CN101523244B - 用于回射光照射的目标器件 - Google Patents

Abstract

一种用于回射光照射的目标器件(1a)，其包括至少六个被组合成360度反射器的三棱镜(p1、p2)，所述360度反射器能够设置在测地测量杆(6)上。形成360度反射器的三棱镜(p1、p2)是如此设置的，即，在该360度反射器的中心存在空隙，用于接纳测量杆(6)的部分(6a)。另外，所述棱镜还布置成使得三棱镜顶端的虚像大致位于一个平面内，所述平面与经过所述360度反射器的中心且平行于测量杆(6)的纵向延伸的参考轴线(10)垂直。

Description

用于回射光照射的目标器件

技术领域

本发明涉及一种目标器件，其用于回射光照射；和一种具有这种目标器件的装置；以及具有目标器件的杆件作为测量探测器的应用。

背景技术

尤其是在测量距离的勘测领域，长时间来一直使用对光照射进行反射的目标器件。通常的做法是，借助于合适的测量仪器确定至所述目标器件的距离和/或方向，可选地还确定所述目标器件的方位。另外已知的是，为目标器件配置如GPS的定位系统，从而确定目标器件在空间上或相对于该定位系统的位置。

这种目标器件具有用于反射照射的一个或多个反射元件，如棱镜或反射膜，特别是例如在测地勘测、工业勘测和建筑勘测中，将该目标器件放置在待测点，这样就标识了该待测点，并通过该目标器件来勘测该待测点。为此，目标器件被定位在相对于待测点的预定位置上。因此，目标器件例如具有杆件，用以将该目标器件布置和定位在相应的目标点上。通过测量仪器(如：经纬仪或者视距仪)能够测量目标器件的位置，由此推导出该点的位置。为了确保目标器件相对于测量仪器的理想取向，在杆件上通常还安装有取向指示器，例如：水平仪。

这种目标器件还能够被用在道路建设中和机器引导中，在道路建设中，道路是借助具有反射元件的杆件来标定的，在机器引导中，将一个或多个目标器件安装在机器上，并借助测量仪器来跟踪所述一个或多个目标器件。

对于这些不同的应用来说，被证明特别有利的是：以能够从多个方向而不是仅仅一个方向、优选从所有的方向观测且勘测这些目标器件的方式来构造这些目标器件。因此，携带目标器件并在不同地点将其设立的测量人员，不能在每一次竖立的时候都确保目标器件具有相对于测量仪器的正确取向。此外，在测量过程中，经常要在仪器设立的改变的情况下测量同一固定点，因而要从不同方向观测被定位在该固定点处的目标器件。在道路建设中，例如在建造公路隧道时，经常要从大致相反的方向对同一个测量点或者目标器件作多次测量，但是不希望在每次测量时重新调整目标器件的取向。对于运动目标的测量来说，同样期望一种能够从大角度范围、尤其是360度的角度范围被勘测的目标器件。

这种目标器件的最简单的情况是：具有球形反射器的目标器件，然而这种具有球形反射器的目标器件在其可能的应用方面受到了限制，这是因为球形反射器仅能从小距离之外进行勘测。也公知从长距离之外进行测量的各种具有所谓的360°或者全向反射器的目标器件。

例如，US 4,875,760公开了一种具有多个单棱镜的系统，这些单棱镜被安装在容纳体内，并分布在360°的方位角范围内。然而，这些棱镜作为其间具有“反射漏洞”的多个单棱镜而发挥作用，因此并没有形成绕系统的任何入射方向都反射照射的系统。另外，特别是在以很大的垂直角倾斜观察系统的情况下，在确定测量点的高度中将会出现误差。

在EP 0846278中描述了一种具有多个三棱镜的360°反射器。这些三棱镜是这样设置的，即，相邻三棱镜的侧表面彼此接触，于是，在回射从一片三棱镜通过到相邻的一片三棱镜时，这些相邻棱镜的光瞳至少部分地接触。于是，该系统起到了全向反射器的作用，其反射来自所有入射方向的光。在该专利公开的图5中示出了位于保持器内的该全向反射器。该保持器具有用于连接到保持机构(如：三脚架或者杆件)的适配器，所述保持机构便于使用目标器件来测量点。然而，该全向反射器不太适于在近距范围内的测量，这是因为在小距离内，干扰反射使测量失真。

