniomètre à miroir et du ruban, sur la branche polaire.
Par contre, au moyen du procédé de la présente invention, on trouve les coordonnées orthogonales du fait que non seulement les coordonnées polaires, mais les éléments mesurés sur le terrain sont réglés directement (sans procédé d'approximation de longue durée) sur les dispositifs de réglage de précision des angles et des longueurs.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention est caractérisé en ce qu'un ou plusieurs dispositifs de réglage de précision d'angles et de longueurs et un réseau de coordonnées, ou des divisions de longueur, ou des organes de déroulement, sont adjoints à un point comme origine d'un système de coordonnées orthogonales, et que pour déterminer les coordonnées orthogonales, on a prévu'sur les dispositifs de réglage de précision, des moyens auxiliaires qui permettent une lecture sans parallaxe, en évitant des divisions frottant les unes sur les autres.
Pour trouver uniquement des valeurs de coordonnées orthogonales absolues (coordonnées sans signe), on connait la disposition d'un réseau de papier quadrillé sur un octant
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pourvu d'une division en degrés. Cet octant est pourvu d'une alidade, sur laquelle sont disposés des verniers pour la détermination des valeurs de coordonnées absolues. Vais pour éviter toute parallaxe de lecture, ces verniers doivent s'appliquer directement sur le réseau quadrillé de l'octant. Ils détruisent ainsi par leur déplacement et leur rotation toute fine division. Il est impossible entre autres; de procéder au réglage des points d'ordonnée mesurés sur le terrain par exemple à l'aide du goniomètre à miroir et du ruban sur la branche polaire.
En conséquence, cet appareil ne se prête pas non plus à reproduire de manière semblable dans le sens géométrique, les éléments mesurés sur le terrain (données de mesure telles que par exemple 353 , 16,4' comme angle, 124,38 m comme branche polaire et 29,98m comme côté d'ordonnée) d'un point de terrain, et à permettre ensuite la lecture des coordonnées orthogonales, déjà pourvues des signes leur revenant, avec une précision suffisante pour le tracé de cartes à des échelles supérieures à 1:5000.
Pour la détermination de coordonnées destinées au tracé de cartes à des échelles supérieures à 1:5000, on procède jusqu'ici de la manière suivante: on obtient les coordonnées orthogonales, à partir des éléments mesurés en coordonnées polaires, à l'aide du calcul logarithmique. Pour accélérer ces travaux qui ne peuvent être effectués que par des spécialistes expérimentés, on se sert de machines à calculer ce qui nécessite néanmoins la détermination préalable des fonctions angulaires au moyen de tables. Le procédé et le dispositif de la présente invention permettent d'effectuer ces calculs avec la précision requise, sans détermination préalable des fonctions angulaires, au moyen du réglage des éléments mesurés sur le terrain.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples, des formes d'exécution du dispositif de l'invention.
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La fig. 1, dans laquelle les détails superflus sont supprimés, montre un exemple d'exécution simplifié d'un disposi tif avec réseau de coordonnées. La fig. 2 montre l'image apparaissant dans l'instrument de lecture, et la fige 3 est une vue latérale de la fig. 1, partie en coupe..
Les fig. 4 à 7 représentent une autre forme d'exécu- tion simple du dispositif, dans laquelle les coordonnées orthogonales peuvent être lues directement sur des divisions de longueur déplaçables. La fig. 4 est une vue de dessus du dispositif. La fig. 5 est une coupe transversale suivant la ligne C-D de la fig. 4. La fig. 6 est une coupe transversàle suivant la ligne E-F de la fig. 4. La fig. 7 montre à titre d'exemple le champ visuel dans le microscope de lecture.
Les fig. 8 à 10 montrent un exemple d'exécution de l'invention, dans lequel les coordonnées orthogonales sont déterminées par des organes roulants. La fig. 8 est une vue de dessus schématique du dispositif. La fig. 9 montre à plus grande échelle la partie principale du dispositif. La fig. 10 est une vue latérale, partie en coupe, de cette même partie.
D'après les fig. 1 à 3, l'axe 2, portant la plaque 5, est rigidement relié au pied de support 1 par la vis de serrage a. Une plaque en verre ou en métal 20, pourvue d'un réseau de coordonnées orthogonales et d'une division angulaire, est disposée sur cette plaque 5 au moyen de vis 7 et de pinces 6, de manière à pouvoir être déplacée et à pouvoir tourner.
