DE1548389A1 - Einrichtung zur Durchfuehrung eines Verfahrens zum Auffahren und markscheiderischen Aufnehmen von Grubenbauen - Google Patents

Einrichtung zur Durchfuehrung eines Verfahrens zum Auffahren und markscheiderischen Aufnehmen von Grubenbauen

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DE1548389A1
DE1548389A1 DE19661548389 DE1548389A DE1548389A1 DE 1548389 A1 DE1548389 A1 DE 1548389A1 DE 19661548389 DE19661548389 DE 19661548389 DE 1548389 A DE1548389 A DE 1548389A DE 1548389 A1 DE1548389 A1 DE 1548389A1
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DE
Germany
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laser beam
laser
laser transmitter
theodolite
geodetic instrument
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Application number
DE19661548389
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Inventor
Leonhardt Dipl-Ing Joachim
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Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

  • "Einrichtung sur Durchführung eines Verfahrens @um Aufrfahren und markscheiderischen Aufnehmen von Grubenbaues nach Patent . ... ... (Patentanmeldung B 78 195 IIb/420)" Die erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrene zum Auffahren und markscheiderischen Aufnehmen von Grubenbauen unter Verwendung eines naoh Hoche und Riohtung eingemeaaenen Laserstrahles zur Bildung einer Bezugs-oder Ziellinie mit wenigstens einem geodätisohen Instrument., in der Regel einen Theodoliten oder einem Diopter und einem wenigstens einen Laserstrahl erzeugenden Lasersender nach Patent . ... ...
  • @(Patentanmeldung B 78 195 IXb/42o).
  • Dom angpgabenen Bauptpatent liegt dieAufgabe zugrunde, ein Verfahrender eingangs angegebenen Zweckbestimmung zu schaffen, wu die Festlegung gut sichtbarer Bezugs- und Ziellinien über verg-eichs @eise gro#e Entfernungen ermöglicht, so daB im Gegensatz zu den klassischen markscheiderischen Verfahren deren wiederholte Neufentlegung ebenso wie die Secwierigkeiten bei der Einweisung, von die Messung durchfährenden Pe@sonen entfallen. Die vom Hauptpatent vorgeschlagene verwendung eines nach Höhe und Richtung eingemessenen Laserstrahles ermöglicht solche Vorteile infolge der Bigenschaft von Laseremissionen, selbst bei gro#er Entfernung von der eigentlichen Lichtquelle, d. n. von einem Lasersender einen kleinen und scharf begrensten Lichtfleck abzubilden.
  • Während das Hauptpatent diesen grundsätzlichen Verfahrensgedanken zusammen mit der Binmessung des Laserstrahles offenbart, will die Erfindung die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung angeben, so daß demnach die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe darin besteht, aufzuzeigen, wie der Lasersender und die geodätische e AusrUstung in GeXtalt eines oder mehrerer geodätischer Instrumente oder Diopter ausgebildet und zueinander angeordnet werden musse, um verschiedene markscheiderisohe Messungen, sei es die Festelegung von Höhen und/oder Richtungsstunden oder Entfernungsmessungne unter Benutzung des im Hauptpatent grundsätzlich angegebenen neuen Verfahrens durchzuführen.
  • Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist es zur LUoung dieser 'w Aufgabe erforderlich, da# der Laaersendei Verbindungsmittel zu. ainer Anbringung an dem geodätischen Instrument und/oder an den einsumessenden Grubenbauen und weniggtens in diesem' Fall Vorrichtungen zur Verstellung des Lasersenders gegenüber den Verbindungsmitteln aufweist.
  • Die herausgeatbeitete technische Aufgabe kann also je nach der im @inzelfall vorzunehmenden markscheiderischen Messung mit den wahlweise angegebenen Mitteln gelost werden. Es ist stets erforderlich, den Lasersender mit Hilfe der an ihm vorgesehenen Vorrichtungen entweder unmittalbar mit einem geodätischen Instrument zu verbinden und derart nach Hohe und Richtung den vom Lasersender emittierten Laserstrahl festzulegen oder aber den Lasersender im Grubenbau mit Hilfe. der Verbindungsmittel und zusätzlicher Verstellvorrichtungen derart verstellbar anzuordnen, daß der eingerichtete Lasersender wenigstens einen von ihm emitt-ierten. Laserstrahl nach Höhe und Richtung definiert abgibt. Daraus folgt, da# die Erfindung je nach der im Linzelfall durchzuführenden markscheiderischen Messung verschiedene praktische Ausführungsformen besitzt.