US 4,416,509公开了一种具有多个三棱镜的反射器，用以测量水体的流动参数，其中，描述了一种由两个棱镜环构成的系统，每个棱镜环分别包括六个以圆柱形的方式设置的棱镜。然而，相邻棱镜的侧表面彼此不接触，而是仅在顶点处相互接触。因此，一方面棱镜环的设计不利地增加了尺寸，另一方面棱镜顶端(tip)之间的间距也被扩大了，这两个方面一起导致在侧向及高度位置测量和距离测量方面测量不精确。

DE 10209895给出了一种全向反射器，其具有以两个金字塔的形式布置的八个三棱镜，这两个金字塔的底面顶点彼此相向。通过这些三棱镜的特殊布置方式，降低了水平角范围内的干扰反射尤其是双反射。然而，在偏离水平面的大垂直角的情况下，干扰反射仍然存在，这尤其是在自动地引导和控制建筑机械的情况中构成了特别重要的干扰因素。为了形成可定位的目标器件，在棱镜系统上设置保持部，在所述保持部上能够安装杆件。该保持部是从下方直接安放在棱镜系统上的，例如在用力将杆件安放在表面上时，这会导致有很大的力作用到易碎的三棱镜上。

现有技术中公知的所述系统共有的缺点在于，它们易受外部机械作用的影响，从而通常由玻璃形成的反射元件会被破坏。这种趋向的原因在于，用于全向反射照射的这些系统必须由光进入表面覆盖了360°方位角范围的玻璃部件形成，而没有外部保护装置。为了保持这些玻璃部件，绝大多数系统都具有与这些玻璃部件直接连接的保持部，于是外力的作用将被传导至这些易碎的玻璃部件。

由于经常由勘测人员在野外设立或者移动目标器件，因此该目标器件应该是能够手持的、便携的，进而应该是尽可能轻的。因此，通常使用如杆件的重量轻的保持装置。由于反射器系统的重量大，而杆件的重量轻，从而出现了不平衡的目标器件，它易于翻倒，从而敏感的玻璃部件可能会被打碎。在其中反射器系统还携带有GPS的这一越来越普遍的目标器件设计的情况下，这种问题变得愈发严重。在其中目标器件被安放在建筑机械上的道路建设中，还会由于振动在目标器件上作用有巨大的力，这将导致摆动，并且尤其会在保持部和反射器系统之间的连接部上作用相当大的应力。

发明内容

本发明的任务在于解决现有技术的缺点。

本发明提供一种用于回射光照射的目标器件，所述目标器件具有至少六个相同类型的三棱镜，这些三棱镜以环形方式组合，从而形成全向反射器，所述全向反射器能够被布置在测地杆件上，其中，由所述三棱镜形成的三棱镜环的中心形成所述全向反射器的光学中心；呈三棱镜形式的所述三棱镜分别具有三角形的光进入表面；并且相继的相邻三棱镜彼此转过180°，并分别直接接触侧表面。这些三棱镜是如此布置的，即，在所述三棱镜环的中心存在用于容纳杆件的部分的空隙，并且这些三棱镜顶端的虚像都基本位于平面内，所述平面与经过所述三棱镜环的中心的且平行于所述杆件的纵向延展延伸的参考轴线垂直，这些三棱镜顶端位于所述参考轴线附近。其中，杆件是指将用于放置且精确定位目标器件的保持装置，杆件的一部分是指间接地配属于该杆件的一部件、或者直接地配属于该杆件的一部分，棱镜顶端是指棱镜回射器的三个镜面的共同交点。

本发明还提供一种具有上述目标器件的装置，其具有：杆件，以及GPS天线，所述杆件、目标器件和GPS天线是如此组合的，即，所述目标器件的参考轴线和所述GPS天线的参考轴线与所述杆件的轴线重合，并且与所述目标器件相关联的参考点和与所述GPS天线相关联的参考点都位于这个公共的所述参考轴线上。

本发明还提供一种杆件作为测量探测器的应用，所述杆件上安装有上述目标元件。

本发明的基本点在于，将三棱镜布置为目标器件的用于回射光照射的反射元件，使得全向反射器在中心设有用于接纳杆件的一部分的空隙。另外，这样实现三棱镜的布置，即，三棱镜顶端的虚像基本位于同一个平面内。形成用于杆件的中央空隙使得能够更加平衡更加稳定地将棱镜环安装在如杆件的保持装置上。将用于放置且可选地精确定位目标器件的保持装置称为杆件。杆件的一部分应该被理解为是指，间接地配属于该杆件的一部件(如以可分离的方式与杆件连接的元件)或者直接地配属于该杆件的一部分(如单体式杆件的上三分之一部分)。

