Vermessungsinstrument mit Einrichtung zur Registrierung von Lattenablesungen
Lange Nivellementslinien und ausgedehnte Nivellementsnetze sowie Messungen mit Tachymetern lassen durch die grosse Anzahl von Stationen umfangreiches Zahlenmaterial anfallen, für dessen Verarbeitung programmgesteuerte Rechenanlagen geeignet sind. Um die Eingabe der Messergebnisse für die Rechenanlagen verständlich zu machen, ist es bisher notwendig, sie dem Feldbuch zu entnehmen und auf eines der bekannten Eingabemittel, wie Lochkarten, Lochstreifen, Magnetband usw. zu übertragen. Es ist einleuchtend, dass hier Fehlerquellen auftreten und dass damit ein erheblicher Zeitaufwand verbunden ist.
Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft ein Vermessungsinstrument mit einer Einrichtung zur Registrierung von Lattenablesungen und hat zum Ziel, registrierte Messergebnisse zu erhalten, die für die Eingabe in Rechenanlagen direkt, ohne Über- tragung aus einem Messprotokoll, verwendet werden können. Da die Lattenablesungen in der Bildebene des Objektivsystems erfolgen, da ferner unterschiedliche Zielweiten verschiedene Abmessungen des Lattenbildes ergeben, ist beim Vermessungsinstrument nach der Erfindung das Bild einer im Instrument eingebauten, verstellbaren, dezimal geteilten und bezifferten Skala durch optische Mittel in die Bildebene des Objektives abgebildet und neben dem Bild der Lattenteilung im Gesichtsfeld sichtbar.
Durch Betätigung eines Einstellelements ist die Skala in bezug auf einen besonderen Index oder einen Strich des Fadenkreuzes einstellbar, so dass die Anzeige der Skala dem durch das Fadenkreuz angezeigten Wert der Nivellierlattenteilung gleich ist, wobei gleich- zeitig eine vercodete Teilung so gegen einen Spalt verschoben wird, dass die vor dem Spalt befindlichen Code-Symbole dem visuell eingestellten Wert entsprechen und durch den Spalt hindurch lichttechnisch registrierbar sind.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Gesichtsfeld eines Nivellierinstrumentes gemäss einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel des Instrumentes;
Fig. 3 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel im vertikalen Längsschnitt dar;
Fig. 4 ist eine Endansicht des Instrumentes nach Fig. 3;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt nach der Linie B-B' in Fig. 3;
Fig. 6 ist ein teilweiser Querschnitt nach der Linie C-C' in Fig. 3.
Gemäss Fig. 1 befindet sich das Bild 1 einer Nivellierlattenteilung in der Mitte des Gesichtsfeldes eines Nivellierinstrumentes. Das Bild einer Skala 2 erscheint im Gesichtsfeld neben dem Bild 1 und ist auf die gleiche Anzeige eingestellt. Im Gesichtsfeld von Tachymetern, die zusammen mit einer horizontalen Latte verwendet werden, erscheint das Bild der Skala 2 sinngemäss parallel zum horizontalen Lattenbild. Der vorzugsweise transparente Teilungsträger der Skala 2 hat zusätzlich zur Skala 2 vercodete Teilungen, deren Wert den Dezimalziffern entsprechen. Diese vercodeten Teilungen bewegen sich bei Verschiebung des Skalen- und Teilungsträgers gegen einen Spalt, durch den die vercodete Anzeige für die Registrierung entnommen wird.
Als Registriermittel ist eine photographische Kamera geeignet; gleichermassen kann der im Spalt angezeigte Code durch lichtelektrische Wandler abgetastet und auf einem anderen geeigneten Registriermittel festgehalten werden.
Zur genaueren Einstellung der Lattenteilung ist bei Nivellierinstrumenten hoher Genauigkeit vor dem Objektiv eine Planplatte angeordnet, bei deren Kippung das Bild der Latte in vertikaler Richtung parallel verschoben wird, bis ein Teilstrich der Lattenteilung durch den Horizontalfaden des Strichkreuzes angezeigt wird. Dieses Bauelement ist als Planplat- tenmikrometer bekannt. Bei Doppelbildtachymetern, in denen zwei Bilder der horizontalen Dimess-Latte im Gesichtsfeld abgebildet werden, von denen eines einen Keil durchlaufen hat, wird das Planplattenmikrometer dazu verwendet, einen Teilstrich des direkten Bildes mit einem Strich des zweiten Bildes, das im allgemeinen einen entsprechend angeordneten Nonius am Ende der Lattenteilung abbildet, in Koinzidenz zu stellen. In diesem Fall wird das Bild parallel in horizontaler Richtung verschoben.
Mit dem Kippmechanismus des Planplattenmikrometers kann nun eine zweite Skala gekoppelt sein, die vorzugsweise neben der zuerst beschriebenen angeordnet ist und ebenfalls einen Code für den durch die Kippung der Planplatte bewirkten Betrag der Parallelversetzung trägt. Eine Skala mit dezimaler Bezifferung dient der visuellen Ablesung und Kontrolle; ihr Bild wird durch bekannte geeignete optische Mittel für den Beobachter sichtbar gemacht.
Diese mit dem Planplattenmikrometer gekoppelten Teilungen, die ebenfalls vorzugsweise auf einem transparenten Tei lungsträger aufgetragen sind, bewegen sich, in ähnlicher Weise durch ein geeignetes Einstellelement verschoben, so gegen einen Index für die visuelle Ablesung bzw. gegen einen Spalt für die Anzeige der vercodeten Einstellwerte, dass die Werte der beiden vercodeten Skalen nebeneinander registriert werden können.