  • In all den Fällen, in denen die markscheiderischen Aufgabe in der Richtungs- und Höhenangabe für einen im Vortrieb nach einer Stunde befindlichen Grubenbau besteht, wird zweckmäßig der Lasersender von dem geodätischen Instrument getrennt, welches nach Obligea den ßaeeraender so einrichtet, dag weuigeLens ein durch den von ihm emittierten Laserstrahl auf der Ortsbrust abgebildeter Lichtfleck an einer im Streckenquersohnitt vorher fe. ; tgelegten Stelle zu liegen kommt, so da# nunmehr Hoche und Richtung an der Ortsbrust bestirmt werden können.
  • Fach einer hierfür geeigneten Ausfuhrungsform der Erfindung bestehen die Verbindungsmittel zur Anbringung des Laseraenders an den Grubenbauen aus wenigstens einem Gebirgsanker und die Verstellvorrichtungen sind an einem den Lasersender und den Diopter aufnehmenden Gehänge angebracht.
  • Dieses Gehänge wird derart mit einem getrennt aufgestellten Theodoliten eingemessen, daß der auf die Ortsbrust geriohtete Laserstrahl dort den nach HUhe und Richtung genau festgelegten Lichtfleok erzeugt. Zu diesem Zweck kann die Einrichtung beispielsweise mit Hilfe eines Diopters auf einen nach Lage und Höhe bekannten Punkt gerichtet werdsn. Dies geschieht zweckmä#ig unter Verwendung eines Laserstrahls, der dem Lichtfleck auf der Ortabrust abbildenden Laserstrahl entgegengerichtet ist.
  • Beim laufenden Auffahren des Grubenbaues ist also die richtige Lage des auf der Ortsbr@st abgebildeten Lichtfleckes jeweils ''***< gegeben, wenn die Hinrichtung, insbesondere der zweite Lasers strahl auf dem bekannten und nach Höhe und d Richtung eingemessenen Punkt gerichtet ist.
  • Bine solche Einriohtung ist natürlich sehr vorteilhaft, weil aie von der Ortsbelegschaft ohne Fachkenntnisse bedient worden kann und weil sie dber sehr große Entfernungen ortsfest verbleiben kann, d. h. ihr Vortragen ist nur in verhältnismä@ig großen zeitlichen und räumlichen Abst nden erforderlich.
  • Ob im Einzelfalle zwei Gebirgsanker verendet werden, wird zweckmß1g davon abhangig gemacht, ob stärkere Gebirgsbeweguhgen auftreten oder nicht. Sind solche stärkeren Gebirgsbewegungen wahrscheinlich, so bedient man sioh zweckmäßig nur einea Gebirgaankera, wobei dann das Gehänge eine Einpunktaufhängung verwirklicht, so daß es nicht infolge der auftretenden Gebirgabewegungen verdreht werden kann. Dann kann man die Verstellvorriohtungen in bekanntar Weise ausbilden, indem man z. B. einen Xardanring und einen Bajone@tverschlu# am Gebirgsanker anbringt.
  • Bine andere markscheiderische Aufgabe besteht darin, einen Punkt abzu@eigern, was beispielsweise in Schächten erforderlioh ist, In diesem Fall wird die Einrichtung nach der Erfindung so getroffen, daß der Lasersender #Xi durch Einspielen von Libellen oder durch eine der bekannten automatischen Vorrichtungen vertikal gestellt wird. Hier handelt as aioh also um eine Einrichtung, bei der der Lasersender unmittelbar auf dem geodätischen Instrument angebracht ist und star an Stelle des dort an sich vorhandenen Zielf @rnrohres.
  • Es sind aber auch Einrichtungen im Rannen der Erfindung : sweck ä#ig, bei denen das Visierfernrohr, wie es beispielsweise bei einem Theodoliten vorhanden ist, mit verwendet wird.
  • Dies ermöglicht einen Ausführungsform der Erfindungs gemä# der insbesondere fUr Entfernungsmessungen auf einem Visierfernrohr, insbesondere einem solchen eines Theodoliten der Lasersender ang@bracht ist und bei de.. @ ferner die Verstellvorrichtung auJ einer Kippvorrichtung zum Einrichten des Laserstrahles auf einem Zielpunkt besteht.
  • Bei einem solchen Gerät können zunächst die Zielaohae des Visierfernrohres und der vom Lasersender emittierte Laserstrahl durch entsprechende Einstellung einer Verstellvorrichtung, z. B. einer Kippschraube parallel zueinander eingestellt werden. Ist die ParallelitAt zwischen Laserstrahl und Zielachae eingestellt, was beispielaweise durch in verschiedenen 3ntternungen von der Einrichtung durchgeführte Kontrollmessungen des Abstandes von Strahl und Achae kontrolliert und sichergestellt werden kann, so kann durch Betätigung der Kippvorrichtung der Laserstrahl auf einen Zielpunkt eingerichtet werden, ohne daß es der Einweisung eines Beobaohters bedarf.
  • Die Neigung des Laserstrahles gegen den durch das geodätische Instrument festgelegten künstlichen Horizon ist durch die Ablesung am Höhenkreis des Theodoliten gegeben.