Les lignes centrales de ce réseau de coordonnées orthogonales forment les axes des coordonnées, et la ligne centrale de l'axe 2, ligne passant PU!' M et, pouvant occuper une position verticale ou autre dans l'espace, forme au point d'intersection avec les deux axes de coordonnées, l'origine du système de coordonnées,
A cette origine est adjoint un dispositif de réglage
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d'angle de précision. Ce dispositif se compose de la division angulaire prévue sur la plaque 20 et des microscopes de mesure 18 et 18', qui peuvent tourner autour de l'axe 2 et qui sont guidés sur un support 4. Pour la correction d'erreurs d'orientation lors du réglage d'angles de direction, ces microscopes 18 et 18' sont déplaçables à l'aide de vis micrométriques.
Ce déplacement ou réglage peut aussi se faire au moyen d'une vis micrométrique qui, de même que la vis c dans le microscope à vis 12, déplace ou fait tourner de manière mesurable la plaquette de verre b avec la division. Le support 4, tournant sur l'axe 2 et portant les microscopes 18 et 18', est serré à l'aide d'une pince 3 par une vis de serrage 15, et pour un réglage de précision il est fixé à l'aide d'une vis de réglage de précision 16 et d'un ressort antagoniste 17.
Le dispositif de réglage deprécision des longueurs est monté sur le support 4 ; il est adjoint à l'origine ou point initial des coordonnées et se compose d'un coulisseau 8 qui est déplaçable dans la rainure e du support 4 et est actionné par des molettes de réglage 9 qui font rouler sur la crémaillère 11 un pignon 10 de préférence à freinage automatique.
Pour déterminer les coordonnées orthogonales du réseau de coordonnées, on a monté sur le coulisseau 8 le microscope à vis 12 tournant dans le tube f. Le tube f peut être déplacé de manière mesurable dans des directions perpendiculaires à l'aide de vis micrométriques 13 et de ressorts antagonistes 17. Un tambour 14 du microscope à vis 12, tambour qui est divisé en 100 parties et qui peut être équipé d'un éclairage artificiel, déplace la plaquette de verre b qui porte des divisions. La plaquette b peut être déplacée à l'aide de la vis c afin que les intervalles de division du microscope à vis 12 concordent avec la division du réseau de coordonnées.
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Après qu'une rotation a été imprimée dans le tube f au micros- cope à vis 12, à la main ou par une commande, de manière que les divisions de ce microscope soient parallèles aux divisions du réseau de coordonnées, on obtient dans le champ visuel de ce microscope l'image représentée sur la fig. 2. La rotation commandée peut se faire par exemple au moyen d'u ne roue den- tée qui est disposée sur l'axe fixe 2 et au moyen de roues dentées qui roulent sur cette rou.e fixe et font tourner le tube. De plus, la disposition peut être telle que, dans le champ visuel du microscope à vis, seul le quadrant réglé soit libre, ce résultat s'obtenant par exemple au moyen d'é- crans tournants.
Les unités de coordonnées sont indiquées pour chaque champ avec les signes leur revenant dans le qua- drant, à partir des axes des coordonnées, ou peuvent être visi- bles au moyen d'une division auxiliaire disposée sur le micros- cope à vis. Les fractions des unités de coordonnées, ou aussi leur signes, sont indiqués à l'aide des repères de la plaquette de verre b du microscope à vis 12, et les parties des unités de coordonnées peuvent être lues sur le tambour divisé 14.
on
Dans l'utilisation du dispositif, /établit au moyen des microscopes 18 et 18', après serrage au moyen de la vis 15, par actionnement du réglage de précision 16, directement l'angle de direction mesuré sur le terrain, et à l'aide du microscope 19 et de la division de longueur du coulisseau 8, on déplace, en se servant des roues de réglage 9, le coulis- seau 8 sur le support 4, et on règle directement la distance polaire horizontale, mesurée sur le terrain, du point de poly- gone.
En conséquence, le dispositif de réglage de précision des angles a reproduit l'angle de direction mesuré sur le terrain, et le dispositif de réglage de précision des longueurs a reproduit de manière semblable la distance polaire plane
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mesurée sur le terrain. La projection du centre optique P du microscope à vis 12 sur le réseau de coordonnées occupe dans le réseau de coordonnées, une position semblable à celle du point de polygone mesuré sur le terrain.
Les microscopes 18, 18' et 19 peuvent être remplacés par d'autres dispositifs de lecture, par exemple par des loupes, ainsi que des roulettes qui actionnent un mécanisme à chiffres. Les lectures peuvent aussi être amenées conjointement séparées en images, en des points désirés au moyen d'éléments optiques ou mécaniques. De même, le réglage des longueurs et des angles peut être effectué par d'autres dispositifs de réglage de précision avec ou sans divisions ou graduations (par exemple des vis).
Le microscope à vis 12 peut lui aussi. être remplacé par d'autres dispositifs à repères ou lignes optiquement ou mécaniquement mobiles pour la réduction de longueurs (par exemple un microscope à vis avec deux ou plusieurs repères ou lignes), ou par des dispositifs avec des repères ou lignes (par exemple des microscopes d'évaluation), ou par des dispositifs qui établissent la coincidence de divisions de longueur, ou qui caractérisent la verticale sur une division (par exemple des microscopes avec repères ou lignes de centre).
Le microscope à vis 12 peut aussi être disposé sur un chariot pouvant osciller et se régler par rapport au support 4.
Le réseau de coordonnées peut aussi être remplacé par la disposition de divisions de longueur avec instruments d'observation appropriés, avec ou sans dispositif de projection ou bien ce réseau peut être supprimé lorsque, par exemple comme dans la forme d'exécution des fig. 4 à 7, les coordonnées sont déterminées à l'aide du roulement de roulettes perpendiculaires l'une à l'autre et actionnant un mécanisme de chiffres. Le réseau de coordonnées ou les graduations de longueur peuvent aussi être disposés de manière à être mobiles.
Le dispositif ihdicateur d'angle de la disposition
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peut aussi être pourvu d'une répétition d'angle connue par exemple dans les théodolites à répétition-tachéomètres de précision à image double, ou par exemple d'un cercle de chif- fres pouvant tourner et réglable, de manière que le point de lecture soit indépendant du réglage angulaire, mais soit déporté en un point désiré et puisse être réglé à une valeur angulaire quelconque. En fin de compte, le dispositif peut aussi être utilisé pour la détermination d'autres valeurs, par exemple des distances zénithales, des points d'intersec- tion, ou des angles de direction et des distances, à partir de différences de coordonnées. Si nécessaire, le dispositif peut être pourvu de disposigifs de rectification ou correc- tion (par exemple les vis 7 et c dans les fig, l à 3).
Dans le dispositif des fig. 4 à 7, les disques 23, 24 et 25 ayant même diamètre sont montés dans les sommets d'un triangle isocèle rectangle, dans une plaque de base 60, sur des pivots 20', 21', 22'. On a fixé sur chacun de ces disques des barres angulaires 61,62 et 63 qui sont reliées entre elles par un système de bielles. Les points 26,27 et 28 des disques 23,24 et 25 sont reliés par une bielle rec- tangulaire rigide 64, tandis qu'une bielle 65, parallèle à la bielle 64, est reliée aux points 29, 30 et 31 des barres angulaires. Les points des barres angulaires reliés à la bielle 64 sont tous à même distance de leurs pivots 20', 21' et 22', et sont fixes par rapport aux disques correspondants.
Les points des barres angulaires reliés à la bielle 65 sont déplaçables le long de ces barres. Les barres angulaires sont de préférence télescopantes ou sont pourvues d'un cou- lisseau. Les points 29, 30 et 31, déplaçables le long des barres angulaires, se trouvent à des distances variables, mais toujours égales entre elles, de leurs pivots. Le régla- ge de la longueur mesurée s se fait de préférence sur la
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barre angulaire 62 par déplacement du coulisseau portant le point 30 le long de la dite barre. Après réglage de précision de la longueur au moyen du microscope ou de l'organe roulant à mécanisme de chiffres 42, le coulisseau portant le point 30 est serré sur la barre angulaire. Les points 29 et 31, c'està-dire les parties mobiles des barres 61 et 62 qui les portent, peuvent aussi être arrêtés par serrage.
Le réglage de l'angle a lieu sur le disque 25 adjoint à la barre angulaire 63, par des roues dentées ou des roues de friction 46,45, 44,43. A la roue 43 est accouplé un mécanisme compteur 47 qui est actionné par une roulette 48. 49 désigne une vis micrométrique au moyen de laquelle on peut régler la distance entre la roulette menante 48 et le centre 50 de la roue 43.51 désigne une manivelle à poignée 52 pour la dommande du réglage angulaire. On a disposé dans des direc- tions perpendiculaires entre elles et paralleles aux branches de la bielle 65, des coulisses 38, 39 et 36,37, dans lesquelles des coulisseaux en forme de tiges 32, 33, sont guidés et longitudinalement mobiles. Ces coulisseaux sont accouplés en 34, 35, aux branches correspondantes de la bielle 65.
On a disposé en 40 des microscopes de lecture ou des organes de roulement avec mécanisme de chiffres, qui permettent la lecture exacte des divisions disposées sur les coulisseaux 32, 33.
Le réglage de la distance polaire du point de polygone à reproduire se fait sur la barre angulaire 62, dans la position zéro de cette bâfre. Le réglage se fait par déplacement du point 30 de la barre angulaire et le réglage de précision au moyen du microscope 42. Puis les points 30,29 et 31, c'est-à-dire leurs coulisseaux, sont rigidement serrés dans les barres angulaires correspondantes. Après ce réglage le coulisseau 32 montre lui aussi la distance polaire plane du point de polygone, tandis que le coulisseau 33 se trouve dans la position zéro. On règle alors exactement l'angle au
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moyen de la manivelle 52 par les roues dentées 43 à 46.
Dans ce réglage, toutes les barres angulaires se déplacent parallèlement entre elles en raison de l'accouplement par les bielles 65,64, et les bielles subissent un déplacement parallèle le long du cercle déterminé par le mouvement de rotation du point 30? Les coulisseaux longitudinalement mobiles 32, 33, accouplés à la bielle 65 en 34 et 35, subissent ainsi un déplacement du fait que le coulisseau 32 est repoussé dans son guide et que le coulisseau 33 est tiré hors de son guide. Le déplacement des coulisseaux 32,33 donne alors directement la grandeur des coordonnées orthogonales trouvées sur le point de polygone reproduit. Ces coordonnées peuvent être directement déterminées sur les dispositifsde lecture de précision 40,41.
Le réglage exact des longueurs et des angles peut se faire au moyen des dispositifs de réglage décrits dans la première forme d'exécution, tels que vernier, microscope, mécanisme compteur à chiffres et roulette, etc. De même, les coulisseaux, au lieu de porter des divisions, peuvent actionner des roulettes ou de petites roues dentées. On peut aussi régler l'angle polaire d'une autre manière désirée quelconque, en observant la précision prescrite, et dans ce cas on peut, déjà lors du réglage, procéder à des indications relatives au signe correspondant au point de polygone à reproduire.
De même, il est possible d'obtenir à l'aide de deux disques ou barres angulaires seulement le résultat visé par la présente invention. Le troisième disque de la fig. 4 ne sert qu'à faciliter le déplacement parallèle des barres angulaires et des bielles. On se rend aisément compte qu'avec des bielles 65 de construction rigide, le soutien au point 31 est théoriquement superflu. On peut aussi combiner le dispositif de la fig. 1 avec celui de la fig. 4, par exemple en accouplant la plaque portant le réseau de coordonnées à la
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bielle 65 et en disposant le microscope de lecture au point zéro. Lors du déplacement du réseau de coordonnées avec la bielle 65, le point de polygone à reproduire se règle alors automatiquement sous le microscope fixe.
On peut aussi procéder au réglage de l'angle, sans se servir de roues intermédiaires, sur un disque portant une barre angulaire. Dans ce but, il suffit d'équiper ce disque d'un cercle de division et de dispositifs de réglage appropriés.
Il est évident qu'en renonçant aux avantages techniques de la reproduction semblable des éléments mesurés sur le terrain, on peut aussi établir le dispositif de l'invention pour l'utilisation avec des quadrants ou des octants.
D'après les fig. 8 à 10, le point m est, en tant que centre de l'axe 71 relié au support, l'origine du système de coordonnées. On a adjoint à cette origine m un dispositif de réglage de précision d'angle tournant autour du point m.
