Vermessungsgerät für Entfernungsmessungen mit veränderlicher Basis am Standpunkt und konstantem parallaktischem Winkel Die Erfindung betrifft ein Vermessungsgerät für Entfernungsmessungen mit veränderlicher Basis und konstantem parallaktischem Winkel. Solche Geräte werden für bestimmte Zwecke der Vermessungspraxis verwendet, weil sie zum Unterschied von der Ent fernungsmessung mittels Messband oder Entfernungs messer mit Basis im Ziel nur eine einzige Bedie nungsperson erfordern. Bei einer typischen bekann ten Ausführung, wie z.
B. in dem Buch von Deumlich und Seyfert, 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 an geordnet ist. Ferner weist dieses Gerät einen Verti kalkreis zur Angabe des Höhenwinkels auf.
Diese Konstruktion, wie auch alle andern be kannten Entfernungsmesser der angeführten Art, sind mit dem Mangel behaftet, dass sie nicht selbstredu zierend sind; das bedeutet, dass sie nur die Ablesung der schrägen Entfernung ermöglichen, wogegen ihre waagrechten und senkrechten Komponenten, deren Bestimmung Zweck der Messung ist, erst rechnerisch mit Hinsicht auf den festgestellten Höhenwinkel er mittelt werden müssen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein selbstreduzierendes Vermessungsgerät für Entfer nungsmessungen mit veränderlicher Basis und kon stantem parallaktischem Winkel zu schaffen; ein Ge rät also, welches die direkte Ablesung der waag rechten 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 gekenn zeichnet, dass es ein Kurvennetz zur Bestimmung der waagrechten und senkrechten Komponenten der schrägen Entfernung zweier Geländepunkte mit unter schiedlicher Höhe aufweist, wobei Mittel vorgesehen sind, um zu bewirken, dass dieses Kurvennetz eine der Basisveränderung proportionale Zwangsbewe gung ausführt, welches Kurvennetz mit einer Ablese marke zusammenarbeitet, welche von einer Einrich tung zur Feststellung der waagrechten oder senkrech ten Richtung zwangsgesteuert ist.
Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemässen Gerätes weist die Merkmale auf, dass es aus einem runden Aussenrohr und einem runden Innenrohr besteht, welche telesko pisch ineinander gleitbar ausgebildet sind, wobei am Aussenrohr der eine, unveränderliche Endpunkt der veränderlichen Basis und an seinem obern Ende ein drehbarer, mit einer Ablesemarke versehener Ring angeordnet sind, welch letzterer mittels eines mecha nischen Getriebes mit einer Indexlibelle verbunden ist,
während das Innenrohr auf seiner äussern Mantel fläche mit dem Kurvennetz versehen ist und den zweiten Endpunkt der veränderlichen Basis trägt. Bei dieser Ausführung treten die einfache Konstruk tion und der Umstand, dass das Gerät kein beson deres Stativ erfordert, noch als zusätzliche Vorteile hinzu. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemässen Vermessungsgerätes wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen 1 bis 3 näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die geometrischen Beziehungen unter den Grössen, Fig. 2 das Kurvennetz zur Bestimmung der waag rechten und senkrechten Komponenten der schrägen Entfernung und Fig. 3 eine beispielsweise Ausführung.
In Fig. 1 ist die Bestimmung der waagrechten Entfernung y und der Überhöhung v zweier Punkte <I>M, N</I> dargestellt. Im Punkte M ist das Vermessungs gerät aufgestellt, welches prinzipiell aus einem festen Teil a, einer von zwei ebenen, spiegelnden Flächen <I>A, B</I> 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<I>A, B</I> sind solcherart zur Basis z geneigt, dass in das Beobachterauge o bei ent sprechend eingestellter Basislänge von dem Punkte N ausser<U>dem d</U>irekten Strahl Np noch ein zweiter, den Weg NABp zurücklegender Strahl, eintritt. Die Strahlen Np und<I>NA</I> schliessen einen Winkel<I>8</I> ein, welcher der konstante parallaktische Winkel ist und eine der beiden Gerätekonstanten, deren zweite die unveränderliche Länge a ist, bildet.
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 oder koinzidierende Bilder des Punktes<I>N</I> bieten. Aus den Gerätekonstanten<I>a,</I> d und den gemessenen Grössen z, y wird die waagrechte Entfernung y nach der Beziehung
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und die Überhöhung v nach der Beziehung
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berechnet.
Wählen wir ein rechtwinkliges Koordinatennetz (y) (z) und bilden die angeführten Gleichungen, in explizite Form für z übergeführt, für zweckmässig abgestufte Werte von y, v ab, erhalten wir ein Kur vennetz 20 gemäss Fig. 2. Die von unten nach oben verlaufenden Kurven 21 geben die Werte der über höhung v und die sie kreuzenden Kurven 22 die Werte der waagrechten Komponente y der schrägge messenen Entfernung der Geländepunkte MN an.