  • Insbesondere ist diese Einrichtung in der Lage, Entfernungen unmittelbar zu messen, wei der nach Hohe und Richtung eingemeLsen'eLaserstrahleineBesugsliniedarstellt,anhand der, wie später noch gezeigt werden wird, die Messung der Entfernung durchgeführt werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der mit einer Kippvorrichtung auf dem gegenüber einem künstlichen Horizon des geodatischen Instrumentee einzurichtenden Zielfernrohr angebrachte Lasersender um 90° umeineKippachse zur vertikalen Einrichtung des Laserstrahles verschwenkbar angeordnet. Bei einer derartigen Einrichtung kann mit Hilfe einer Höhenkreislibelle oder einer automatischen Honrizont@@rvorriohtung die Zielachse des Zielfernrohres horizontal gestellt werden. Wird nun auch der Laseraender so verstellt, daß der von ihm emittierte Laserstrahl horizontal verläuft, und nimmt man die vorgesehene Schwenkung des Laserstrahles um 90° tora si verläuft der Xaseratrahl nunmehr absolut vertikal. In diesem Falle dient der nach Richtung eingemssene Laserstrahl zur Bildung diner Ziellinie, indem er auf einen der Lage nach bekannten Festpunkt eingerichtet wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden zwei geodätische Instrumente tenutzt. Gemäß einer diesbezüglichen Ausfuhrungsform ist ein erstes geodätisches Instrument, insbesondere das Zielfernrohr eines Theodoliten mit einem Träger versehen, auf dem der Lasersender, der mit einem zweiten geodätischen Instrument, z. B. einem Diopter verbunden ist und dem Laserstrahl parallel gerichtet ist, fest oder längs verscnieblich angeordnet.
  • Die feste Anordnung des Lasersenders mit dem dem emittierten Laserstrahl parallel gerichteten Diopter ermöglicht es, nacheinander mit dem Diopter und hierauf mit dem Zielfernrohr des geodätischen Instrumentes einen Zielpunkt anzuvisieren.
  • Wird nunmehr im Gesichtsfeld des ersten geodätischen Instruit mentes der Laserstrahl so eingerichtet, daß er in der Mitte des Fadenkreuzes dieses Instrumentes erscheint, so lest sic die Entfernung des Instrumentes vom Zielpunkt bestimmen. Im Einzelfall kann man zu dieser Bestimmung den Höhenwinkel oder den Schrägwinkel, wie noch näher zu erläutern sein wird, benutzen.
  • Wenn hingegen die Anordnung so getroffen zist, dans das zweite geodätische Instrument, d. h. das Diopter und der dazu parallel gerichtete Laserstrahl auf dem Träger verschieblich montiertsind, so daß der Abstand zwischen dem ersten geodätischen Instrument, dem Theodoliten und dem Baser verkndert werden kann, so verläuft der Laserstrahl in der durch die Kippachae und die Zielaohse des Theodoliten gegebenen Ebene, wobei der Laserstrahl und die Zielachse des Theodolits einen konstanten Winkel miteinander ainschlie#en.
  • Dieje Einrichtung lä#t läßt sich so benutzen, daß zunächst ein -ielpunkmitdomZielFenyur-gesaueingestelltwird,worauf der Diopter auf diesen Punkt geridhtet wird, indem eine Verschiebung auf dem Träger vorgenommen wird, bie der Mittelpunkt des Lasers#h#hls im gesichtsfeld des Theodoliten erscheint.
  • Durch diedangegebeneBaaislangeimVerbindungsdtdem Tangens des eingeschlossenen konstanten Winekels und einer Gerätekonstanten lä#t sich hierbei ebenfalls die Entfernung bestimmen, Bei den genannten Ausführungsformen kann es zweckmä#ig sein, in bekannter Weise eine noch bessere Bündelung des Laserstrahles dadurch zu erreichen, da# vor den Lasersender zwei bikonvexe Linsen mit den Brennweiten f2 und f1 gesetzt werden, wobei der Linsenabstand durch f1 + f2 gegeben und die optische Achse 4t dem @aserstrahl identisch ist. Dabei kann es zweckmä#ig sain, zur zur verbesserung der Einstellschärfe des Laserstrahles " : in a, r, t siae r. a ; p, te r. rt. tn, . xrz c,,.
  • }, abgebildeter Mittelpunkt Mittelpunkt gegebenenfalls anzuvisieren ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden zwei mit ihrer optischen Achse im Zentrum des Laserstrahles mittels einer besonderen Vorrichtung verschieblich angeordnete optische Linsen zur Veränderung des Durchmessers der gebildeten Ziellinie verwendet, die hierbei zu einem Strahlungskegel entarten kann, wenn-der Linsenabstand Bei den unter Tage gegebenen Verhältnissen und in der Dunkelheit kann diese Einrichtung der Bildung einer Kiellinie genutzt werden, um entfernte, geeignet vermarkte Zielpunkte vom Instrumentenstandpunkt aus aufzufinden, sie su beleuchten, anschlie#end auzuvisieren und durch Einstellung des Linsenabstandes auf d = f1 + f2 schlie#lich genau im Gesichtsfeld eines geodätischen Instrumentes einzustellen. wird.