Fig. 2 zeigt eine der möglichen Ausführungsformen eines Nivellierinstrumentes der zuletzt beschriebenen Art. Es ist wieder die Skala 2 dargestellt, von deren geteiltem und dezimal beziffertem Teil ein Bild im Gesichtsfeld erscheint, während der vercodete Teil sich gegen den Spalt 5 verschiebt. Die mit dem Planplattenmikrometer verbundene Skala ist mit 3 bezeichnet. Auch ihr vercodeter Teil läuft gegen den Spalt 5, während der geteilte und dezimal bezifferte Teil durch optische Mittel für den Beobachter ablesbar ist.
Gemäss Fig. 2 ist noch eine weitere Skala 4 vorhanden. Diese ist prinzipiell in ihrer Funktion und in der visuellen Kontrolle durch den Beobachter der Skala 3 gleich, hat jedoch eine Nullstellung, zweckmässig mit einer Raste. Die Skala 4 dient, zusammen mit den Skalen 2 und 3, der Eingabe von Festpunktnummern, Zugnummern und von Befehlen an den Rechner. Der für die Registrierung der Anzeige der Skala 4 vorgesehene Teil des Spaltes 5 und des photographischen Filmes bleibt abgedeckt, wenn die Skala 4 in der Nullstellung eingerastet ist. Das besagt für die Auswertung, dass Mess-Ergebnisse, als Lattenablesungen, zu verarbeiten sind. Werden die Skalen 2, 3 und 4 auf durch Dezimalziffern verschlüsselte Werte oder Befehle visuell eingestellt, so erscheinen die entsprechenden Code-Symbole vor allen Teilen des Spaltes 5 und werden auswertungsgemäss nicht als Messwerte verarbeitet.
In den Fig. 3 bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Nivellierinstrumentes eingehender dargestellt, wobei jedoch aus Gründen der Anschaulichkeit die Konstruktion stark vereinfacht und für die Ausführung nicht bindend veranschaulicht ist. Das Instrument weist wieder, wie bei dem vorangehenden Beispiel, die Skalen 2, 3 und 4 auf. Die Skala 3 wird durch einen Triebknopf 7 betätigt, wobei durch eine Zahnstange 8 und einen Hebel 9 die Planplatte 10 gekippt wird.
Die Skala 3 verschiebt sich dabei gegen den Spalt 5 und ein Prisma 19. Über das Prisma 19 und Objektive 17 und 18 wird das Bild des dezimal geteilten und bezifferten Teils der Skala 3 zu einem Prisma 16 übertragen und kann durch ein Okular 15 beobachtet werden, während der vercodete Teil der Skala 3 durch den Spalt 5 hindurch mittels des Kameraobjektives 26 auf dem in der Bildebene 27 angeordneten Film 28 registriert wird. Die gestrichelt dargestellten Teile liegen vor der Schnittebene der Fig. 3.
In gleicher Weise erfolgen die visuelle Einstellung und Kontrolle sowie die Registrierung der Skalen 2 und 4. Für die Übertragung des Bildes der Skala 2 in die Bildebene des Fernrohrobjektivsystems 11-12 dient neben den aus Anschaulichkeitsgründen weggelassenen Objektiven, nach Art der optischen Teile 17 und 18, ein Prisma 20. Die Ebene des Bildes der Skala 2 befindet sich auf der dem Okular 13 des Fernrohres zugewandten Fläche des Prismas 20, die gegen das Strichkreuz des Fernrohres liegt. Für die Einstellung der Skala 2 dient ein Triebknopf 6 (Fig. 6) mit einem Ritzel, das in eine mit der Skalenfassung verbundene Zahnstange eingreift. Das in Fig. 3-6 gezeigte Instrument weist zusätzlich eine Horizontalkreisskala 21 auf, welcher optische Ablesemittel, dargestellt durch Objektive 22 und 23 sowie Prismen 24 und 25, zugeordnet sind.
Die Ebene des übertragenen Bildes der Kreisskala mit vercodeten Anzeigen liegt innerhalb des Prismas 25, von wo über das Kameraobjektiv 26 die Registrierung auf dem Film 28 erfolgt.
Fig. 4 zeigt die Ansicht des Pfeiles A (Fig. 3) auf das Okularende des Instrumentes. Ausser dem Fernrohrokular 13 sind ein Okular 14 für die Einstellung der Skala 4 und das Okular 15 für die visuelle Einstellung und Ablesung der Skala 3 dargestellt. Auf beiden Seiten des Instrumentes befinden sich der Triebknopf 6 zum Einstellen der Skala 2 und der Triebknopf 7 zum Verstellen der Planplatte 10 und der Skala 3.
Fig. 5 zeigt im Schnitt nach der Linie B-B' in Fig. 3 das Übertragungsprisma 20 für das Bild der Skala 2 ins Fernrohrgesichtsfeld, ferner die Horizon talkreisskala 21 mit den Übertragungsobjektiven 22 und 23 und dem Prisma 24.
Fig. 2 zeigt im Schnitt nach der Linie C-C' in Fig. 3 die Skalen 2, 3 und 4 mit den Triebknöpfen 6 und 7. Das Ritzel des Triebknopfes 7 bewirkt, wie schon erwähnt, über die Zahnstange 8 und den Hebel 9 das Schwenken der Planplatte 10 (Fig. 3), die in der Darstellung durch das Objektiv 11 verdeckt ist.
Die mechanische und optische Ausführung der Elemente für die Einstellung und visuelle Kontrolle der Skala 4 entspricht im wesentlichen der für die Skala 2. Sie ist aus Anschaulichkeitsgründen nicht dargestellt.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante könnte anstelle oder zusätzlich zu der Horizon ta]kreisskala 21 eine Vertikalkreisskala mit vercodeter Teilung vorhanden sein, die gleichzeitig photographisch oder auf andere Weise lichttechnisch registrierbar ist.