DE102009014782B3 - Ziel für ein geodätisches Gerät - Google Patents

Ziel für ein geodätisches Gerät Download PDF

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Abstract

Es wird ein Ziel (1) zur Verwendung in der Geodäsie offenbart. Das Ziel weist eine Strahlungsquelle (2) und eine Reflexionsstruktur (3) mit einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche (32) auf, welche erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) von einem gemeinsamen Träger (33) getragen werden. Die erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) sind zur Reflexion der von der Strahlungsquelle (2) einfallenden Strahlung alternativ vor der Strahlungsquelle (2) anordenbar. Dabei ist die erste Spiegelfläche (31) ausgebildet, von der Strahlungsquelle (2) einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der ersten Spiegelfläche (31) ausfallende Strahlung einen ersten Winkelbereich (α) von höchstens 45° und insbesondere höchstens 30° einschließt. Weiter ist die zweite Spiegelfläche (32) ausgebildet, von der Strahlungsquelle (2) einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der zweiten Spiegelfläche (32) ausfallende Strahlung einen zweiten Winkelbereich (β) von größer 60° einschließt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft das Gebiet der Vermessung von Objekten hinsichtlich ihrer Lage und Dimension und insbesondere das Gebiet der geodätischen Messung. Insbesondere betrifft die Anmeldung ein Ziel, welches in Verbindung mit einem geodätischen Messgerät im Rahmen einer geodätischen Messung verwendet werden kann.
  • Kurze Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei geodätischen Messgeräten wird die Messung häufig in Bezug auf einen vom Messgerät separaten Zielpunkt durchgeführt. Beispiele für geodätische Messgeräte sind Theodolite, Tachymeter (Totalstationen) (insbesondere Video-Tachymeter), Nivelliergeräte, und Laserscanner. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf derartige Messgeräte beschränkt. Bei dem Zielpunkt kann es sich um einen natürlichen Zielpunkt wie beispielsweise eine Landmarke (z. B. Bodenformation, Gebäude, Baum etc.) oder ein künstliches Ziel (z. B. eine Messlatte oder Nivellierlatte, ein Reflektor etc.) handeln. Ein Anpeilen des Zielpunkts kann manuell durch einen Benutzer oder automatisch durch das Messgerät erfolgen. Ein automatisches Anpeilen und ggf. Nachverfolgen des Zielpunkts wird auch als ”tracking” bezeichnet. Ein automatisches Anpeilen und Nachverfolgen von Zielpunkten wird insbesondere auch dann verwendet, wenn der Zielpunkt nicht ortsfest und damit beweglich ist (z. B. Fahrzeuge auf einer Baustelle oder in einem Bergwerk wahlweise mit oder ohne daran befestigtem künstlichem Ziel, von einem Benutzer getragene Messlatte, etc.).
  • Bei den künstlichen Zielen wird zwischen sogenannten passiven und sogenannten aktiven Zielen unterschieden.
  • Bei passiven Ziele wird entweder eine Abbildung des Ziels selber durch das Messgerät detektiert, oder das Messgerät emittiert Strahlung, die von dem passiven Ziel reflektiert und durch das Messgerät detektiert wird. Beispiele für passive Ziele sind Mess- und Nivellierlatten sowie Reflektoren (insbesondere Retroreflektoren). Beispiele für Reflektoren sind Prismen, Katzenaugen oder Tripelprismen. Ein Beispiel für ein geodätisches Messgerät, welches ein passives Ziel verwendet, ist in der WO 2008/014813 A1 offenbart.
  • Bei aktiven Zielen wird durch das Ziel selber Strahlung emittiert, die von dem Messgerät empfangen wird. Die vom aktiven Ziel emittierte Strahlung kann ein Muster (z. B. Modulation von Frequenz oder Amplitude, Einbettung von analoger oder digitaler Information etc.) aufweisen, welches die von dem aktiven Ziel emittierte Strahlung von anderer gleichartiger Strahlung unterscheidbar macht. Ein Beispiel für ein aktives Ziel, welches in Verbindung mit einem Messgerät verwendet werden kann, ist in der WO 2008/145158 A1 offenbart.
  • Ein Unterschied zwischen aktiven Zielen und passiven Zielen liegt darin, dass unterschiedliche aktive Ziele durch das Messgerät voneinander unterschieden werden können, selbst wenn mehrere gleichartige Ziele im Erfassungsbereich des Messgerätes angeordnet sind. Dies erlaubt ein automatisches Anpeilen eines bestimmten vorgegebenen Ziels einer Mehrzahl von Zielen.
  • Ein weiterer Unterschied von aktiven Zielen zu passiven Zielen liegt darin, dass aktive Ziele in schwieriger Umgebung (z. B. Umgebung mit einem großen Anteil an Störstrahlung infolge reflektierender Oberflächen, bei schwierigen Sichtverhältnissen etc.) mit größerer Zuverlässigkeit erkannt werden können, als passive Ziele. Ein Grund ist, dass die von dem aktiven Ziel emittierte Strahlung sicher von Störstrahlung unterschieden werden kann. Ein weiterer Grund ist, dass die Strahlung – anders als bei passiven Zielen – nur die einfache Strecke zwischen Messgerät und Ziel zurücklegen muss. Somit ist in schwieriger Umgebung ein automatisches Anpeilen von aktiven Zielen in der Regel einfacher als von passiven Zielen.
  • Um ein schnelles automatisches Anpeilen von aktiven Zielen unabhängig von deren Ausrichtung zum Messgerät zu ermöglichen, emittieren aktive Ziele ihre Strahlung häufig in einem möglichst großen Winkelbereich (bis zu 360°) um das Ziel herum. Bei großem Abstand zwischen dem aktiven Ziel und dem Messgerät hat dies jedoch zur Folge, dass aufgrund des großen Winkelbereichs der vom aktiven Ziel emittierten Strahlung die Gesamtleistung der Strahlung hoch sein muss. Eine hohe Gesamtleistung der emittierten Strahlung bedingt jedoch auch einen hohen Energieverbrauch des aktiven Ziels.
  • Es wurde festgestellt, dass Ziele noch weiter verbessert werden können, um bei niedrigem Energieverbrauch und unterschiedlichen Distanzen zwischen dem Ziel und einem dieses erfassenden Messgerät zuverlässig durch das Messgerät erfasst werden zu können.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Probleme gemacht.
  • Ausführungsformen stellen ein Ziel für geodätische Messgeräte bereit, welches einen niedrigen Energieverbrauch aufweist und auch aus unterschiedlichen Distanzen zwischen dem Ziel und einem dieses erfassenden Messgerät zuverlässig durch das Messgerät erfasst werden kann. Weitere Ausführungsformen stellen ein Ziel für geodätische Messgeräte bereit, welches zwischen einem Betriebszustand für eine größere Distanz und einem Betriebszustand für eine kleinere Distanz umgeschaltet werden kann. Derartige Ziele sind sehr gut für eine automatische Erfassung durch geodätische Messgeräte geeignet.