  • Zum besseren Verständnis/d@e@ Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten verschiedenen Ausfährungsformen näher erläutert.
  • Es neigent Fig. 1 eine Einrichtung gemä# der Erfindung, welche einen Doppellaser verwendet, Fig. 2 eine Binrichtung mit einem einfachen Laser, Big. 3 eine Einrichtung zum Punktabseigerung, z. B. in Schächten, Fig. 4 eine Einrichtung gemäß der Erfindung zur Einmessung der Begrenzung eines Grubenhaues, Fig. 5 eine erste Ausführungsform einer Einrichtung zur Entfernungsbestimmung, Fig. 6 eine Binrichtung mit einem nacil Richtung eingemessenen Laserstrahl zur Bildung einer Ziellinie, Fig. 7 eine weitere Einrichtung zur Entfernungsabstimmung, die in den Fig. 8 und 9 näher erläutert wird, und Fig. 10 eine Einrichtung zur Bildung einer divergenten Ziellinie, die zum Aiffinden von Zielpunkten dient.
  • In den Figuren ist eine Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Auffahren und markscheiderischen Aufnehmen von Grubenbauen unter Verwendung eines nach Höhe und Richtung eingelassenen Laserstrahles 2 zur Bildung einer Bezugs-oder Ziellinie mit wenigstens einem geodätischen Instrument, in der Regel einem Theodoliten oder Einern Diopter und einem wenigstens einen Laserstrahl erzeugenden Laaersender 1 dargestellt.
  • Gemäß dort in Mgur 1 dargestellten Auaführungaform dieser Einrichtung wird ein Doppellaser 42 benutzte der demzufolge einen rückwärts gerichteten Laserstrahl 3 und einen vorwärts gerichteten Laserstrahl 4, welcher seinerseits einen Lichtfleck auf der Vorzutreibenden Ortsbrust 34 eines Grubenbaues abbildet, Bei i de m in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der eige@tliche Lasersender ein ektrisohes Kabel 43 und sitzt @@@@men mit einem geodätischem @nstrument, nämlich zwei Biepter@ @ und 6 in einem Gehängt. Das Gehänge wirkt mit Verbindungsmitteln in Gestalt von zwei Gebirgsankern 35, die im Hangenäden 47 des aufzufahrenden Grubenbaues angebracht werden, zusammen. In diesem Fall sind au#erdem Vorrichtungen zur Verstellung #es Laser enders und der Dipter gegenüber den Verdingngsmitteln vorgesehen.
  • Diese Vorrichtungen bestehen einerseits aus einer Verschraubung 36 zur Anbringung einer mit 40 bezeichneten Zweipunktaufhängung und andererseits aus einer Arretierschraube 51 sotie einer Triebsohraube 38 tUr die horizontale Verschwenkung der aus den Dioptern und dem Lasersender bestehenden Einheit. Bei 37 ist gans allgemein eine Hohenversteilbarkeit fUr das Gehänge angeueutet.
  • Ein nach ffiage und HUhe bekannter Punkt 32, @. B. ein Stundenpunkt ist der Auftreffpunkt des einen der beiden Laserstrahlen 3 wGhrend der parallel zum Laserstrahl 3 verlaufende weitere Laserstrahl 4 auf die Ortsbrust 34 auftrifft.
  • Beim laufenden Auffahren dieses Grubenbaues muß der Laserstrahl 3 auf den Punkt 32 gerichtet sein. In diesem Fall liegt der vom Laserstrahl 4 abgebildete Lichtfleck an der Ortabruat 34 nach Lage und Hohe fest.
  • Das sich an der Ortsbruat ergebenede Bild ist im Schnitt 2-2- der Fig. 1 wiedergegeben, wobei mit 49 der Stops des Grubenbaues und mit 48 das Liegende oder die Sohle des Grubenbaues angegeben sind.
  • Me e Benutz#ng dieser Einrichtung seitst voraus, da# die Einrichtung vorher nach Höhe und richtung mit Hilfe eines Theodolits eingerichtet worden. ist.
  • Bei dem in Figur 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel wird ein Lasersender 1 benutst, der nur einen Laserstrahl 2 in Richtung auf die Ortsbrust 34 aussendet. In Richtung der Ortsbrust sind zwei nach Laye und Höhe bereits bekannte Tunkte 32 vorhanden, auf die das noch zu beschreibende Gerät eingerichtet wird. