DD209906A1

DD209906A1 - ARRANGEMENT FOR THE AUTOMATIC TARGET IMPLEMENTATION OF AN ELECTRONIC TACHYMETER

Info

Publication number: DD209906A1
Application number: DD24276882A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Meyl; Peter Henschel
Original assignee: Wolfgang Meyl; Peter Henschel
Priority date: 1982-08-25
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1984-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Zielachsennachfuehrung eines elektronischen Tachymeters fuer den ingenieurgeodaetischen Informationsprozess des Bauwesens, bei der Montage von Fertigteilen im Bruecken-und Schiffsbau, bei der Erforschung der terrestrischen Refraktion in bodennahen Luftschichten und bei der direkten Bestimmung zur aeusseren Orientierung aerophotogrammetrischer Aufnahmen. Das wird dadurch erreicht, dass das elektronische Tachymeter einem Rotorreflektor nachgefuehrt wird, wobei die notwendige Drehung des Tachymeters um seine Stehachse und des Fernrohres um die Kippachse mittels Servosteuerung erfolgt. Die dazu notwendigen Informationen werden in einem Elektronikteil am Tachymeter aus der Phasenlage einer zeigerfoermig am Rotorreflektor angeordneten Tripelprismenkombination und aus dem Maximum der Intensitaet der vom Tachymeter empfangenen Strahlung abgeleitet.Die Phasenlage der Tripelprismenkombination wird aus einem mittels einer Uebertragungseinrichtung uebertragenen Markierungsimpuls abgeleitet.The invention relates to an arrangement for the automatic Zielachsennachfuehrung an electronic tachymeter for engineering geodesy information process of construction, in the assembly of precast elements in bridge and shipbuilding, in the study of terrestrial refraction in ground air layers and in the direct determination of the outer orientation of aerophotogrammetric recordings. This is achieved by tracking the electronic tachymeter to a rotor reflector, with the necessary rotation of the tachymeter about its vertical axis and of the telescope about the tilting axis by means of servo control. The information necessary for this purpose is derived in an electronic part on the tachymeter from the phase position of a triple prism combination arranged on the rotor reflector and from the maximum of the intensity of the radiation received by the tachymeter. The phase position of the triple prism combination is derived from a marking pulse transmitted by means of a transmission device.

Description

Titel:Title:

Anordnung zur automatischen Zielachsennachführung eines elektronischen TachometersArrangement for automatic target axis tracking of an electronic tachometer

Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Zielachs ennachf ührung eines elektronischen Tachometers, das eine Meßstrahlung aussendet und diese nach der Reflexion an einem auf dem Zielpunkt angeordneten Reflektor wieder empfängt, einer Einrichtung zur übertragung und Markierung Von Meßwerten und Informationen und eines elektromotorischen Antriebes zur Drehung des Tachometers um seine Stehachse. Diese Anordnung ist insbesondere im ingenieurgeodätischen Informationsprozeß des -Bauwesens; bei der¹ Montage von Fertigteilen im Brücken- und Schiffsbau, bei der Erforschung der terrestrischen Refraktion in bodennahen Luftschichten und bei der direkten Bestimmung zur äußeren Orientierung aerophoto«·; grammetrischer Aufnahmen anwendbar.The invention relates to an arrangement for the automatic Zielachs ennachf an electronic tachometer that emits a measuring radiation and this again after reflection at a arranged on the target reflector, a device for transmitting and marking of measured values and information and an electric motor drive for rotating the Tachometers around his standing axis. This arrangement is particularly in the engineering geodetic information process of the building industry; in the ¹ assembly of prefabricated parts in bridge and shipbuilding, in the investigation of terrestrial refraction in ground-level air layers and in the direct determination of the outer orientation aerophoto «·; grammetric recordings applicable.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Die Zielachsen der bekannten elektronischen Tachymeter werden manuell nachgeführt. Dabei v/erden.die Einstellungen der Zielachse eines ortsveränderlichen Tachometers auf einen stationären Reflektor oder eines stationären Tachometers auf einen ortsveränderlichen Reflektor nur langsam und diskontinuierlich durchgeführt. Diese manuelle Zielachsennachführung in der bodennahen Luftschicht kann infolge herrschender starker Tertikairefraktion zu Komplikationen führen. Characteristic of the known technical solutions: The target axes of the known electronic tacheometers are tracked manually. In doing so, the settings of the target axis of a positionable tachometer on a stationary reflector or of a stationary tachometer on a displaceable reflector are carried out only slowly and discontinuously. This manual Zielachsnachnachführung in the ground-level air layer can lead to complications due to prevailing strong Tertikairefraktion.