  • Es wird betont, dass in der vorliegenden Anmeldung die Begriffe ”Geodäsie” und ”geodätisch” nicht auf die Wissenschaft von der Ausmessung und Abbildung der Erdoberfläche einschließlich des Meeresbodens beschränkt sind, sondern breit im Sinne der Vermessung und Lagebestimmung von Objekten zu verstehen sind.
  • Gemäß Ausführungsformen weist ein Ziel zur Verwendung in der Geodäsie eine Strahlungsquelle und eine Reflexionsstruktur mit einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche auf, welche erste und zweite Spiegelflächen von einem gemeinsamen Träger getragen werden. Dabei sind die erste und zweite Spiegelfläche zur Reflexion der von der Strahlungsquelle einfallenden Strahlung alternativ vor der Strahlungsquelle anordenbar. Somit wird die von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung entweder von der ersten oder von der zweiten Spiegelfläche abgelenkt. Die erste Spiegelfläche ist ausgebildet, von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der Spiegelfläche ausfallende Strahlung einen ersten Winkelbereich von höchstens 45° und insbesondere höchstens 30° und weiter insbesondere höchstens 10° einschließt. Die zweite Spiegelfläche ist ausgebildet, von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der Spiegelfläche ausfallende Strahlung einen zweiten Winkelbereich von größer 60° einschließt. Somit bewirkt die zweite Spiegelfläche eine größere Auffächerung der von der Strahlungsquelle einfallenden Strahlung, als die erste Spiegelfläche. Gemäß Ausführungsformen ist der erste und zweite Winkelbereich auf den Bereich bezogen, in welchem die Intensität der von der jeweiligen Spiegelfläche ausfallenden Strahlung mindestens 90% der maximalen Intensität der ausfallenden Strahlung beträgt. Dies kann beispielsweise in einem Abstand von einem Meter vom Ziel analytisch bestimmt werden. In Ausführungsformen wird ein Flächenschwerpunkt eines Querschnitts der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung als Mitte des Ziels angenommen. Gemäß Ausführungsformen wird der erste und zweite Winkelbereich in einer Ebene gemessen, die mit einer Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung einen Winkel von zwischen 60° und 120° und insbesondere von zwischen 80° und 100° und weiter insbesondere von 90° ± 1° einschließt. Dabei wird unter ”Hauptausbreitungsrichtung” die Richtung verstanden, in welcher sich Strahlung ausbreitet, welche wenigstens 60% und insbesondere wenigstens 70% der Intensität der insgesamt emittierten Strahlung ausmacht. Dies kann beispielsweise in einem Abstand von 1 cm von der Strahlungsquelle gemessen werden. Gemäß Ausführungsformen wird die Mitte eines sich ergebenden Bereichs als ”Hauptausbreitungsrichtung” verwendet. Gemäß weiterer Ausführungsformen werden der erste und zweite Winkelbereich in einer waagrechten Ebene gemessen, so dass es sich um Horizontalwinkelbereiche handelt.
  • Gemäß Ausführungsformen weist ein Ziel zur Verwendung in der Geodäsie eine Strahlungsquelle und eine Reflexionsstruktur mit einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche auf, welche erste und zweite Spiegelfläche von einem gemeinsamen Träger getragen werden. Dabei sind die erste und zweite Spiegelfläche zur Reflexion der von der Strahlungsquelle einfallenden Strahlung alternativ vor der Strahlungsquelle anordenbar. Somit wird die von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung entweder von der ersten oder von der zweiten Spiegelfläche abgelenkt. Die erste Spiegelfläche weist wenigstens in Bereichen, welche von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung reflektieren, wenn die erste Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist, einen kleinsten Krümmungsradius von mindestens 5 Metern und insbesondere mindestens 10 Metern auf. Die zweite Spiegelfläche weist wenigstens in Bereichen, welche von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung reflektieren, wenn die zweite Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist, eine Hüllkurve oder rotationssymmetrische Hüllfläche auf, welche einen kleinsten Krümmungsradius von weniger als 0,2 Meter und insbesondere weniger als 0,1 Meter aufweist.
  • Da vor der Strahlungsquelle abwechselnd zwei unterschiedliche Spiegelflächen anordenbar sind, welche Spiegelflächen eine unterschiedlich starke Auffächerung der von der Strahlungsquelle einfallenden Strahlung bewirken, weist das Ziel zwei Betriebszustände auf, in denen die von dem Ziel abgegebene Strahlung unterschiedliche Winkelbereiche überstreicht und in diesen Winkelbereichen unterschiedliche Intensitäten aufweist.
  • Ausführungsformen weisen weiter einen Aktuator auf, welcher ausgebildet ist, durch Translation oder Rotation der Reflexionsstruktur und insbesondere des Trägers wahlweise die erste oder zweite Spiegelfläche vor der Strahlungsquelle anzuordnen. Der Aktuator kann mechanisch oder elektrisch ausgebildet sein (z. B. Motor, Stellhebel).
