CH200096A - Verfahren und Anlage zur Beobachtung und fortlaufenden Vermessung von bewegten Zielen, insbesondere Luftfahrzeugen. - Google Patents

Description

  Verfahren und Anlage zur Beobachtung und fortlaufenden     Vermessung     von bewegten Zielen, insbesondere Luftfahrzeugen.    Die Beobachtung und Vermessung eines  ruhenden Zielpunktes nach dem Einschneide  verfahren ist mit zwei Theodoliten der bisher  üblichen Bauart sehr genau möglich. Dagegen  scheitert die genaue Vermessung eines rasch       bewegten    Ziels, insbesondere eines Luftfahr  zeuges, daran, dass die Theodolite dem Ziel  nicht genau folgen können. Es ist praktisch  unmöglich, einem rasch bewegten Ziel mit  zwei Theodoliten bekannter Art so zu folgen,  dass es beständig im     Fadenkreuzmittelpunkt     bleibt oder mit einer andern Bildmarke genau       zusammenf        ällt.     



  Zur fortlaufenden genauen Vermessung  eines rasch bewegten Ziels mit zwei Theodo  liten werden daher die letzteren heute mit  photographischen Aufnahmeapparaten ver  bunden, welche vom Ziel sog.     Reihenbildauf-          nahmen    machen, mit denen dessen Bahn auf  genommen und später     photogrammetrisch     ausgewertet werden kann.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf ein Verfahren zur     Beobachtung    und fort-    laufenden Vermessung von bewegten Zielen,  insbesondere     Luftfahrzeugen,    mit mindestens  zwei Theodoliten, welche je mit Vorrichtun  gen zur Grob- und Feineinstellung ausge  rüstet sind, wobei die Grobeinstellung durch  eine     Geschwindigkeitssteuerung    und die Fein  einstellung durch eine Wegsteuerung be  werkstelligt wird, nach welchem zum Zwecke  der Vermeidung einer Beeinflussung der       Beobachtungsmittel    für die Grobeinstellung  durch die Feinsteuerung     dieselben    ausschliess  lich durch die Grobsteuerung und die Beob  achtungsmittel für die Feineinstellung so  wohl durch die Grobsteuerung,

   als auch durch  die     Feinsteuerung    verstellt werden.  



  Die Anlage zur Durchführung des Ver  fahrens weist Theodolite     auf,    welche je mit  Vorrichtungen zur Grob- und     Feineinstellung     ausgerüstet sind, derart, dass zum Zwecke des       Vermeidens    einer     Beeinflussung    der Beobach  tungsmittel für die Grobeinstellung durch die  Feinsteuerung diese Beobachtungsmittel aus  schliesslich durch die Grobsteuerung verstellt      werden können, die gleichzeitig auch die       Beobachtungsmittel    für die Feineinstellung  mutverstellt. und dass letztere ausserdem durch  die Feinsteuerung verstellt werden können.

    Die Feineinstellung kann dann durch eine       latsächliche    oder scheinbare Bildverschiebung  in den Beobachtungsmitteln für die Feinein  stellung erfolgen, welche das Bild des an  visierten Ziels genau mit einer Bildmarke in  Verbindung bringt. Diese Bildverschiebung  kann mittels eines durch die Feinsteuerung  verstellbaren     Drehkeilpaares    vorgenommen  werden oder in der     Verschiebung    einer Bild  marke in den Beobachtungsmitteln bestehen.  



  Weil die Grob-     und    Feineinstellungen  ohne gegenseitige Störung vorgenommen wer  den können, ist es möglich und sogar zweck  mässig, dass die Grob- und Feinsteuerungen  der Theodolite durch verschiedene Bedie  nungsleute betätigt werden.  



  Die Theodolite können mit Gebern einer  Fernsteuerung verbunden sein, durch welche  die Stellungen eines oder mehrerer Theodo  lite, z. B. zwecks augenblicklicher Verwer  tung zu     Messzwecken,    einer besonderen Appa  ratur zugeführt werden. Die Geber erhalten  ihre Angaben selbstverständlich sowohl von  der Grob- als auch von der     Feinsteuerung,    so  dass     stets    die genauen Koordinaten des Ziels  übertragen werden.  



  Es ist möglich, die Theodolite mit Fern  rohren zu kombinieren, welche sowohl durch  die Grob- als auch durch die     Feinsteuerung     bewegt werden, deren optische Achsen also  auf den wahren Zielort gerichtet sind. Diese  Fernrohre können zum Beispiel zu     Kontroll-          zwecken    auch mit photographischen Auf  nahmeapparaten verbunden sein.  



  Diese mit den Theodoliten verbundenen  und von der Grob- und der Feinsteuerung be  wegten     Fernrohre    werden zweckmässig bei       Schiess,übunöen    auf versetzte Ziele durch Ein  schaltung von zwischen den     Theodoliten    und  zugehörigen     Fernrohren        angeordneten    Mit  teln nicht auf das Ziel selbst,     sondern    auf  einen versetzten Zielpunkt gerichtet. Die er  wähnten, in die Einstellmechanismen dieser  Fernrohre einzuschaltenden Mittel, müssen    der geometrischen Beziehung     zwischen    Ziel  und versetztem Ziel     Rechnung    tragen.

   Eine  relativ einfache     Lösung    ergibt sich beispiels  weise, wenn die Beziehung     zwischen    Ziel und  versetztem Ziel in einer Spiegelung an der  Vertikalebene durch die Verbindungslinie  zweier Theodolite (Basis)     besteht.    In diesem  Falle kann zwischen den Theodoliten und den  zugehörigen Fernrohren ein Getriebe ange  ordnet sein, durch dessen Ein-     bezw.    Aus  schaltung die sowohl durch die Grobsteue  rung, als auch durch die     Feinsteuerung    be  wegten Fernrohre wahlweise auf einen ver  setzten Zielpunkt     bezw.    auf das wahre Ziel  gerichtet werden können.  



  Eine beispielsweise     Ausführungsform     einer zur Durchführung des     erfindungs-          gemässen    Verfahrens geeigneten Anlage ist  in der beigelegten Zeichnung schematisch  dargestellt.  



       Abb.    1 zeigt einen Theodoliten in schema  tischer Schnittzeichnung. Darin bedeutet 1  den raumfesten Teil desselben mit den bei  den Okularen (2 für Grob- und 3 für Fein  einstellung) des Theodoliten. Erfindungs  gemäss wird der Theodolit nur durch die  Grobsteuerung auf     das    Ziel gerichtet; dies er  folgt in der Weise, dass anschliessend an den       festen    Teil 1 des Theodoliten zwei um die  Achsen     a--a        bezw.        b-b    drehbare Teile 4  und 5 vorhanden sind, welche durch die  Grobsteuerung bewegt werden.

   Der um die  Achse     a---a    drehbare Teil 4 wird bewegt,  indem die Welle 6 durch die auf der Reib  scheibe 7 laufende Reibrolle 8 eine Dreh  bewegung erhält und diese über das Zahn  räderpaar 9 auf den beweglichen Teil 4 über  trägt. Die Reibscheibe 7 wird von einem Mo  tor 10 mit     konstanter    Drehzahl angetrieben;  die Reibscheibe 8 kann durch Drehen der  Handkurbel 11 längs der Welle 6 gegenüber  der Reibscheibe 7     verschoben    werden. Die  Drehung des Teils 4 kann zum Beispiel ent  sprechend der     Grobeinstellung    nach der Seite       (Azimut    A) erfolgen.  



  In analoger Weise wird der um die Achse       b-b    drehbare Teil 5 des Theodoliten durch  das     Zahnräderpaar    12 über die Wellen 13     bis         16 und die     Kegelräderpaare    17 und 18 sowie  über das Differential 19. auf dessen Bedeu  tung später zurückgekommen werden soll, be  wegt. Der Antrieb der Welle 18 besteht  wiederum in einer Geschwindigkeitssteue  rung, indem die Reibrolle 20 mit ihrer als       Schlitten    der Spindel 21     ausgebildeten    Füh  rung 22 durch Drehen des Handrades 28  (unter der Spindel 21) gegenüber der Reib  scheibe 24 verstellt werden kann. Die  so bewirkte Verstellung des beweglichen  Teils 5 des Theodoliten entspricht der Grob  einrichtung auf das Ziel, z.

   B. in bezug auf  den Geländewinkel G. Das     Zahnräderpaar    12  würde aber auch ohne eine durch das Hand  rad 23 bewirkte Drehung der Welle 13 bei  jeder Drehung des beweglichen Teils 4 um  die Achse     a-a    eine Drehung des beweg  lichen Teils 5 um die Achse     b-b    hervor  rufen. Um diese unrichtige Beeinflussung  wieder rückgängig zu machen, wird jede  Drehung des beweglichen Teils 4 vermittels  des Handrades 11 über die Wellen 25 bis 2     i    ,  die     Kegelräderpaare    28 und 29 sowie das  Differential 19 und die Welle 16 auch dem       Zahnräderpaar    12 zugeführt.

   Auf diese  Weise ist die optische Achse des Theodoliten  bei den raumfesten Okularen 2 und 3 über  den festen Spiegel 30 und die beweglichen  Spiegel 31 und 32 auf das Ziel eingestellt.  



  Durch diese Grobeinstellung des Theodo  liten allein erscheint das Ziel im Okular 3  der Feineinstellung noch nicht in vollkomme  ner Deckung mit der betreffenden Bild  marke. Der Theodolit wird aber durch die  Feinsteuerung nicht genauer auf das Ziel  eingestellt. Die Feinsteuerung bewirkt durch  Drehung zweier     Drehkeilpaare    33 und 31  vermittels der Handkurbeln 35 und 36 über  die Wellen 37 und 38     bezw.    39 und 40, die       Kegelräderpaare    41     bezw.    42 und die Zahn  räderpaare 43 und 44 eine Bildverschiebung  im Theodoliten, so     dassc    das Bild des Ziels  genau mit der Bildmarke in Übereinstim  mung gebracht werden kann.  



  Die Bedienung der Grob- und Fein  steuerungen kann durch zwei Bedienungs  leute erfolgen, von denen der eine die Grob-    und der andere die     Feineinrichtung    vor  nimmt. Die     Bedienung    ist aber auch mit  4 Okularen durch     vier    Bedienungsleute mög  lich, von denen     dann    jeder nur die     Grob-          bezw.    Feineinstellung in einer Koordinate  vorzunehmen hat.  



  Zum Zwecke der Übertragung der Stel  lungen der Theodolite werden die Drehungen  der Grob-     und        Feinsteuerungen    über die Wel  len 45 und 46     bezw.    47     und    48 und die     Ke-          gelräderpaare    49 und 50     bezw.    51 und 52  den     Differentialen    53     bezw.    54 sowie über  die Wellen 55     bezw.    56 den Gebern 57     bezw.     58 zugeführt,

   von welchen sie durch Fern  steuerung fortlaufend einer besonderen     Mess-          apparatur    zur     Verwertung    übermittelt wer  den können.  



  In ganz analoger Weise kann ein mit den  Theodoliten verbundenes Fernrohr entspre  chend den über die     Differentiale    53 und 54  zusammengesetzten Grob- und Feinsteuerun  gen genau auf das Ziel gerichtet werden. In       Abb.    2 ist eine solche Kombination schema  tisch dargestellt. Die durch die Differentiale  53 und 54     zusammengesetzten    Grob- und       Feinsteuerungen    werden über die Wellen 59  und 60 den     Richtmechanismen    des mit dem  Theodoliten     verbundenen    Fernrohres zuge  führt. Dieses wird ganz gleich wie der Theo  dolit auf das Ziel eingerichtet, nur dass so  wohl die Grob- als auch die Feinsteuerung  zum Richten herangezogen wird.

   Um diese       Übereinstimmung    zu betonen, sind entspre  chende Teile mit entsprechenden, zur Unter  scheidung stets um 100     vergrösserten    Ziffern  versehen worden:       Beispielsweise    zu Kontrollzwecken kann  dieses Fernrohr seinerseits mit photographi  schen Aufnahmeapparaten verbunden wer  den.

   Solche     kombinierte    Theodolite können  auch zur Beobachtung von versetzten Zielen  dienen, die mit dem wahren Zielort durch  eine geometrische Beziehung verknüpft     sin.l.     Die     Beobachtung    eines versetzten Ziels ist  dann besonders einfach, wenn dasselbe durch       Spiegelung    an der     Vertikalebene    durch die       Verbindungslinie    zweier Theodolite     mit    dem  Ziel verknüpft ist.     In    diesem Fall muss nur      bei einer der     Richtkoordinaten,    z.

   B.     beim          Azimut,    dessen     Nullrichtung    man mit der  Horizontalprojektion der     Basisrichtung    zu  sammenfallen lässt, das     Vorzeichen    umge  kehrt werden, was in der Vorrichtung in ein  facher Weise zum Beispiel durch die Ein  schaltung eines Wendegetriebes erreicht wer  den kann.  



  Bei dem in     Abb.    2 dargestellten Beispiel  müsste ein derartiges Wendegetriebe in die  Welle 59 zwischen das Differential 53 und  das     Kegelräderpaar    129 eingeschaltet werden.  



  Der Theodolit selbst kann ähnlich der  schematischen Darstellung in der beigelegten  Zeichnung aus einem Fernrohr mit mehreren  Okularen oder aus mehreren zusammenge  fassten Fernrohren mit oder ohne gemein  sames Objektiv bestehen. Der Einfachheit  halber sind alle an sich     bekannten    Mittel,  zum Beispiel     Aufrichtprismen    zur Erhaltung  aufrechter Bilder usw. in der     Zeichnung     weggelassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE: I. Verfahren zur Beobachtung und fort laufenden Vermessung von bewegten Zielen, insbesondere Luftfahrzeugen, mit mindestens zwei Theodoliten, welche je mit Vorrichtungen zur Grob- und Fein einstellung ausgerüstet sind, wobei die Grobeinstellung durch eine Geschwin digkeitssteuerung und die Feineinstel- lang durch eine Wegsteuerung bewerk stelligt wird, dadurch gekennzeichnet,

   da & zum Zwecke der Vermeidung einer Beeinflussung der Beobachtungsmittel für die Grobeinstellung durch die Fein steuerung dieselben ausschliesslich durch die Grobsteuerung und die Beobach- tungsmittel für die Feineinstellung so wohl durch die Grobsteuerung als auch durch die Feinsteuerung verstellt werden.

   1I. Anlage zur Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch Theodolite, welche je mit einer Vorrichtung zur Grob- und Fein einstellung ausgerüstet sind, das Ganze derart,

   dass zum Zwecke des Vermeidens einer Beeinflussung der Beobachtungs- mittel für die Grobeinstellung durch die Feinsteuerung diese Beobachtungsmittel ausschliesslich durch die Grobsteuerung verstellt werden können, die gleichzeitig auch die Beobachtungsmittel für die Feineinstellung mitverstellt, und dass letztere ausserdem durch die Feinsteue rung verstellt werden können.

   UNTERANSPRVCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Theodo lite nur durch die Grobsteuerung bewegt und auf das Ziel eingestellt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass in den Beobachtungsmitteln für die Feineinstellung der Theodolite durch die Feinsteuerung eine Bildverschiebung vorgenommen wird, um das Bild des an visierten Ziels genau mit einer Bild marke in Verbindung zu bringen. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grob- und die Feinsteuerungen der Theodolite durch verschiedene Bedienungsleute betätigt werden. 4.

   Anlage nach Patentanspruch II zur Durchführung des Verfahrens nach den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Theodolite mit Gebern einer Fernsteuerung zur Über- tragung der Stellungen der Theodolite verbunden sind, welche sowohl von der Grob- als auch von der Feinsteuerung der Theodolite betätigt werden. 5.

   Anlage nach Patentanspruch II und Un- teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet. dass die Theodolite mit Fernrohren ver bunden sind, welche über Differentiale sowohl von der Grobsteuerung, als auch von der Feinsteuerung der Theodolite be wegt werden. 6.

   Anlage nach Patentanspruch 11 und Uu- teransprüchen 4 und 5, dadurch gekenn- zeichnet, dA die sowohl durch die Grob steuerung, als auch durch die Feinsteue rung bewegten Fernrohre mit photogra phischen Aufnahmeapparaten verbunden sind. 7.

   Anlage nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 6, gekennzeich net durch zwischen den Theodoliten und zugehörigen Fernrohren angeordnete Mittel, durch deren Einschaltung die so- o h die Grobsteuerung, als auch w 'hl durr durch die Feinsteuerung bewegten Fern rohre nicht auf das Ziel selbst, sondern auf einen versetzten Zielpunkt gerichtet werden. B.

   Anlage nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 7, gekennzeichnet, durch ein zwischen den Theodoliten und zugehörigen Fernrohren angeordnetes Ge triebe, durch dessen Ein- bezw. Aus schaltung die sowohl durch die Grob- steuerung, als auch durch die Feinsteue rung bewegten Fernrohre wahlweise auf einen versetzten Zielpunkt bezw. auf das wahre Ziel gerichtet werden können. 9. Anlage nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Beobach- tungsmittel für die Grobeinstellung und die für die Feineinstellung eine minde stens teilweise gemeinsame Optik be sitzen. 10.

   Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Beobachtungs- mittel für die Grobeinstellung und die jenigen für die Feineinstellung getrennte Optiken besitzen. 11. Anlage nach Patentanspruch 1I zur Durchführung des Verfahrens nach Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Theodolite zum Zwecke einer Bildverschiebung in den Beobach- tungsmitteln für die Feineinstellung mindestens ein durch die Feinsteuerung verstellbares Drehkeilpaar aufweisen. 12.

   Anlage nach Patentanspruch II zur Durchführung des Verfahrens nach den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Theodolite zum Zwecke einer scheinbaren Bildverschie bung in den Beobachtungsmitteln für die Feineinstellung eine durch die Feinsteue rung verstellbare Bildmarke aufweisen.