r- hipr-hip

Bei der ingenieurgeodätischen Informationsumsetzung wird die punktweise Absteckung zunehmend durch die automatisierte Steuerung des Arbeitsorganes einer« Baumaschine auf einer projektierten, mathematisch in einem geodätischen Bezugssystem definierten Raumkurve substituiert. Die für die Steuerung notwendigen Informationen müssen deshalb kontinuierlich aus SoILs-Ist-7ergleichen diskreter Punkte gewonnen werden. Zur genauen Bestimmung der Istlage sind elektronische Tachymeter besonders geeignet · .In the engineering geodesic information conversion point-by-point stakeout is increasingly substituted by the automated control of the working organ of a «construction machine on a projected, mathematically defined in a geodetic reference system space curve. The information necessary for the control must therefore be obtained continuously from SoILs actual 7-identical discrete points. Electronic tachymeters are particularly suitable for the exact determination of the actual position.

Die Nachteile der bekannten Anordnungen bestehen darin, daß die manuelle Zielachsennachführung bei elektronischen Tachymetern langsam und diskontinuierlich erfolgt und für automatisierte Meß- und Steuerprozesse nachteilig ist.The disadvantages of the known arrangements are that the manual Zielachsennachführung occurs slowly and discontinuously in electronic tachymeters and is disadvantageous for automated measurement and control processes.

Objective of the invention:

Durch die Erfindung sollen die genannten Nachteile beaeitigt und eine höhere Effektivität und Kontinuität bei der Zielachsennachführung von elektronischen Tachymetera erreicht werden.The invention is intended to eliminate the disadvantages mentioned and to achieve a higher degree of effectiveness and continuity in the target axis tracking of electronic tachymetera.

Explanation of the essence of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen Zielachsennachführung eines elektronischen Tachymeters nach einem Reflektor zu ermöglichen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein elekt-ronisches Tachymeter einem Rotorreflektor, der ein Zentraltripelprisma besitzt, nachgeführt wird, daß mittels eines elektromotorischen Antriebes um das Zentraltripelprisma eine zeigerförmig angeordnete Tripelprismenkombination rotiert, daß eine Markierung und ein Markierungsleser zur Markierungsimpulserzeugung für die Ermittlung der Phasenlage der Tripelprismenkombination vorgesehen ist und daß eine Übertragungseinrichtung zur Impulsübertragung an ein Elektronikteil am Tachymeter dient. Dabei ist es'von Vorteil, ein Elektronikteil am Tachymeter zur Auswertung der Phasenlage zwischen dem Markierungsimpuls und dem Intensitätsmaziiaum der vom Tachymeter empfangenen Strahlung anzuordnen, um Steuersignale fürThe invention has for its object to provide an arrangement for automatic Zielachsennachführung an electronic tachymeter for a reflector. According to the invention, this object is achieved in that a elekt-ronic tachymeter rotor rotor, which has a Zentraltripelprisma, is tracked that rotates by means of an electric motor drive to the Zentraltripelprisma a pointer-shaped arranged triple prism combination that a marker and a marker reader for Markierungsimpulserzeugung for Determining the phase position of the triple prism combination is provided and that a transmission device is used for pulse transmission to an electronic part on the tachymeter. In this case, it is advantageous to arrange an electronic part on the tachymeter for evaluating the phase position between the marking pulse and the intensity dimension of the radiation received by the tachymeter in order to generate control signals for

Stellmotoren zu bilden, wobei die Steuersignale auch zur Ausrichtung des Reflektors auf das Tachymeter dienen. Weiterhin ist es günstig, das Zentraltripelprisma fest und die zeigerförmig angeordnete Tripelprismenkombination rotierend anzuordnen.To form servomotors, the control signals also serve to align the reflector on the tachymeter. Furthermore, it is favorable to arrange the central triple prism fixedly and the triple prism combination arranged in the manner of a pointer to rotate.

Durch die Erfindung ist es möglich, eine automatische Zielachsennachführung bei elektronischen Tachymetern zu. erreichen, indem die zur Steuerung notwendigen Informationen kontinuierlich aus den Intensitätswerten der vom Tachymeter empfangenen Strahlung und aus der Phasenlage des Rotorreflektors abgeleitet werden. Der Steuervorgang dauert jeweils so lange, bis keine phasenbezogene Amplitudenschwankung mehr auftritt. Die Steuersignale zur Steh- und Kippachsendrehung können auch zur Ausrichtung des Rotorreflektors auf das Tachymeter genutzt werden, wenn der Rotorreflektor oder/und das Tachymeter ortsveränderlich sind, dabei ist es unerheblich, ob der Reflektor oder das Tachymeter bzw. der Reflektor und das Tachymeter ortsveränderlich sind.By the invention it is possible to an automatic Zielachsennachführung with electronic Tachymetern to. can be achieved by the information necessary for the control are continuously derived from the intensity values of the received radiation from the tachymeter and from the phase position of the rotor reflector. The control process lasts until a phase-related amplitude fluctuation no longer occurs. The control signals for standing and Kippachsendrehung can also be used to align the rotor reflector on the tachymeter, if the rotor reflector and / or the tachymeter are mobile, it is irrelevant whether the reflector or the tachymeter or the reflector and the tachymeter are mobile ,

Ausfuhrungsbeispiel; . . . . exemplary; , , , ,

Die Erfindung soll anhand der schematischen Zeichnung-näher erläutert werden. Es zeigen:· Pig. 1 das elektronische Tachymeter mit ortsveränderlichem Rotorreflektor und die Übertragungseinrichtung in schematischer DarstellungThe invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawing. It shows: · Pig. 1 the electronic total station with a portable rotor reflector and the transmission device in a schematic representation

Pig. 2 das Blockschaltbild der Servosteuerung Pig--3 den Rotorreflektor in schematischer Darstellung ig. 4 das Blockschaltbild der SteuersignalerzeugungPig. 2 the block diagram of the servo control Pig - 3 the rotor reflector in a schematic representation ig. 4 is the block diagram of the control signal generation

Die Anordnung nach Pig. 1 enthält - ein elektronisches Tachyme ter 1 mit einer übertragungseinrichtung 2 (Smpfänger), einen Reflektortransporter 3, auf dem ein Rotationsreflektor 4 und eine Übertragungseinrichtung 5 (Sender) angeordnet sind. Die Anordnung nach Pig. 2 enthält einen Stellmotor 6, der mittels eines Servoverstärkers 7 gesteuert wird Lind eine Zielachse Z um eine Kippachse K des elektronischen Tachymeters 1 dreht. Sin Stellmotor 8, gesteuert durch einen Servo-The arrangement after Pig. 1 contains - an electronic Tachyme ter 1 with a transmission device 2 (receiver), a reflector transporter 3, on which a rotary reflector 4 and a transmission device 5 (transmitter) are arranged. The arrangement after Pig. 2 contains a servomotor 6 which is controlled by means of a servo amplifier 7 and rotates a target axis Z about a tilt axis K of the electronic tachymeter 1. Sin servomotor 8, controlled by a servo

ZH I a / flZH I a / fl

verstärker 9» dreht dann die Kippachse K bzw» die Zielachse Z um die Stehachse S. -amplifier 9 »then rotates the tilting axis K or» the target axis Z about the vertical axis S.

Die Anordnung nach Pig. 3 eilthält die erfindungswesentlichen Teile eines Rotorreflektors 4, der aus einem Rotationskörper 10, einem Zentraltripelprisma 11, einer zeigerfö'rmig angeordneten Tripelprismenkombination 12 und einer am'Rotationskörper 10 angeordneten Markierung 13 mit einem Markierungsleser 14 besteht, außerdem enthält die Anordnung einen Verstärker 15, einen Antriebsmotor 16 und eine schwenkbare Haltevorrichtung 17.The arrangement after Pig. 3 contains the parts of a rotor reflector 4 which are essential to the invention and which comprise a rotary body 10, a central triple prism 11, a triple prism combination 12 arranged in the position of a pointer and a marking 13 arranged on the rotary body 10, and the arrangement also contains an amplifier 15, a Drive motor 16 and a pivotable holding device 17th

Die Anordnung nach Pig. 4 enthält- die Steuersignalerzeugungsvorrichtung,-die aus einem Verstärker 18, einer asynchron arbeitenden Taktzentrale 19, einem Verstärker 20 und einem Quadrant ens eüek tor 21 besteht.The arrangement after Pig. 4 contains the control signal generating device, which consists of an amplifier 18, an asynchronously operating clock center 19, an amplifier 20 and a quadrant euek gate 21.