通过使棱镜顶端的虚像全都基本位于一个平面内的这种布置方式，尤其是在测视角接近该平面时，极大地降低了反射器的高度误差(仰角测量和位置测量的误差)。借助棱镜环的紧凑结构，即使在倾斜测视时仍然能够将高度误差保持得很低，所述紧凑结构是例如是以下述方式实现的：将棱镜彼此间尽可能紧密地叠放(nest)起来以使得这些棱镜的侧面两两接触，和/或将少量(如：六个或八个)的棱镜组合成一个环。这种紧凑的棱镜系统的棱镜顶端位于目标器件的参考轴线附近，所述参考轴线通过该棱镜系统(棱镜环)的中心。棱镜顶端应该被理解为是指，棱镜回射器的三个镜面的共同交点。如果目标器件的棱镜系统的棱镜顶端尽可能位于参考轴线附近，那么即使在水平面之外的倾斜测视的情况下，也能降低待测目标器件在位置和角度方面的高度误差。

虚像位于其内的平面垂直于该参考轴线。杆件或者说其一部分能够被设置在该环的中心空隙内。杆件轴线于是平行于该参考轴线；尤其是其将与该参考轴线重合。

这些三棱镜是以环形或圆形方式布置的，使得这些棱镜的进入表面构成了棱镜环的外周表面区域。该棱镜环包括至少六个具体以旋转对称的方式形成且构造相同的三棱镜。借助于六个三棱镜能够形成基本封闭的相互衔接的周面。该棱镜环也能够包括八个或者十个三棱镜，然而随着棱镜数量的上升，周面也具有越来越多的裂缝。棱镜的顶端指向穿过中心的参考轴线。因为通过打磨掉指向内部的棱镜顶端，所以在棱镜环的外周长不变的情况下扩大了环中心的空隙。通过以这种方式构造为断开顶点(broken-offvertices)的棱镜顶端，还能够更好地测视该全向反射器，这是因为以这样的方式改善了该反射器的反射中心的可视性，这尤其对于人工测视来说是有利的。

在本发明的一个改进实施方式中，三棱镜由折射率比常用玻璃更高的玻璃制成。例如，采用折射率

的玻璃。通过玻璃的选择能够实现和/或改善该全向反射器的其他特性。

这样，首先是通过选择合适的棱镜材料而极大地降低了干涉反射，尤其是降低了双脊反射(dual ridge reflection)。由折射率

的玻璃形成棱镜甚至可以彻底消除这种干扰性的双反射，这是因为对于进入表面的整个角度范围来说不再存在相应的反射条件。尤其对具有ATR(自动目标识别)功能的自动测量仪器的使用来说，干扰反射(其可能会导致目标器件发生表观移动)的这种减少或者消除具有决定性的优点。

另外，借助玻璃的选择还可以有利地调节该全向反射器的加常数。加常数或者反射器常数是测量所必需的校正值，借助该校正值可以使得所测得的距离与参考轴线相关联，并且与折射率、形状、厚度以及反射器元件的布置方式无关。各反射器类型具有视反射器而定的加常数。常见的测量仪器具有数据处理软件，借助该数据处理软件可形成特定反射器类型的加常数，该数据处理软件是针对相应采用的反射器类型而选择的，并且在数据分析时被考虑在内。使用者必须针对反射器调整仪器配置，而这一点经常被遗忘，从而不可避免地导致不正确的测量。

在本发明的一个改进实施方式中，如此选择棱镜材料、棱镜尺寸以及棱镜布置方式，即，由棱镜环形成的全向反射器具有这样一个加常数，所述加常数对应于相同类型的反射器的加常数、或者对应于已知的基准反射器(可商业购得的测量仪器所采用的基准反射器)的加常数，另外所述加常数还满足了与测地相关的高精度位置测量的要求。具体而言，可以根据在大量测量仪器中作为标准而提供的标准加常数来设置该加常数。这提供了一种新的全向反射器，其与“老式”测量仪器兼容，于是无需改装或改进这些测量仪器。

另外，有利地将这些三棱镜布置成环，以使得相邻棱镜的侧表面彼此紧贴，并且相邻棱镜的自由通口彼此接触。这种布置方式减少了不同方向的信号波动，结果是对于距离测量来说不会出现与方位角有关的测距范围和/或精度差别。按照这种方式，提高了水平角以及竖直角及位置测量的测量精度。另外，测量仪器的各个棱镜的自由通口(free opening)相邻，从而在目标器件的每一取向下，或者在沿着绕目标器件的360°水平角范围内的每一测视方向上，可见两个或三个自由通口，因此总的来说可见更大的棱镜通口，这例如对于自动目标识别(ATR)是特别有利的，这是因为该测量仪器检测到一个更大的图像，并从整体上一体性地检测到位置更为稳定的图像，于是该自动目标识别更为鲁棒更为精确。在所指方向上反射的所有射束的横截面以及在相应射束传播方向的所有光阑的总和，称为自由通口或者自由棱镜通口。全向反射器的自由棱镜通口可以由多个相邻的属于各棱镜的自由通口组成。

棱镜环的这些三棱镜是以平面的方式彼此牢固相连。这种连接例如是通过粘合、胶合或者扩散焊接实现的。相对较大的黏附表面允许有抗刮性和非常稳定的连接。

为了保持以这样的方式设计成尺寸稳定且紧凑的环，目标器件具有安装部或保持部。该安装部以两部分的方式设计而成，其设有上安装体和下安装体，上安装体和下安装体分别具有一个空隙用于接纳杆件的所述部分。可以将棱镜环/棱镜圈如此设置在这两个安装体之间，即，不会因为安装部造成对棱镜进入表面的遮挡。因而可以观察到360度的水平角范围。有利的是，棱镜环和安装部还被设计和布置成能够观察到可指定的垂直角范围，尤其是至少+/-45度的垂直角范围。

在本发明的另一有利改进实施方式中，安装部被形成用于棱镜环(即，全向反射器)的防冲击安装。为此，安装部的设计以及玻璃环在安装部中的保持是以这样的方式进行的，即，即使在例如当目标器件翻到时有外力或外力矩作用，也没有或几乎没有力传递到该玻璃环上。

在一个实施方式中，通过以在具有两个安装体的安装部内浮动的方式保持环形组合在一起从而形成全向反射器的三棱镜，而实现了这一防冲击安装。这些安装体分别具有用于杆件的一部分的容纳部。在这种情况下，杆件的被安装部保持的这一部分是这样一个杆件元件，其被设置为位于这两个安装体之间的传力连接件。

在一个实施方式中，安装体至少部分由弹性材料(如橡胶类材料)制成，并且呈现为双锥形安装部。在这里，双锥形应该被理解为轮廓大概为锥形的形状，例如包括金字塔形。例如，安装体的形状类似为六角金字塔型。在本发明的说明书中，将型模(锥形截面的曲线)封闭但是可具有任意形状的形状称为类似锥形或锥形。因此，型模具有n个顶点的金字塔也同样被理解为锥形体。通常，这些安装体优选呈双锥形，这样这些安装体在棱镜环的范围内的延展很小，特别是这些安装体的外周基本相当于棱镜环的外周，并且沿着远离棱镜环的方向进一步延展。这样就确保了，当目标器件翻倒时，目标器件落到安装部上而不落到棱镜环上。当然原则上来说，安装部可以采用任何设计，只要其能有利的实现两个条件即可，即，这些安装部不遮挡棱镜并且在翻倒时可由安装部保护这些棱镜。

所述杆件元件被牢固地保持在由空隙居中地形成于安装体内的容纳部中，所述杆件元件表现为传力的尤其是形状稳定的杆。杆件元件例如在容纳部内与安装体连接，或者被卡在容纳部中。于是，在这种实施方式中，杆件的所述部分作为杆件元件在中心从上安装体穿过棱镜环通向下安装体。在合适的情况下，也可以设置多个连接元件作为杆件的部分，这些连接元件尤其被设置为以平行于参考轴线的方式穿过该棱镜环的中心。

这一构造方式使得外部冲击非常可能影响安装部，而不影响棱镜环，并且脉冲经由杆件元件被传递到两个安装体上。浮动地接纳防止了玻璃环产生破坏性的力矩变化。有利的是，所述两个安装体之间的传力连接件，即杆件元件由硬弹性材料制成，从而不会出现塑性变形。在一个有利的实施方式中，安装体在两端还具有吸收冲击的元件，如膜。于是，外部作用力影响到其中一个吸收冲击的膜式元件，并在被传递到所述两个刚性连接的安装体之前被衰减，即在浮动地保持在安装部内的三棱镜环几乎不受该传力作用影响的同时被衰减。

杆件的作为传力元件的这一部分由高强度的材料制成。例如，该部分由碳纤维和/或复合材料或者回火到高强度的弹簧钢制成。

如上所述，对于本发明的一个实施方式来说，杆件呈多个部分的形式。具有分离杆件区域(其中一个区域表现为被保持在全向反射器内的部分)的杆件具有用于与所述部分连接的适配器。例如通过插接、卡接或者螺纹连接这些杆件区域。它们也可以相互套合，从而能通过将一个杆件区域推入另一个中而进行高度调节。

杆件也可以是一体的。于是，该一体式杆件能够插入穿过棱镜系统的空隙，使得其还能够发挥传力元件的作用。于是，作用力例如能够在一端被传递到其上放置有杆件的表面上。杆件也可以穿过目标器件，以致于该杆件或多或少地伸出该目标器件的顶部。

可在一端或两端处将适配器(如之前所述的用于连接杆件区域的适配器)安装在一体式或者多部分式的杆件上或者安装在安装部上，在所述适配器上可以连接保持装置和/或其他用于测量的组件，例如GPS。

在一个另选实施方式中，安装部也可以是一体的。棱镜环以围绕该一体安装部的方式粘接。另一个实施方式设想形成具有内、外部件的上述安装体，其中，内部件具有用于所述杆件部分的容纳器，而外部件设置成以浮动的方式保持棱镜环。在另一另选的实施方式中也设有内部件和外部件，其中，内部件由硬弹性材料(具体地，该硬弹性材料的延展系数等于棱镜玻璃的延展系数)制成，并且所述内部件与棱镜环牢固连接。在这里，与棱镜环牢固连接的内部件例如通过O形环以浮动的方式安装在安装部的其他构件中，或者例如安装在上述适配器之间。

附图说明

下面将结合在附图中示意性示出的实施例来举例说明根据本发明的目标器件。具体而言：

图1以剖视图示出根据本发明的目标器件的一个实施方式；

图2以俯视图示出根据本发明的目标器件的棱镜环；

图3以剖视图示出根据本发明的目标器件的棱镜环；

图4以两个部分视图示出根据本发明的目标器件的棱镜环的前视图；

图5示出根据本发明的目标器件；

图6示出杆件作为测量探测器的应用，该杆件具有根据本发明的目标器件；

图7示出一种具有杆件、根据本发明的目标器件和GPS天线的装置。

具体实施方式

图1以剖视图示出根据本发明的目标器件的一个实施方式。由多个三棱镜构成的呈全向反射器形式的三棱镜环2a以浮动的方式保持在安装部内，这里仅示出了这些三棱镜中的两个三棱镜p1和p2。安装部具有两个安装体3a和3b，它们均为锥形，合在一起呈双锥形。在这里，这两个安装体3a和3b分别包括弹性体外部件4a和4b，以及一个硬的弹性部件5a和5b。在内部件5a和5b中形成容纳部，杆件6的部分6a在初始应力的作用下保持在这些容纳部中。

杆件6的部分6a被构造为碳杆，并且呈现为位于安装体3a和3b之间的连接部件。仅以虚线示出的杆件6通过下适配器元件9b与部分6a间接地连接。设有上适配器元件9a，以将其他部件间接地连接至杆件6或者部分6a。

在上安装体3a的上部区域中安装着具有第一膜8a的第一膜保持器7a，在该安装体的下部区域中，在下安装体3b中安装着具有第二膜8b的第二膜保持器7b。膜8a和8b由弹簧钢制成。

三棱镜环2a在安装体3a和3b的弹性体外部件4a和4b上浮动。为了防止内棱镜的与棱镜的光进入表面相对的顶角在目标器件1a振动时与碳杆摩擦，可以在三棱镜环2a和外部件4a和4b之间设有空隙，所述空隙被填充以类似橡胶粘合剂的柔软材料。另外，按照这种方式还能够实现一种紧密密封的防腐蚀系统。

由于三棱镜环2a以浮动的方式安装，并且由于上安装体3a通过穿过棱镜环2a中心的碳杆与下安装体3b连接，所以避免了通过三棱镜环2a的摩擦连接。作用于目标器件1a的撞击或振动将被吸收冲击的膜8a和8b抑制，并经由碳杆传递至安装体3a和3b。

包括杆件部分6a的杆件6承载着以定心的方式设置在杆件6上的目标器件1a。还可以保持如GPS天线的其他构件。在该实施方式中，所述保持是通过上适配器元件9a以及目标器件1a的安装部实现的。在这里，上适配器元件9a、目标器件1a、下适配器元件9b以及具有部分6a的杆件6全都位于穿过整个系统中心的同一参考轴线10上。另选地，也可以采用穿过目标器件的一体式杆件，在其上端部可以直接或间接地连接其他构件。

由GPS天线提供另一个参考点，用于确定测量点的坐标。第一参考点r1是通过全向反射器(即，三棱镜环2a)形成的。通过两个参考点能够更加精确地测量该测量点。

图2以俯视图示出了一种根据本发明的目标器件的棱镜环2b。棱镜环2b是由六个旋转对称的三棱镜构成的。由于这些棱镜是以平面的方式彼此粘合的，所以这种棱镜环极为稳定。相邻的棱镜彼此之间转过180°，并且被这样朝向彼此地推压，即，在该棱镜环的中心产生空隙11，并且棱镜的假想顶端位于一个平面内，这在图3中清楚示出。在所示的六个三棱镜的情形中，可以看到其中三个三棱镜的三角形的光进入表面12。与这三个三棱镜不同，其他三个三棱镜相对于它们向下偏移，于是在该俯视图中仅能看到这些棱镜的棱缘13以及反射镜背面的局部。在此能够清楚看到指向中心的棱镜顶端呈断开的顶点14的形式。在中心形成的空隙11使得杆件部分能够穿过棱镜环2b。电连接线路和/或光连接线路(如光缆)也能够穿过空隙11。如果在根据本发明的目标器件上安装有例如发送器、接收器或者测量仪器，那么可以实现通向所述目标器件的有线连接，这种有线连接不会遮挡棱镜环2b并且也不会在操作该系统方面对用户造成干扰。

图3以剖视图示出了一种根据本发明的目标器件的棱镜环2c。这里可以清楚看到，各个棱镜是彼此推靠的。在此，与其中所有棱镜顶端都位于中心的布置相比，棱镜p3和p4沿着其棱缘13′和13″被相向推靠，从而在中心形成空隙11′。另外，进行移位17，以使得虚拟的棱镜顶端全部都位于同一个平面15内，该平面15垂直于通过中心的参考轴线10′。在该图中示出了，所示的棱镜p3和p4的顶端的虚像c3和c4基本位于同一个平面15内。从而提供了这样一种全向反射器，对于绕该反射器在360°角度范围的同一个垂直入射角，该全向反射器将给出基本同样的仰角测量值，从而降低或消除了该反射器的高度误差。在所示的工作实施例中，所述移位17为4.41mm，于是形成直径为7.2mm的空隙11′。所应用的棱镜p3、p4具有17.4mm的棱镜高度，并且折射率为n＝1.75。对于该实施方式而言，高度误差为0，也就是说彻底消除了高度误差。另选地，如果采用了棱镜高度为17mm、折射率为1.75、移位为4mm的设置，那么高度误差将被降低至0.16mm。所形成的空隙的直径为6.53mm。

全向反射器的测量基于参考轴线10′，该参考轴线10′与杆件轴线重合。棱镜环2c的位于参考轴线10′上的中心为测量的参考点r2。为了能针对参考轴线10′进行这一参考，要使反射器具有视类型而定的反射器常数。这些棱镜移位时，这些反射器常数发生变化。根据本发明，目前应用由更高折射率(比折射率n大约为1.5的普通反光镜的折射率更高)的玻璃制成的三棱镜作为全向反射器的回射元件。在所示的工作实施例中，这些棱镜是由折射率n为1.75的玻璃制成的。因此，如此设定反射器常数(连同棱镜高度)，即，使其对应于在很多测量仪器中标准化设置的反射器常数。在的情况下，还另外实现了这样的效果，即，减少甚至消除了干扰反射，并且提供了一种在确定坐标的精度方面以及对于ATR设备来说改善了的全向反射器。

为了形成在操作方面尽可能不敏感的目标器件，将棱镜环2c设置在安装部内。在此，相应棱镜的光进入表面的顶端c3′和c4′能够沉入到安装部内或者也可以被磨平，以使得该目标器件不具有突出的顶点和棱缘。

局部图4a和4b示出了根据本发明的目标器件的玻璃环(棱镜环)的前视图。该棱镜环类似于图2的布置也由六个棱镜构成。该布置使得能够形成具有基本封闭的相衔接的(cohesinve)外表面的棱镜环。图4a示出了前视图，其中，测量仪器和/或观察者在正面并且垂直地观测该棱镜环的棱镜的入射面。在图4b中，根据图4a的棱镜环被转过30度的水平角度，视角对着相邻棱镜的棱缘。阴影区域示出了这些棱镜的相应的自由通口，这些通口对应于反射回测量仪器的射束的横截面。在图4b所示的目标器件的状态(取向)中，可以看到测量仪器的两个自由的通口a4和a5，在图4a的状态中可以看到三个通口a1、a2和a3。由于这些棱镜的这种布置方式，相邻棱镜的自由通口彼此接触，从而形成了基本相衔接的反射面。

图5的视图示出了根据本发明的目标器件1b的外观。该视图清楚示出，目标器件1b形成了极为紧凑且稳定的反射器单元。这两个安装体3a′和3b′的双锥形布置方式使得该目标器件在翻到时，会落到安装体3a′和3b′上，而不是落到布置在安装体3a′和3b′之间的三棱镜环2d上。在三棱镜环2d内以及至少部分地在安装体3a′和3b′内形成的中央空隙进一步增强了该系统的稳定性，即，杆件部分穿过该系统的中心。在此，目标器件1b的光学中心、几何重心和质量中心位于同一个参考轴线10″上，而该参考轴线与杆件轴线重合。借助插入的部分、弹性的安装体3a′和3b′以及关于中心对称地安装在安装体3a′和3b′内的吸收冲击的弹性膜(如图1所示)，吸收并抑制了撞击和振动。三棱镜环2d以浮动的方式支承在安装体3a′和3b′内，并且基本上与作用力无关。借助这种从中央穿过而不在外侧遮蔽三棱镜环2d的方式，进一步有利地实现了稳定的布置方式。在该视图中还能够清楚看到，三棱镜环2d在此具有外表面基本封闭的六个三棱镜，其中仅示出了第一棱镜p5和第二棱镜p6。目标器件1b上还安装有上适配器元件9a′和下适配器元件9b′，用以连接其他构件，如：保持装置和/或测量装置。

图6示出了在测量探测器应用中使用的根据本发明的目标器件1c。在该目标器件1c的一端连接有杆件6′，而另一端连接有探测头18。该测量探测器也可以如此形成，即，杆件6′完全贯穿目标器件1c并且在其上端作为探测头突出。借助比杆件6′短的探测头18能非常精确地将目标器件1c放置在测量点上。借助具有ATR功能的视距仪19瞄准并测量目标器件1c。基于测量来确定目标器件1c所限定的第一参考点r3的坐标。第二参考点r4是由尖端18确定的，其坐标由第一参考点r3的坐标和探测头18相对于第一参考点r3的位置关系而推导得到，探测头18相对于第一参考点r3的位置关系是通过安装在杆件6′内的其他传感器(例如倾斜传感器和方向传感器)确定的。

图7示出了具有根据本发明的目标器件1d、GPS天线20以及杆件6″的装置。目标器件1d通过适配器元件9b″连接在杆件6″上。GPS天线20借助适配器元件9a″也安装在杆件6″上，这样目标器件1d、GPS天线20以及杆件6″位于同一个轴线上。杆件6″例如借助倾斜传感器以铅垂的方式竖立在测量点21上，从而将目标器件1c和GPS天线20定位在该测量点21上。根据需要，一方面，能够根据杆件6″的已知长度以及对目标器件1d的参考点r5的坐标的光学确定，来确定测量点21的坐标；另一方面，能够基于卫星信号确定GPS天线20的参考点r6的坐标，并结合杆件一直到参考点r6的高度，从而确定测量点21的坐标。由于这些构件的有利布置方式，目标器件1d的参考点r5与GPS天线20的参考点r6位于同一个参考轴线上，而该参考轴线与杆件轴线重合。于是，能够简单地组合用于确定这两个参考点r5和r6位置的这两种方法，从而能够以更高的测地精度确定测量点21的坐标。

Claims (27)

1.用于回射光照射的目标器件(1a、1b、1c、1d)，所述目标器件具有至少六个相同类型的三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)，这些三棱镜以环形方式组合，从而形成全向反射器，所述全向反射器能够被布置在测地杆件(6、6′、6″)上，其中，

由所述三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)形成的三棱镜环的中心形成所述全向反射器的光学中心；

呈三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)形式的所述三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)分别具有三角形的光进入表面(12)；并且

相继的相邻三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)彼此转过180°，并分别直接接触侧表面，

该目标器件的特征在于，这些三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)是如此布置的，即，在所述三棱镜环的中心存在用于容纳杆件(6)的部分(6a)的空隙，并且这些三棱镜顶端的虚像(c3、c4)都基本位于平面(15)内，所述平面(15)与经过所述三棱镜环的中心的且平行于所述杆件(6)的纵向延展延伸的参考轴线(10、10′、10″)垂直，这些三棱镜的顶端位于所述参考轴线附近，其中，杆件是指用于放置且精确定位目标器件的保持装置，杆件的一部分是指间接地配属于该杆件的一部件、或者直接地配属于该杆件的一部分，棱镜顶端是指棱镜回射器的三个镜面的共同交点。

2.根据权利要求1所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述三棱镜的顶端构造为断开的顶点(14)。

3.根据权利要求1或2所述的目标器件，其特征在于，所述三棱镜(p3、p4)由折射率

的玻璃制成。

4.根据权利要求1或2所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)彼此牢固地相连从而它们形成为稳定的所述三棱镜环。