Als Ablesungsbeispiel zeigt die Ablesemarke 13 die Werte y = 23 m und v = + 6 m an. Dieses Kurvennetz 20 wird 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 der Richtvorrichtung p gesteuerte Zwangsbewegung ausführt, also eine Bewegung, welche eine Funktion des Winkels y ist.
Durch Zusammenspiel der Eigen bewegung des Kurvennetzes 20 mit der Bewegung der Ablesemarke 13 werden die y- und v-Werte auto matisch eingestellt und können direkt abgelesen werden.
Die beispielsweise Ausführung nach Fig.3 be steht aus einem unten in eine Spitze 19 auslaufen den runden Aussenrohr 10, in welches ein auf seiner Oberfläche mit dem Kurvennetz 20 versehenes rundes Innenrohr 11 teleskopisch eingeschoben ist. Am obern Ende des Aussenrohres 10 ist ein drehbarer, mit einer Ablesemarke 13 versehener Ring 12 ange ordnet, dessen Verzahnung in ein verzahntes Segment 14 eingreift, welches mittels eines Bolzens 15 drehbar am Aussenrohr 10 gelagert ist. Am Segment 14 ist eine Indexlibelle 16 angebracht.
Am Aussenrohr 10 ist ferner eine nicht dargestellte Richteinrichtung in der Praxis wird es sich um ein Diopter oder ein Fernrohr handeln - und dem Segment 14 gegenüber liegend eine ebene, spiegelnde Fläche B angeordnet. Am Innenrohr 11 ist oberhalb der Fläche B des Aussenrohres 10 die ebene spiegelnde Fläche A an gebracht. Das im Aussenrohr 10 frei bewegliche Innenrohr 11 ist mit einem verzahnten Kamm 18 versehen, in welchen ein vom Drehknopf 17 angetrie benes, nicht dargestelltes Ritzel eingreift. Der ver zahnte Kamm 18 sichert gleichzeitig das Innenrohr 11 gegen Verdrehung.
Bei der Aufstellung des Kur vennetzes 20 wird für die Darstellung der y-Werte ein solcher Massstab gewählt, dass das Kurvennetz 20 den ganzen Umfang des Innenrohres 11 mit Aus nahme des Teils für den verzahnten Kamm 17 ein nimmt. Wird das Kurvennetz 20 beispielsweise für einen Bereich der 7-Werte von -30 bis + 30 , neue Teilung, aufgestellt, so wird das Übersetzungsverhält nis zwischen Segment 14 und Ring 12 vorteilhafter weise als annähernd 60:390 gewählt.
Dann wird einer Ausschwenkung der Indexlibelle 16 von -30 nach + 30 eine Bewegung der Ablesemarke 13 um 390 , neue Teilung, entsprechen und das Kurven netz 20 wird im gleichen Ausmass von 390 die äussere Mantelfläche des Innenrohres 11 einnehmen. Der restliche Teil des Umfanges im Ausmass von 10 bleibt für den verzahnten Kamm 17 frei.
Das Gerät wird mit seiner Spitze 19 im Anfangs punkt M der gemessenen Strecke aufgestellt und mit tels der Richtvorrichtung auf den Endpunkt N ge richtet. Durch Betätigung des Drehknopfes 17 wird das Innenrohr 11 so eingestellt, dass eine über deckung oder Koinzidenz der beiden Bilder des Punktes N eintritt, wobei gleichzeitig auch durch Be wegung des Segments 14 die Indexlibelle 16 in waag rechte Lage gebracht wird. Am Kurvennetz 20 wer den die von der Ablesemarke 13 angezeichneten Werte für y und v 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 Rich tung, beispielsweise durch Stablot, ersetzt.
Die bei den ebenen spiegelnden Flächen können vorteilhaf- terweise als Prismen ausgeführt werden, so dass man für verschiedene Messbereiche verschiedene parallak- tische Winkel einstellen kann, für welche verschie dene gegenseitig auswechselbare Kurvennetze ange fertigt werden.
Measuring device for distance measurements with variable base at the station and constant parallactic angle The invention relates to a measuring device for distance measurements with variable base and constant parallactic angle. Such devices are used for certain purposes of surveying practice, because they require only a single operator, in contrast to the distance measurement using a measuring tape or distance meter with a base in the target. In a typical well th execution, such.
B. in the book by Deumlich and Seyfert, Instrumente der Vermessungstechnik, pp.317-319, described, the variable base is limited by two prisms, one of which is housed in a holder which slides on a measuring rail provided with a scale is arranged. This device also has a vertical circle to indicate the elevation angle.
This construction, as well as all other known range finders of the type mentioned, have the defect that they are not self-reducing; This means that they only allow the inclined distance to be read, whereas their horizontal and vertical components, the determination of which is the purpose of the measurement, must first be calculated with regard to the ascertained elevation angle.
The invention has the task of creating a self-reducing surveying device for distance measurements with a variable base and con stant parallactic angle; So a Ge advises that allows the direct reading of the horizontal distance, which was previously only possible with rangefinders with a base in the target. Because the elevation can also be read at the same time, the device according to the invention can also be used as an altimeter.
The device according to the invention is characterized in that it has a network of curves for determining the horizontal and vertical components of the inclined distance between two terrain points with different heights, with means being provided to cause this network of curves to perform a forced movement proportional to the basic change, which network of curves cooperates with a reading mark which is positively controlled by a device to determine the horizontal or vertical direction.
An advantageous embodiment of the device according to the invention has the features that it consists of a round outer tube and a round inner tube, which are designed to be telescopically slidable into each other, with the one, unchangeable end point of the variable base on the outer tube and a rotatable, are arranged with a reading mark, which latter is connected to an index vial by means of a mechanical gear,
while the inner tube is provided with the curve network on its outer jacket surface and bears the second end point of the variable base. With this design, the simple construction and the fact that the device does not require a special tripod are additional advantages. An exemplary embodiment of the surveying device according to the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings 1 to 3.
The figures show: FIG. 1 the geometric relationships among the quantities, FIG. 2 the network of curves for determining the horizontal and vertical components of the inclined distance, and FIG. 3 an exemplary embodiment.
1 shows the determination of the horizontal distance y and the elevation v of two points <I> M, N </I>. The surveying device is set up at point M, which basically consists of a fixed part a, one of two flat, reflective surfaces <I> A, B </I> limited variable base z and a straightening device p, which is perpendicular to the base z on Locations of the area B determined exists.
The flat, reflective surfaces <I> A, B </I> are inclined to the base z in such a way that in the observer's eye o with a correspondingly set base length from the point N except for the direct ray Np a second beam, covering the path NABp, enters. The rays Np and <I> NA </I> enclose an angle <I> 8 </I>, which is the constant parallactic angle and forms one of the two device constants, the second of which is the invariable length a.
By tilting the device from the vertical position by the angle y, the device is directed to the point N, and the base length is changed until the eye o is presented with two overlapping or coincident images of the point <I> N </I>. The horizontal distance y is derived from the device constants <I> a, </I> d and the measured quantities z, y according to the relationship
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and the exaggeration v after the relationship
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calculated.
If we choose a right-angled coordinate network (y) (z) and form the stated equations, converted into explicit form for z, for appropriately graded values of y, v, we obtain a curve network 20 as shown in FIG. 2. From bottom to top The curves 21 running indicate the values of the elevation v and the curves 22 crossing them the values of the horizontal component y of the obliquely measured distance of the terrain points MN.
As a reading example, the reading mark 13 shows the values y = 23 m and v = + 6 m. This network of curves 20 is arranged on the device in such a way that it executes a forced movement proportional to the basic changes, and the device is provided with a reading mark 13 which executes a forced movement controlled by a device for determining the horizontal or vertical position of the straightening device p, i.e. a movement which is a function of the angle y.
By interaction of the intrinsic movement of the network of curves 20 with the movement of the reading mark 13, the y and v values are automatically set and can be read directly.
The example embodiment according to Figure 3 be available from a down in a tip 19 run out the round outer tube 10, into which a provided on its surface with the curve network 20 round inner tube 11 is telescopically inserted. At the upper end of the outer tube 10 is a rotatable ring 12 provided with a reading mark 13, the toothing of which engages in a toothed segment 14 which is rotatably mounted on the outer tube 10 by means of a bolt 15. An index vial 16 is attached to segment 14.
On the outer tube 10 there is also a straightening device (not shown) in practice it will be a diopter or a telescope - and a flat, reflective surface B is arranged opposite the segment 14. On the inner tube 11, the flat reflective surface A is placed above the surface B of the outer pipe 10. The inner tube 11, which is freely movable in the outer tube 10, is provided with a toothed comb 18, in which a pinion (not shown) engages the rotary knob 17 enclosed. The ver toothed comb 18 also secures the inner tube 11 against rotation.
When setting up the curve network 20, such a scale is selected for the representation of the y-values that the curve network 20 takes up the entire circumference of the inner tube 11 with the exception of the part for the toothed comb 17. If the network of curves 20 is set up, for example, for a range of 7 values from -30 to +30, new division, then the transmission ratio between segment 14 and ring 12 is advantageously chosen to be approximately 60: 390.
Then a swiveling of the index vial 16 from -30 to + 30 will correspond to a movement of the reading mark 13 by 390, new division, and the curve network 20 will occupy the outer surface of the inner tube 11 to the same extent of 390. The remaining part of the circumference to the extent of 10 remains free for the toothed comb 17.
The device is set up with its tip 19 in the starting point M of the measured distance and directed to the end point N by means of the straightening device. By actuating the rotary knob 17, the inner tube 11 is set so that the two images of the point N overlap or coincide, with the index vial 16 being brought into a horizontal position by moving the segment 14. The values for y and v indicated by the reading mark 13 are read on the network of curves 20.
The embodiment described, for example, can be modified, in particular in such a way that other means known in mechanics are used to adjust the inner tube and to transfer the movement of the index vial to the reading mark, or that the vial is either used by another device for determining the horizontal Direction, for example by bar lot, replaced.
The flat, reflective surfaces can advantageously be designed as prisms, so that different parallactic angles can be set for different measuring ranges, for which different, mutually exchangeable curve networks are made.