  • Weitere Ausführungsformen weisen zusätzlich eine Stange und wenigstens einen Mess-Reflektor auf. Die Stange trägt sowohl die Strahlungsquelle mit der Reflexionsstruktur als auch den Mess-Reflektor, wobei der Mess-Reflektor von der Reflexionsstruktur entlang der Stange beabstandet ist. Dabei soll unter einer ”Stange” ein Element mit beliebigem Querschnitt und aus beliebigem Material verstanden werden, dessen Länge wenigstens 3-mal so lang und insbesondere wenigstens 10-mal so lang ist, wie sein Durchmesser. Beispiele für derartige Stangen sind (Mess-)Latten und (Mess-)Stäbe. Bei dem Mess-Reflektor kann es sich um ein beliebiges passives Ziel handeln, im Bezug auf welches eine Messung möglich ist. Beispielsweise kann der Mess-Reflektor auch durch eine Beschichtung der Stange gebildet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind zwei Mess-Reflektoren vorgesehen, wobei die beiden Mess-Reflektoren von der Stange getragen werden und voneinander entlang der Stange beabstandet sind. Weiter ist die Reflexionsstruktur mittig zwischen den beiden Mess-Reflektoren angeordnet. Als Bezugspunkt für die Anordnung der Reflexionsstruktur kann beispielsweise die Winkelhalbierende des Winkelbereichs, den von der ersten bzw. zweiten Spiegelfläche ausfallende Strahlung in einer Ebene einschließt, in welcher Ebene die Stange liegt, verwendet werden.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind zwei Strahlungsquellen und zwei Reflexionsstrukturen mit jeweils einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche vorgesehen, welche Paare von ersten und zweiten Spiegelflächen von jeweils einem gemeinsamen Träger getragen und zur Reflexion der von einer zugehörigen der Strahlungsquellen einfallenden Strahlung alternativ vor dieser Strahlungsquelle anordenbar sind. Somit ist jeweils einer der Strahlungsquellen eine Reflexionsstruktur mit zwei unterschiedlichen Spiegelflächen zugeordnet. Dabei ist die erste Spiegelfläche jeweils ausgebildet, von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der Spiegelfläche ausfallende Strahlung einen ersten Winkelbereich von höchstens 45° und insbesondere höchstens 30° einschließt, und ist die zweite Spiegelfläche jeweils ausgebildet, von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der Spiegelfläche ausfallende Strahlung einen zweiten Winkelbereich von größer 60° einschließt. Die beiden Strahlungsquellen und zugehörigen Reflexionsstruktur werden von der Stange getragen und sind entlang der Stange beabstandet, wobei der Mess-Reflektor mittig zwischen den Reflexionsstrukturen angeordnet ist. Beispielsweise kann die Winkelhalbierende des Winkelbereichs, den von der ersten bzw. zweiten Spiegelfläche ausfallende Strahlung in einer Ebene einschließt, in welcher Ebene die Stange liegt, als Bezugspunkt für diese mittige Anordnung dienen. Die Messung der Winkelbereiche kann wie vorstehend beschrieben erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform unterscheidet sich die Länge eines ersten Abstands zwischen von der ersten Spiegelfläche der wenigstens einen Reflexionsstruktur reflektierter Strahlung der Strahlungsquelle und dem wenigstens einen Mess-Reflektor um höchstens 10% und insbesondere höchstens 5% und weiter insbesondere höchstens 1% von der Länge eines zweiten Abstands zwischen von der zweiten Spiegelfläche der selben Reflexionsstruktur reflektierter Strahlung der Strahlungsquelle und dem wenigstens einen Mess-Reflektor. Dabei kann beispielsweise eine Hauptausbreitungsrichtung der Strahlung als Bezugspunkt für die Abstandsmessung verwendet werden.
  • In Ausführungsformen ist die erste Spiegelfläche ein Planspiegel. Dabei gilt ein Spiegel als Plan, wenn seine kleinste Krümmung größer als 10 m (m = Meter) und insbesondere großer als 100 m und weiter insbesondere größer als 1.000 m ist. Weiter weist die zweite Spiegelfläche zumindest abschnittsweise die Form eines geraden Kegels, einer geraden Pyramide oder einer Sphäre auf. Diese Formgebung betrifft die zweite Spiegelfläche insbesondere in einem Bereich, in dem diese von Strahlung der Strahlungsquelle überstrichen wird, wenn die zweite Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist. Es wird betont, dass die zweite Spiegelfläche die vorstehend genannten Formen nicht im mathematischen Sinn aufweisen muss, sondern gewisse Abweichungen um beispielsweise höchstens 10% möglich sind. Weiter kann die Pyramide ein beliebiges, bevorzugt regelmäßiges Polygon als Grundfläche und entsprechend viele Seitenflächen aufweisen. In Bereichen, welche nicht von der durch die Strahlungsquelle emittierten Strahlung getroffen werden, wenn die jeweilige erste und zweite Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist, kann die Form der ersten und zweiten Spiegelfläche beliebig sein.
  • In Ausführungsformen sind die erste und zweite Spiegelfläche sowie der gemeinsame Träger der Reflexionsstruktur einstückig ausgebildet. Der Träger und die Spiegelflächen können somit einen einzigen kompakten Körper (z. B. aus Glas oder Metall) bilden, der beispielsweise eine die erste Spiegelfläche bildende ebene Grundfläche und eine die zweite Spiegelfläche bildende gekrümmte oder facettierte Mantelfläche aufweist.
  • In Ausführungsformen ist die Reflexionsstruktur in einer Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung angeordnet und um eine Schwenkachse schwenkbar, welche zur Normalen auf die erste Spiegelfläche um einen von Null verschiedenen Winkel geneigt ist. Somit steht die Schwenkachse auf die erste Spiegelfläche nicht senkrecht. In Ausführungsformen kann die Schwenkachse mit der Normalen auf die erste Spiegelfläche einen Winkel von zwischen 30° und 90° und insbesondere von zwischen 45° und 90° und weiter insbesondere von 90° einschließen. In weiteren Ausführungsformen ist die Reflexionsstruktur um eine Schwenkachse schwenkbar, die parallel zur ersten Spiegelfläche und senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung verläuft. In weiteren Ausführungsformen erlaubt die Schwenkachse ein Verschwenken der Reflexionsstruktur um einen Winkel von zwischen –140° und +140° und insbesondere um genau ±135°. Die Schwenkachse kann direkt an wenigstens einer der Spiegelflächen oder an dem Träger der Reflexionsstruktur angreifen. Zur alternativen Anordnung der ersten und zweiten Spiegelfläche der Reflexionsstruktur vor der Strahlungsquelle ist anstelle einer Rotation der Reflexionsstruktur auch eine Verschiebung der Reflexionsstruktur möglich.
  • In Ausführungsformen schneidet eine Projektion der Schwenkachse auf die erste Spiegelfläche der Reflexionsstruktur diese Spiegelfläche in ihrem geometrischen Flächenschwerpunkt. In weiteren Ausführungsformen schneidet die Schwenkachse ein Lot des Massenschwerpunktes oder Volumenschwerpunktes der Reflexionsstruktur auf die erste Spiegelfläche.
  • Eine Projektion der Schwenkachse entlang der Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung schneidet die Strahlungsquelle in Ausführungsformen. Somit kann die Schwenkachse oberhalb der Strahlungsquelle angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen schneidet eine Projektion der Schwenkachse auf eine Querschnittsfläche durch von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung, welche Querschnittsfläche senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung orientiert ist, diese Querschnittsfläche in ihrem geometrischen Flächenschwerpunkt.
  • In Ausführungsformen schneidet die Schwenkachse die zweite Spiegelfläche der Reflexionsstruktur oder liegt die Schwenkachse in der ersten Spiegelfläche der Reflexions struktur. Dabei ist die Schwenkachse in Ausführungsformen parallel zur ersten Spiegelfläche angeordnet und schneidet die zweite Spiegelfläche der Reflexionsstruktur in zwei Schnittpunkten.
  • In Ausführungsformen ist die erste Spiegelfläche der Reflexionsstruktur größer als das 1-fache und insbesondere größer als das 1,2-fache und weiter insbesondere größer als das 1,4-fache der Querschnittsfläche durch von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung, welche Querschnittsfläche senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung orientiert ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Großteil der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung auch durch die erste Spiegelfläche reflektiert wird, wenn diese der Strahlungsquelle zugewandt ist. In Ausführungsformen ist die zweite Spiegelfläche wenigstens 1,25-mal so groß und insbesondere wenigstens 1,5-mal so groß und weiter insbesondere wenigstens 2-mal so groß, wie die erste Spiegelfläche.
  • Gemäß Ausführungsformen setzt sich die Strahlungsquelle aus einer Mehrzahl von Teil-Strahlungsquellen (z. B. einzelne Glühbirnen, LEDs oder Laserdioden, welche Licht, Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung emittieren) zusammen, und ist die Hauptausbreitungsrichtung der von den Teil-Strahlungsquellen jeweils emittierten Strahlung im wesentlichen parallel. Dabei bedeutet ”im wesentlichen parallel”, dass die jeweiligen Hauptausbreitungsrichtungen der einzelnen Teil-Strahlungsquellen miteinander einen Winkel von höchstens 10° und insbesondere höchstens 5° und weiter insbesondere höchstens 3° einschließen.
  • Gemäß Ausführungsformen sind die Teil-Strahlungsquellen entlang eines Kreises oder eines Kreisringes verteilt angeordnet. Es ist jedoch jede beliebige andere Anordnung der Teil-Strahlungsquellen, wie beispielsweise entlang einer Ellipse oder eines Drei- oder Mehrecks, möglich.
  • Es gibt Bereiche in der Nähe der Strahlungsquelle, in denen emittierte Strahlung durch die zweite Spiegelfläche in Richtung der Strahlungsquelle zurück reflektiert werden würde, und damit nicht zur Intensität einer zu einem Messgerät reflektierten Strahlung beitragen kann. Durch Anordnung der Teil-Strahlungsquellen entlang einer oder mehrerer Linien können diese Bereiche ausgespart und die Gesamtzahl der Teil-Strahlungsquellen niedrig gehalten werden.
  • Gemäß Ausführungsformen kann das Ziel weiter eine Austrittsblende aufweisen, welche die Reflexionsstruktur zumindest teilweise umgibt. Dabei ist die Austrittsblende in Abhängigkeit von einer Orientierung der Reflexionsstruktur relativ zu der Strahlungsquelle zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar. Gemäß einer Ausführungsform umgibt die Austrittsblende die Reflexionsstruktur im ersten Zustand in einem dritten Winkelbereich von wenigstens 180° und insbesondere wenigstens 200°, wenn die Reflexionsstruktur so orientiert ist, dass die erste Spiegelfläche der Reflexionsstruktur der Strahlungsquelle zugewandt ist. Weiter umgibt die Austrittsblende die Reflexionsstruktur im zweiten Zustand in einem vierten Winkelbereich von weniger als 180° und insbesondere weniger als 90°, wenn die Reflexionsstruktur so orientiert ist, dass die zweite Spiegelfläche der Reflexionsstruktur der Strahlungsquelle zugewandt ist. Beispielsweise kann die Austrittsblende die Form eines Zylindermantels aufweisen, der in einem Winkelbereich von kleiner 180° oder kleiner 160° geöffnet ist. Dann kann die Austrittsblende beispielsweise zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie die Reflexionsstruktur umgibt, und einer zweiten Stellung, in welcher sie die Reflexionsstruktur nicht umgibt, relativ zur Reflexionsstruktur verschiebbar sein. Alternativ ist auch möglich, die Öffnung der Austrittsblende entsprechend zu vergrößern oder zu verkleinern. Gemäß Ausführungsformen wird der dritte und vierte Winkelbereich in einer Ebene gemessen, die mit einer Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung einen Winkel von zwischen 60° und 120° und insbesondere von zwischen 80° und 100° und weiter insbesondere von 90° ± 1° einschließt. Gemäß weiterer Ausführungsformen wird der dritte und vierte Winkelbereich in einer waagrechten Ebene gemessen, so dass es sich um Horizontalwinkelbereiche handelt.
  • Die Verwendung einer Austrittsblende kann beispielsweise verhindern, dass von der Strahlungsquelle emittierte und von der Reflexionsstruktur reflektierte Strahlung, die nicht in Richtung des Messgerätes gerichtet ist, infolge unbeabsichtigter Reflexion an externen Gegenständen dennoch das Messgerät erreicht und so die Messung erschwert.
  • Die vorstehenden Ausführungsformen und darin beschriebenen Aspekte müssen nicht getrennt betrachtet werden, sondern können miteinander kombiniert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorstehenden sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher hervorgehen. Es wird betont dass nicht alle möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung notwendigerweise alle oder einige der hier angegebenen Vorteile erzielen.
  • 1A bis 1C zeigen schematisch eine perspektivische Ansicht, eine schematische Seitenansicht und eine schematische Aufsicht eines Ziels gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die zweite Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist;
  • 1D bis 1F zeigen schematisch eine perspektivische Ansicht, eine schematische Seitenansicht sowie eine schematische Aufsicht eines Ziel gemäß der ersten Ausführungsform, wobei die erste Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist;
  • 2A und 2B zeigen schematische Seitenansichten eines Ziels gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei in 2A die zweite Spiegelfläche und in der 2B die erste Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist;
  • 3A bis 3C zeigen Aufsichten auf unterschiedliche Strahlungsquellen, wie sie in Ausführungsformen verwendet werden können;
  • 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht auf ein geodätisches Messgerät sowie ein Ziel gemäß einer Ausführungsform; und
  • 5A und 5B zeigen schematische Seitenansichten auf Ziele gemäß zweier weiterer Ausführungsformen.
  • Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
  • In den nachfolgend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen sind Merkmale, die sich in Funktion und Aufbau ähneln, soweit möglich mit gleichen oder ähnlichen Bezugs zeichen versehen. Um die Merkmale einer bestimmten Komponente einer bestimmten Ausführungsform zu verstehen, sollten daher die Beschreibung anderer Ausführungsformen und die Zusammenfassung der Erfindung berücksichtigt werden.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1A bis 1F eine erste Ausführungsform eines Ziels zur Verwendung in der Geodäsie beschrieben.
  • Das in 1A gezeigte Ziel 1 weist eine Strahlungsquelle 2, eine Reflexionsstruktur 3 und eine Austrittsblende 7 auf, welche von einer Stange 5 getragen werden. Die Stange 5 ist nicht vollständig gezeigt.
  • Die Strahlungsquelle 2 setzt sich aus einer Mehrzahl von einzelnen Teil-Strahlungsquellen 212X zusammen. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei den Teil-Strahlungsquellen 212X um Leuchtdioden, welche Infrarotstrahlung emittieren. Alternativ können jedoch beliebige andere Strahlungsquellen, die insbesondere gerichtetes Licht emittieren, wie beispielsweise Laser oder Glühbirnen, verwendet werden. Die von den Teil-Strahlungsquelle 212X emittierte Strahlung weist jeweils eine Hauptausbreitungsrichtung R1–RX auf. Von diesen Hauptausbreitungsrichtungen R1–RX der Teil-Strahlungsquellen 212X sind in den 1A1F nur die Hauptausbreitungsrichtungen R1, R3 und RX eigens gezeigt. Die Hauptausbreitungsrichtungen R1, R3 und RX der von den Teil-Strahlungsquellen 21, 23 und 2X emittierten Strahlung sind im wesentlichen parallel und legen so die Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 insgesamt emittierten Strahlung fest.
  • Die Reflexionsstruktur 3 ist insgesamt kegelförmig, ist aus massivem verspiegeltem Glas gebildet, und weist eine Grundfläche mit einem Durchmesser von 10 cm sowie eine Mantel fläche auf. Die Höhe beträgt 5 cm. Die Grundfläche stellt eine plane erste Spiegelfläche 31 und die Mantelfläche eine gekrümmte zweite Spiegelfläche 32 bereit.
  • Die Reflexionsstruktur 3 ist entlang der Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung oberhalb der Strahlungsquelle 2 angeordnet, und reflektiert von der Strahlungsquelle 2 ausgehende Strahlung. Dies ist in den 1A bis 1F durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Der Bereich, in welchem die von den Teil-Strahlungsquellen 212X emittierte Strahlung auf die jeweilige erste und zweite Spiegelfläche 31, 32 der Reflexionsstruktur 3 trifft, ist in 1A und 1D durch gepunktete Linien und in 1B durch Kreise bzw. Ovale angedeutet.
  • Die Reflexionsstruktur 3 ist über ein Lager 91 um eine Schwenkachse A schwenkbar, welche parallel zu der ersten Spiegelfläche 31 angeordnet ist und die zweite Spiegelfläche 32 schneidet. In der gezeigten Ausführungsform schneidet die Schwenkachse A zugleich ein Lot des Volumenschwerpunktes der Reflexionsstruktur 3 auf die erste Spiegelfläche. Da die gezeigte Reflexionsstruktur 3 eine rotationssymmetrische Form aufweist, fällt dieses Lot auch mit der Symmetrieachse der Reflexionsstruktur 3 zusammen.
  • Durch Schwenken der Reflexionsstruktur 3 um die Schwenkachse A kann entweder die plane erste Spiegelfläche 31 oder die gekrümmte zweite Spiegelfläche 32 der Strahlungsquelle 3 zugewandt sein.
  • Die 1A bis 1C zeigen einen Betriebszustand, in welchem die gekrümmte zweite Spiegelfläche 32 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist.
  • Die von der Strahlungsquelle 2 emittierte Strahlung wird auf Grund der Krümmung der zweiten Spiegelfläche 32 weit aufgefächert und in einer gedachten Ebene, welche im wesentlichen senkrecht auf die Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung steht, in einem großen Winkelbereich β von 360° abgelenkt. Dies kann – wie in 1C gezeigt – beispielsweise im Abstand von 1 m (einem Meter) vom Ziel 1 bestimmt werden. In dieser Ausführungsform wird ein Flächenschwerpunkt eines Querschnitts der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung als Mitte des Ziels 1 angenommen. Im Betrieb des Ziels 1 liegt der Winkelbereich in der Regel in einer waagrechten Ebene, so dass es sich um einen Horizontalwinkelbereich handelt.
  • Die 1D bis 1F zeigen einen Betriebszustand, in welchem die plane erste Spiegelfläche 31 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist.
  • Die gesamte von der Strahlungsquelle 2 emittierte Strahlung wird auf Grund der Ebenheit der ersten Spiegelfläche 31 nicht aufgefächert, sondern im wesentlichen in die gleiche Richtung abgelenkt. In der Folge schließt die von der ersten Spiegelfläche 31 ausfallende Strahlung in einer Ebene, welche im wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung orientiert ist, einen Winkelbereich α von etwa 5° ein. Dies kann – wie in 1F gezeigt – beispielsweise im Abstand von 1 m (einem Meter) vom Ziel 1 bestimmt werden. Im Betrieb des Ziels 1 liegt der Winkelbereich in der Regel in einer waagrechten Ebene, so dass es sich um einen Horizontalwinkelbereich handelt. Da jedoch die Strahlung sämtlicher Teil-Strahlungsquellen 212X der Strahlungsquelle 2 in die gleiche Richtung abgelenkt wird, ist die Intensität der in diesem Winkelbereich α abgelenkten Strahlung entsprechend hoch. Die Hauptausbreitungsrichtungen der von der ersten Spiegelfläche 31 abgelenkten Strahlung der einzelnen Teil-Strahlungsquellen 212X sind auch nach der Reflexion an der ersten Spiegelfläche 31 im wesentlichen parallel. Dabei bedeutet ”im wesentlichen parallel”, dass die jeweiligen Hauptausbreitungsrichtungen der von den einzelnen Teil-Strahlungsquellen 212X emittierten Strahlung miteinander auch nach der Reflexion an der ersten Spiegelfläche 31 einen Winkel von höchstens 10° und insbesondere höchstens 5° und weiter insbesondere höchstens 3° einschließen.
  • Die Austrittsblende 7 weist die Form eines hohlen Zylinders auf, dessen Mantelfläche in einem Winkelbereich von etwa 160° durchbrochen ist. Die Austrittsblende 7 ist in Abhängigkeit von einer Orientierung der Reflexionsstruktur 3 entlang einer Längsrichtung der Stange 5 relativ zu der Reflexionsstruktur 3 so verlagerbar, dass er die Reflexionsstruktur 3 überwiegend umgibt, wenn die erste Spiegelfläche 31 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist, und die Reflexionsstruktur 3 nicht überwiegend umgibt, wenn die zweite Spiegelfläche 32 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist.
  • In der gezeigten Ausführungsform umgibt die Austrittsblende 7 die Reflexionsstruktur 3 in einem Winkelbereich γ von 200° welcher Winkelbereich in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung ist, wenn die erste Spiegelfläche 31 der Reflexionsstruktur 3 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist. Dies ist in 1D und 1F gezeigt.
  • Hingegen umgibt die Austrittsblende 7 die Reflexionsstruktur 3 in der gezeigten Ausführungsform nicht, wenn die zweite Spiegelfläche 32 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist. Dies ist in 1A und 1C gezeigt.
  • Die vorliegende Anmeldung ist nicht auf den Fall beschränkt, in welchem die Austrittsblende 7 die Reflexionsstruktur 3 überhaupt nicht umgibt, wenn die zweite Spiegelfläche 32 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist, oder auf den Fall einer translatorischen Verlagerung der Austrittsblende 7 in Erstreckungsrichtung der Stange 5.
  • So ist alternativ die Verwendung einer relativ zu der Reflexionsstruktur ortsfesten, die Reflexionsstruktur umgebenden Austrittsblende möglich. Dann kann beispielsweise durch Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Öffnung der Austrittsblende 7 sichergestellt werden, dass die Austrittsblende 7 die Reflexionsstruktur 3 in einem Winkelbereich γ von wenigstens 180° umgibt, wenn die erste Spiegelfläche 31 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist, und die Reflexionsstruktur 3 nur in einem Winkelbereich γ von weniger als 180° und insbesondere von weniger als 90° umgibt, wenn die zweite Spiegelfläche 32 der Strahlungsquelle 2 zugewandt ist.
  • Der besseren Übersichtlichkeit halber wurde in den 1B, 1D und 1E auf eine Darstellung der mechanischen Aufhängung der Reflexionsstruktur 3, welche Aufhängung in Form des Lagers 91 die Schwenkbarkeit um die Schwenkachse A ermöglicht, verzichtet. Weiter wurde in den Figuren auf die Darstellung einer die Strahlungsquelle 2 und die Reflexionsstruktur 3 umgebenden Glasabdeckung verzichtet. Die Glasabdeckung ist Teil eines Gehäuses (siehe 4, 5A, 5B), welches zum einen eine Verschmutzung der genannten Elemente vermeidet und zum anderen eine feste Verbindung zwischen der Strahlungsquelle 2 und der (nicht gezeigten) Aufhängung für die Reflexionsstruktur 3 sowie der Austrittsblende 7 bereitstellt. Das Glas kann alternativ Kunststoff sein.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2A und 2B eine zweite Ausführungsform beschrieben.
  • Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass die Reflexionsstruktur 3 in der zweiten Ausführungsform nicht einstückig, sondern mehrteilig ausgebildet ist. In der zweiten Ausführungsform weist die Reflexionsstruktur 3 einen separaten Träger 33 auf, der die erste Spiegelfläche 31 und die zweite Spiegelfläche 32 trägt und verbindet. In der ersten Ausführungsform ist der Träger in die Reflexionsstruktur integriert. In der zweiten Ausführungsform ist die erste Spiegelfläche 31 ein Planspiegel mit einer Krümmung größer 100 m. Die zweite Spiegelfläche 32 ist facettenartig ausgebildet und hat die Form einer Pyramide mit einem regelmäßigen, 24-eckigen Polygon als Grundfläche und entsprechend vielen Seitenflächen.
  • In Bereichen, welche nicht von der durch die Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung getroffen werden, wenn die jeweilige Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist, kann die Form der Strahlungsquelle jedoch auch abweichend sein.
  • Mittels eines Aktuators 4 in Form eines Stellhebels sind durch Verschiebung des Trägers 33 entlang des Pfeils M wahlweise die erste Spiegelfläche 31 oder die zweite Spiegelfläche 32 oberhalb der Strahlungsquelle 2 anordenbar.
  • Ist entlang der Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung die zweite Spiegelfläche 32 oberhalb der Strahlungsquelle 2 angeordnet, wie in 2A gezeigt, so wird die von der Strahlungsquelle 2 emittierte Strahlung weit aufgefächert. In der Folge schließt die von der zweiten Spiegelfläche 32 ausfal lende Strahlung in einer Ebene, welche im wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung steht, einen Winkel von etwa 300° ein. Dieser Winkel kann beispielsweise im Abstand von 1 m (einem Meter) vom Ziel 1 bestimmt werden.
  • Ist entlang der Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung die erste Spiegelfläche 31 oberhalb der Strahlungsquelle 2 angeordnet, so wird die von der Strahlungsquelle 2 emittierte Strahlung im wesentlichen in die selbe Richtung abgelenkt, so dass die von der ersten Spiegelfläche 31 ausfallende Strahlung in einer Ebene, welche im wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung R der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung liegt, einen Winkel von höchstens 45° und insbesondere höchstens 30° und weiter insbesondere höchstens 10° einschließt. Dieser Winkel kann beispielsweise im Abstand von 1 m (einem Meter) vom Ziel 1 bestimmt werden.
  • Auch in der zweiten Ausführungsform kann eine Austrittsblende vorgesehen sein, deren Größe der Austrittsöffnung davon abhängt, welche Spiegelfläche oberhalb der Strahlungsquelle angeordnet ist. Der besseren Übersichtlichkeit halber wurde in den Figuren jedoch auf eine Darstellung dieser Austrittsblende verzichtet. Weiter können auch in der zweiten Ausführungsform die Strahlungsquelle 2 und die Reflexionsstruktur 3 in ein (nicht gezeigtes) Gehäuse eingebaut sein und von einer (nicht gezeigten) Stange getragen werden.
  • In 2A ist zusätzlich eine Batterie B gezeigt, welche die Strahlungsquelle 2 mit Strom versorgt. Mittels eines Schalters S kann die Strahlungsquelle 2 an und aus geschaltet werden.
  • In den 3A bis 3C sind Aufsichten auf verschiedene Beispiele von Strahlungsquellen 2 gezeigt, wie sie beispielhaft im beschriebenen Ziel verwendet werden können.
  • In 3A besteht die Strahlungsquelle 2 aus einer Vielzahl von Teil-Strahlungsquellen 212X, welche entlang eines Kreisringes verteilt angeordnet sind.
  • In der 3B besteht die Strahlungsquelle 2 aus einer Vielzahl von Teil-Strahlungsquelle 212X, welche entlang einer Kreisfläche verteilt angeordnet sind.
  • In dem in 3C gezeigten Beispiel setzt sich die Strahlungsquelle 2 aus einer Vielzahl von Teil-Strahlungsquellen 212X zusammen, welche entlang eines Rechteckes verteilt angeordnet sind.
  • Die Querschnittsfläche Q der von den Teil-Strahlungsquellen 212X jeweils emittierten Strahlung ist in 3A bis 3C gestrichelt gezeigt.
  • Auch wenn die in den 3A bis 3C gezeigte Strahlungsquelle 2 jeweils eine Mehrzahl von Teil-Strahlungsquellen 212X aufweist, ist es alternativ auch möglich, eine Strahlungsquelle mit einer einzigen Teil-Strahlungsquelle zu verwenden. Beispielsweise durch Verwendung geeigneter Linsen kann dann erreicht werden, dass diese einzelne Teil-Strahlungsquelle über eine gewisse Querschnittsfläche Strahlung in die gleiche Richtung emittiert.
  • In 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher das Ziel 1 in Verbindung mit einem geodätischen Messgerät 8 verwendet wird.
  • Das geodätische Messgerät 8 weist einen Dreifuß 83 auf, der einen Tracker 81 und eine Messeinrichtung 82 trägt.
  • In 4 sind die Reflexionsstruktur 3 und die Strahlungsquelle 2 nicht eigens gezeigt, vielmehr ist ein diese Elemente aufnehmendes Gehäuse 9 dargestellt.
  • Das die Strahlungsquelle 2 und die Reflexionsstruktur 3 aufnehmende Gehäuse 9 wird ebenso wie ein Mess-Reflektor 6 von einer Stange 5 getragen. Die Stange 5, der Mess-Reflektor 6 und das Gehäuse 9 mit der Reflexionsstruktur und der Strahlungsquelle bilden das Ziel 1.
  • Der Tracker 81 sucht von der Reflexionsstruktur 3 reflektierte Strahlung und richtet die Messeinrichtung 82 entsprechend auf das Ziel 1 aus. Die Messeinrichtung 82 emittiert Mess-Strahlung, welche von dem Mess-Reflektor 6 reflektiert und von der Messeinrichtung 82 zur Durchführung der Messung empfangen wird.
  • In den 5A und 5B sind zwei weitere Ausführungsformen gezeigt.
  • In der in 5A gezeigten Ausführungsform des Ziels 1 ist das Gehäuse 9, welches die Reflexionsstruktur 3 und die Strahlungsquelle 2 aufnimmt, mittig zwischen zwei Mess-Reflektoren 6, 6' angeordnet. Somit sind die Abstände D1 und D2 zwischen den Mittelachsen der Mess-Reflektoren 6, 6' und der Ausbreitungsrichtung der von der Reflexionsstruktur 3 im Gehäuse 9 reflektierten Strahlung in etwa gleich groß.
  • In der in 5B gezeigten Ausführungsform ist ein Mess-Reflektor 6 mittig zwischen zwei Gehäusen 9, 9' angeordnet, welche jeweils eine Strahlungsquelle 2 sowie eine Reflexionsstruktur 3 aufweisen. Somit sind die Abstände D3 und D4 zwischen der von den Reflexionsstrukturen in den Gehäusen 9, 9' jeweils reflektierten Strahlung und einer Mittelachse des Mess-Reflektors 6 in etwa gleich groß.
  • Die Abstände D1 und D2 sowie D3 und D4 sind unabhängig davon, ob die erste oder zweite Spiegelfläche der Strahlungsquelle zugewandt ist, unterscheiden sich um höchstens 5% und sind somit in etwa gleich. Dies kann durch geeignete Anordnung der Schwenkachsen bzw. Ausgestaltung der Translation zur Anordnung der ersten bzw. zweiten Spiegelfläche vor der Strahlungsquelle erreicht werden.
  • Die Mess-Reflektoren 6, 6' sowie die Gehäuse 9, 9' sind jeweils voneinander entlang der Stange 5 beabstandet angeordnet und werden von der Stange 5 getragen.
  • In den gezeigten Ausführungsformen weist die zweite Spiegelfläche 32 eine größere Fläche als die erste Spiegelfläche 31 auf. Weiter ist in den gezeigten Ausführungsformen die Fläche der ersten Spiegelfläche 31 so gewählt, dass sie 1,5-mal so groß wie eine Querschnittsfläche Q der von der Strahlungsquelle 2 emittierten Strahlung ist.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen der Ausführungsformen möglich sind. Daher sind die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur erläuternd und sollen in keiner Weise einschränkend sein. Zahlreiche Abwandlungen sind möglich, ohne den Gehalt und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.
  • 1
    Ziel
    2
    Strahlungsquelle
    21–2X
    Teil-Strahlungsquellen
    R
    Hauptausbreitungsrichtung der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung
    R1–RX
    Hauptausbreitungsrichtung der von den Teil-Strahlungsquellen emittierten Strahlung
    Q
    Querschnittsfläche durch von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung
    3
    Reflexionsstruktur
    31
    erste Spiegelfläche
    32
    zweite Spiegelfläche
    33
    gemeinsamer Träger
    α
    (erster) Winkelbereich der von der ersten Spiegelfläche ausfallenden Strahlung
    β
    (zweiter) Winkelbereich der von der zweiten Spiegelfläche ausfallenden Strahlung
    A
    Schwenkachse der Reflexionsstruktur
    4
    Aktuator zum Umschalten der Orientierung der Reflexionsstruktur
    5
    Stange
    6, 6'
    Mess-Reflektor
    D1–D4
    Abstand zwischen von der ersten oder zweiten Spiegelfläche der wenigstens einen Reflexionsstruktur reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle und dem wenigstens einen Mess-Reflektor
    7
    Austrittsblende
    γ
    (dritter) Winkelbereich, in dem die Austrittsblende die Reflexionsstruktur umgibt
    8
    Messgerät
    81
    Tracker
    82
    Messeinrichtung
    83
    Dreifuß
    9
    Gehäuse, für Reflexionsstruktur und Strahlungsquelle
    91
    Lager für die Reflexionsstruktur
    B
    Batterie
    S
    Schalter

Claims (19)

  1. Ziel (1) zur Verwendung in der Geodäsie, aufweisend: eine Strahlungsquelle (2); und eine Reflexionsstruktur (3) mit einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche (32), welche erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) von einem gemeinsamen Träger (33) getragen werden; wobei die erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) zur Reflexion der von der Strahlungsquelle (2) einfallenden Strahlung alternativ vor der Strahlungsquelle (2) anordenbar sind; wobei die erste Spiegelfläche (31) ausgebildet ist, von der Strahlungsquelle (2) einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der ersten Spiegelfläche (31) ausfallende Strahlung einen ersten Winkelbereich (α) von höchstens 45° und insbesondere höchstens 30° einschließt; und wobei die zweite Spiegelfläche (32) ausgebildet ist, von der Strahlungsquelle (2) einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der zweiten Spiegelfläche (32) ausfallende Strahlung einen zweiten Winkelbereich (β) von größer 60° einschließt.
  2. Ziel (1) zur Verwendung in der Geodäsie, aufweisend: eine Strahlungsquelle (2); und eine Reflexionsstruktur (3) mit einer ersten Spiegelfläche und einer zweiten Spiegelfläche (32), welche erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) von einem gemeinsamen Träger (33) getragen werden; wobei die erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) zur Reflexion der von der Strahlungsquelle (2) einfallen den Strahlung alternativ vor der Strahlungsquelle (2) anordenbar sind; wobei die erste Spiegelfläche (31) wenigstens in Bereichen, welche von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung reflektieren, einen kleinsten Krümmungsradius von mindestens 5 Metern aufweist; und wobei die zweite Spiegelfläche (32) wenigstens in Bereichen, welche von der Strahlungsquelle einfallende Strahlung reflektieren, eine Hüllkurve aufweist, welche einen kleinsten Krümmungsradius von weniger als 0,2 Meter aufweist.
  3. Ziel (1) nach Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend einen Aktuator (4), welcher ausgebildet ist, durch Translation oder Rotation der Reflexionsstruktur (3) wahlweise die erste oder zweite Spiegelfläche (31, 32) vor der Strahlungsquelle (2) anzuordnen.
  4. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter aufweisend: eine Stange (5); und wenigstens einen Mess-Reflektor (6); wobei die Stange (5) die Strahlungsquelle (2) mit der Reflexionsstruktur (3) sowie den Mess-Reflektor (6) trägt; und wobei der Mess-Reflektor (6) von der Reflexionsstruktur (3) entlang der Stange (5) beabstandet ist.
  5. Ziel (1) nach Anspruch 4, aufweisend: zwei Mess-Reflektoren (6, 6'); wobei die beiden Mess-Reflektoren (6, 6') von der Stange (5) getragen werden und voneinander entlang der Stange (5) beabstandet sind; und wobei die Reflexionsstruktur (3) mittig zwischen den beiden Mess-Reflektoren (6, 6') angeordnet ist.
  6. Ziel (1) nach Anspruch 4, aufweisend: zwei Strahlungsquellen (2); und zwei Reflexionsstrukturen (3) mit jeweils einer ersten Spiegelfläche (31) und einer von der ersten Spiegelfläche (31) verschiedenen zweiten Spiegelfläche (32), welche Paare von ersten und zweiten Spiegelflächen (31, 32) von jeweils einem gemeinsamen Träger (33) getragen und zur Reflexion der von einer der Strahlungsquellen einfallenden Strahlung alternativ vor dieser Strahlungsquelle (2) anordenbar sind; wobei die erste Spiegelfläche (31) jeweils ausgebildet ist, von der zugehörigen Strahlungsquelle (2) einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der ersten Spiegelfläche (31) ausfallende Strahlung einen ersten Winkelbereich (α) von höchstens 45° und insbesondere höchstens 30° einschließt; wobei die zweite Spiegelfläche (32) jeweils ausgebildet ist, von der zugehörigen Strahlungsquelle (2) einfallende Strahlung so zu reflektieren, dass die von der zweiten Spiegelfläche (32) ausfallende Strahlung einen zweiten Winkelbereich (β) von größer 60° einschließt; wobei die beiden Strahlungsquellen und zugehörigen Reflexionsstrukturen (3) von der Stange (5) getragen werden und entlang der Stange (5) beabstandet sind; und wobei der Mess-Reflektor (6) mittig zwischen den Reflexionsstrukturen (3) angeordnet ist.
  7. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei sich die Länge eines Abstands (D1, D2, D3, D4) zwischen von der ersten Spiegelfläche (31) der wenigstens einen Reflexionsstruktur (3) reflektierter Strahlung der Strahlungsquelle (2) und dem wenigstens einen Mess-Reflektor (6) um höchstens 10% und insbesondere höchstens 5% und weiter insbesondere höchstens 1% von der Länge eines Abstands (D1, D2, D3, D4) zwischen von der zweiten Spiegelfläche (32) der selben Reflexionsstruktur (3) reflektierter Strahlung der Strahlungsquelle (2) und dem wenigstens einen Mess-Reflektor (6) unterscheidet.
  8. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Spiegelfläche (31) ein Planspiegel ist; und wobei die zweite Spiegelfläche (32) die Form eines geraden Kegels, einer geraden Pyramide oder einer Sphäre aufweist.
  9. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste und zweite Spiegelfläche (31, 32) sowie der gemeinsame Träger der Reflexionsstruktur (3) einstückig ausgebildet sind.
  10. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Reflexionsstruktur (3) in einer Hauptausbreitungsrichtung (R) der von der Strahlungsquelle (2) emittierten Strahlung angeordnet ist; und wobei die Reflexionsstruktur (3) um eine Schwenkachse (A) schwenkbar ist, welche zur Normalen auf die erste Spiegelfläche (31) um einen von Null verschiedenen Winkel geneigt ist.
  11. Ziel (1) nach Anspruch 10, wobei eine Projektion der Schwenkachse (A) auf die erste Spiegelfläche (31) der Reflexionsstruktur (3) diese Spiegelfläche (31) in ihrem geometrischen Flächenschwerpunkt schneidet.
  12. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei eine Projektion der Schwenkachse (A) entlang der Hauptausbreitungsrichtung (R) der von der Strahlungs quelle (2) emittierten Strahlung die Strahlungsquelle (2) schneidet.
  13. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schwenkachse (A) die zweite Spiegelfläche (32) der Reflexionsstruktur (3) schneidet oder in der ersten Spiegelfläche (31) der Reflexionsstruktur (3) liegt.
  14. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Spiegelfläche (31) der Reflexionsstruktur (3) größer ist als das 1-fache und insbesondere größer ist als das 1,2-fache und weiter insbesondere größer ist als das 1,4-fache der Querschnittsfläche (Q) durch von der Strahlungsquelle (2) emittierte Strahlung, welche Querschnittsfläche (Q) senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung (R) der von der Strahlungsquelle (2) emittierten Strahlung orientiert ist.
  15. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei sich die Strahlungsquelle (2) aus einer Mehrzahl von Teil-Strahlungsquellen (212X) zusammensetzt; und wobei die Hauptausbreitungsrichtung (R1 bis RX) der von den Teil-Strahlungsquellen (212X) jeweils emittierten Strahlung im wesentlichen parallel ist.
  16. Ziel (1) nach Anspruch 15, wobei die Teil-Strahlungsquellen (212X) entlang eines Kreises oder eines Kreisringes verteilt angeordnet sind.
  17. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, weiter aufweisend eine Austrittsblende (7), welche zwischen einem ersten Zustand, in dem sie die Reflexionsstruktur (3) in einem dritten Winkelbereich (γ) von wenigstens 180° umgibt, und einem zweiten Zustand, in welchem sie die Reflexionsstruktur (3) in einem vier ten Winkelbereich von weniger als 180° und insbesondere von weniger als 90° umgibt, umschaltbar ist, wobei ein Umschalten der Austrittsblende (7) in Abhängigkeit von einer Orientierung der Reflexionsstruktur (3) relativ zu der Strahlungsquelle (2) erfolgt.
  18. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei wenigstens einer von dem ersten, zweiten, dritten oder vierten Winkelbereich im Abstand von einem Meter von dem Ziel (1) und insbesondere im Abstand von einem Meter vom Flächenschwerpunkt eines Querschnitts der von der Strahlungsquelle (2) emittierten Strahlung festgelegt ist.
  19. Ziel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei wenigstens einer von dem ersten, zweiten, dritten oder vierten Winkelbereich in einer waagrechten Ebene gemessen wird und so einen Horizontalwinkelbereich bildet.
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