Die Zielachse Z des Tachymeters 1 wird.zu Beginn des Meßvorganges erst manuell auf das Zentraltripelprisma 11 ausgerichtet. Ändert der Heflektortransporter 3 seinen Ort, ausgenommen in genauer Zielachsenrichtung, so tritt infolge des exzentrischen Auftreffens der Zielachse Z auf den Rotationskörper 10 eine Intensitätsänderung der vom Tachymeter 1 empfangenen Strahlung auf. Bei jedem Umlauf des.Rotationskörpers 10 passiert die Markierung 13 den Markierungsleser 14, wobei dieser einen Markierungsimpuls an den Verstärker 15 abgibt- Dieser Markierungsimpuls wird mittels der Übertragungseinrichtung 5 (Sender) an die Übertragungseinrichtung 2 (Smpfänger) übertragen.' Der empfangene Markierungsimpuls wird im- Verstärker 18 verstärkt und dient der Synchronisierung de^ asynchron arbeitenden Taktzentrale 19· Die von der Taktzentrale 19 abgegebenen Impulse geben an, in welchem Quadranten sich die Tripelprismenkombination 12 befindet. Die- Lage des Bezugsquadranten ist durch das Zentraltripelprisma 11 als Ursprung und durch die Richtung von ihm nach dem Markierungsleser 14 festgelegt. Mittels des Quadrantenselektors 21 wird die der Intensität der vom Tachymeter 1 empfangenen Strahlung äquivalente, im Verstärker 20 verstärkte Spannung den jeweiligenThe target axis Z of the tachymeter 1 is. At the beginning of the measuring process only manually aligned with the Zentraltripelprisma 11. Changes the Heflektortransporter 3 its location, except in exact target axis direction, so occurs due to the eccentric impingement of the target axis Z on the rotary body 10, a change in intensity of the radiation received by the total station 1. With each revolution of the rotary body 10, the marker 13 passes the marker reader 14, which emits a marker pulse to the amplifier 15- This marker pulse is transmitted by means of the transmitter 5 (transmitter) to the transmitter 2 (receiver). The received marker pulse is amplified in the amplifier 18 and serves to synchronize the asynchronously operating clock center 19. The pulses emitted by the clock center 19 indicate in which quadrant the triple prism combination 12 is located. The location of the reference quadrant is determined by the central triple prism 11 as the origin and by the direction of it after the marker reader 14. By means of the quadrant selector 21, the voltage equivalent to the intensity of the radiation received by the total station 1 and amplified in the amplifier 20 is the respective one

Eingängen der entsprechenden Servoverstärker 7 und 9 zugeordnet. Entsprechend der Phasenverschiebung des Intensitätsma±imums gegenüber dem Markierungsimpuls wird der Stellmotor 6 und/oder der Stellmotor 8 in den Rechts- oder Linkslauf mittels der Servoverstärker 7 und 9 gesteuert. Dabei bestimmt die Größe der Intensitätsschwankung die Größe des Stellimpulses. Ist die Zielachse Z wieder auf das Zentraltripelprisma 12 ausgerichtet, so tritt keine von der Stellung der Tripelprismenkombination 12 abhängige Intensitätsschwankung auf, d. h., der momentane Fachstellvorgang ist abgeschlossen, über einen nicht dargestellten zweiten Übertragungskanal können vom Slektronikteil Steuersignale an den Rotorreflektor übertragen werden. Die Steuersignale dienen zur Ausrichtung des Rotorreflektors auf das Tachymeter.Inputs of the corresponding servo amplifier 7 and 9 assigned. According to the phase shift of Intensitätsma ± imum with respect to the marking pulse of the servo motor 6 and / or the servo motor 8 is controlled in the right or left rotation by means of the servo amplifiers 7 and 9. The magnitude of the intensity fluctuation determines the size of the control pulse. If the target axis Z is again aligned with the central triple prism 12, then no intensity fluctuation that depends on the position of the triple prism combination 12 occurs, ie h., The current Fachstellvorgang is completed, via a second transmission channel, not shown, can be transmitted from the Slektronikteil control signals to the rotor reflector. The control signals are used to align the rotor reflector on the tachymeter.

Claims

Brfindungsanspruch;

An automatic target axis tracking arrangement of an electronic tachometer which emits a measurement beam and receives it again after reflection to a reflector located at the target point, means for transmitting and marking measurements and information, and an electromotive drive for rotating the tachymeter about its standing axis , characterized ^ in that the electronic tachymeter a rotor reflector, which has a Zentraltripelprisma, is tracked that rotates by means of an electromotive drive to the Zentraltripelprisma a pointer-shaped arranged triple prism combination, that a marker and a marker reader for Markierungsimpulserzeugung for determining the phase position of the Tripelprlsmenkombinatitm is provided and that a transmission device for impulse transmission to an electronic part on the tachymeter is used ».

2. Arrangement according to point ~ \ _r characterized in that an electronic part is provided on the tachymeter for evaluating the phase position between the marking pulse and the intensity of the maximum received by the tachymeter radiation, are formed in the control signals for servomotors.

3 * Arrangement according to item 1, characterized in that the control signals are used to align the reflector on da3 Tachymeter.

4. Arrangement according to item 1, characterized in that the Zentraltripelprisma fixed and the pointer-shaped arranged triple prism combination is arranged to rotate.

For this 4 sheet drawing