Ce dispositif se compose d'une plaque circulaire 72 avec division angulaire et avec un microscope 79 qui est relié par un support 118 à un support 80. Pour le réglage angulaire, une pince 73 est actionnée sur l'axe 71 par la vis de serrage 74, et on procède au réglage de précision au moyen de la vis de réglage de précision 75 qui est montée par une rotule 77 dans le palier 78 et comporte un ressort antagoniste 76. Le palier 78 est relié à la plaque 72. Les coulisseaux 81 et 82, déplaçables sur les barres 88 et 89, sont reliés au support 80. La barre 89 est pourvue d'une division de longueur. A l'aide du microscope 117 relié au coulisseau 82, on peut régler la longueur après actionnement d'une pince 83 au moyen d'une vis de serrage 84, et on peut procéder au réglage de précision au moyen d'une vis de réglage de précision 85 avec ressort antagoniste 87.
En conséquence, le dispositif de réglage de préci-
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sion des longueurs est, lui aussi, conjugué à l'origine du système de coordonnées.
Pour déterminer les coordonnées orthogonales, on a prévu les roulettes 98 et 99 qui sont perpendiculaires l'une à l'autre et sont elles aussi adjointes à l'origine m.
Un support 94 dans lequel sont montés les axes 97 et 97', est relié à la plaque 72 par des pivots 95 et 96. Les portées de ces axes sont maintenus de manière déplaçables par les vis 109 à 116. Les roulettes 98 et 99 perpendiculaires l'une à l'autre sont disposées sur ces axes 97, 97'. Pour que le déroulement soit transmis à un mécanisme de chiffres, les axes 97 et 97' sont pourvus des vis sans fin 104 et 105.
Ces vis transmettent leur rotation à la roue dentée 106, dont l'axe porte un cercle à division 107 ou 107' avec chiffres.
L'aiguille 108 indique la rotation. Pour pouvoir déterminer des déroulements encore plus faibles, les roulettes 98 et 99 sont pourvues d'un tambour à division 100 et 101. La lecture sur ces tambours se fait à l'aide des verniers 102 et 103.
Le déroulement des roulettes s'effectue sur la plaque 93, qui porte les bandes 88 et 89 au moyen des pieds 91,92, et 91', 92' .
Dans l'utilisation, les roulettes 98 et 99 sont amenées à la position initiale, ce qui s'effectue en soulevant l'axe 71 dans le support 80. L'angle de direction mesuré sur le terrain est directement réglé sur le dispositif de réglage de précision des angles, en effectuant le réglage au moyen de la vis de serrage 74, et le réglage de précision se fait au moyen de la vis de réglage de précision 75 et du ressort antagoniste 76. Les roulettes adoptent alors la position représentée sur la f ig. 8. Le réglage direct de la longueur mesurée en plan sur le terrain est effectué à l'aide de la division de longueur sur la barre 89 et du microseope 117 porté par le coulisseau 82.
Le serrage se fait avec la
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vis de serrage 84 et le réglage de précision est effectué au moyen de la vis de réglage de précision 85 et de son ressort antagoniste 87. Après déroulement, les coordonnées peuvent être lues sur les disques à chiffres 107 et 107' et leurs plus petites unités sur les tambours 100 et 101 et sur les verniers 102 et 103. Les signes sont indiqués par la plaque 72.
Comme dans la première forme d'exécution, on peut prévoir un déplacement transversal mesurable de l'axe 71 avec le dispositif le long de l'axe de coordonnée x. On peut aussi envisager une répétition de l'angle ou un déplacement mesurable du microscope 79. Le réglage de la longueur sur la barre 89 peut aussi se faire au moyen du déroulement de roues dentées sur des crémaillères qui actionnent éventuellement aussi un mécanisme de chiffres.
- REVENDICATIONS -
1- Procédé pour la détermination exacte de coordonnées orthogonales de points de terrain, notamment de chaines ou suites de polygones, etc, coordonnées appropriées pour le tracé de cartes à une échelle supérieure à 1:5000, caractérisé en ce que les éléments mesurés sur le terrain sont reproduits de manière semblable, par réglage direct sur des dispositifs de réglage de précision des angles et des dispositifs de réglage de précision des longueurs, qui sont adjoints à un système de coordonnées orthogonales, et que la détermination des coordonnées orthogonales se fait à l'aide de traits de repère ou de lignes par des organes de roulement ou des organes équivalents, qui sont adjoints aux axes des coordonnées, au moyen de dispositifs auxiliaires, par exemple de microscopes de mesure, ou de roulettes avec mécanisme compteur,
ou d'éléments équivalents, qui permettent des lectures sans parallaxes en évitant des divisions frottant les unes sur les autres.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.