5.根据权利要求1或2所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)是大致旋转对称的，在大致沿着垂直于所述参考轴线并通过所述三棱镜环的对称中心的平面的方向对着所述三棱镜环的视角中，相邻的三棱镜的自由通口(a1、a2、a3、a4、a5)彼此接触，并且所有自由通口(a1、a2、a3、a4、a5)的区域的中心位于所述三棱镜环的对称中心的附近，所述自由通口是在所指方向上反射的所有射束的横截面以及在相应射束传播方向的所有光阑的总和。

6.根据权利要求1或2所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，通过双锥形安装部保持所述三棱镜环(2a、2d)，所述双锥形安装部具有两个锥形安装体(3a、3b、3a′、3b′)，这两个锥形安装体分别具有中央空隙，用以接纳所述杆件(6)的所述部分(6a)，这两个锥形安装体(3a、3b、3a′、3b′)的顶端指向所述三棱镜环(2a、2d)的中心，所述双锥形是轮廓大概为锥形的形状，所述锥形是截面的曲线封闭且可具有任意形状的形状。

7.根据权利要求6所述的目标器件，其特征在于，在所述三棱镜环和所述双锥形安装部之间设置有填料，该填料包括柔性弹性材料。

8.根据权利要求6所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述杆件(6)的所述部分(6a)延伸经过所述双锥形安装部的中心，并因而经过所述三棱镜环(2a、2d)的中心。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述杆件的所述部分(6a)如此保持在所述双锥形安装部内，即，通过所述杆件(6)的所述部分(6a)产生了从一个所述锥形安装体(3a、3a′)至另一个所述锥形安装体(3b、3b′)的传力连接件，并且所述三棱镜环(2a、2d)基本与力传递无关。

10.根据权利要求6所述的目标器件(1a、1b)，其特征在于，分别在该双锥形安装部的两端，为这两个锥形安装体(3a、3b、3a′、3b′)配备有吸收冲击的弹性元件。

11.根据权利要求8所述的目标器件，其特征在于，穿过所述双锥形安装部的中心并因而穿过所述三棱镜环的中心设有用于接纳光连接缆线或者电连接缆线的通道。

12.根据权利要求8所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，所述目标器件作为用于所述杆件(6、6′、6″)的模块化构件，所述杆件设置成用于接纳其他构件，所述其他构件的位置与位于所述参考轴线上的参考点(r3、r5)具有确定的关系。

13.一种具有根据权利要求8至12中任一项所述的目标器件(1d)的装置，其具有：

杆件(6″)，

，以及

GPS天线(20)，

所述杆件(6″)、所述目标器件(1d)和所述GPS天线(20)是如此组合的，即，所述目标器件(1d)的参考轴线和所述GPS天线(20)的参考轴线重合于所述杆件(6″)的轴线，并且与所述目标器件(1d)相关联的参考点(r5)和与所述GPS天线(20)相关联的参考点(r6)都位于这个公共的所述参考轴线上。

14.杆件(6′)作为测量探测器的应用，所述杆件(6′)上安装有根据权利要求8至12之一所述的目标器件(1c)。

15.根据权利要求6所述的目标器件，其特征在于，穿过所述双锥形安装部的中心并因而穿过所述三棱镜环的中心设有用于接纳光连接缆线或者电连接缆线的通道。

16.根据权利要求1所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，所述目标器件具有六个相同类型的三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)。

17.根据权利要求1所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)分别具有大致等边三角形的光进入表面(12)。

18.根据权利要求4所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述三棱镜(p1、p2、p3、p4、p5、p6)彼此牢固地接合。

19.根据权利要求6所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述三棱镜环(2a、2d)被以浮动的方式保持。

20.根据权利要求6所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述双锥形安装部由硬弹性材料制成。

21.根据权利要求20所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述硬弹性材料为橡胶。

22.根据权利要求7所述的目标器件，其特征在于，包括柔性弹性材料的所述填料用于防腐蚀。

23.根据权利要求8所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述部分(6a)由高强度材料制成。

24.根据权利要求23所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述高强度材料是碳纤维和/或复合材料。

25.根据权利要求9所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述杆件的所述部分(6a)在初始应力的作用下被保持在所述双锥形安装部内。

26.根据权利要求10所述的目标器件(1a、1b)，其特征在于，所述吸收冲击的弹性元件呈膜(8a、8b)的形式。

27.根据权利要求12所述的目标器件(1a、1b、1c、1d)，其特征在于，所述其他构件是GPS天线(20)、另一个光学测视装置或者探测头(18)。

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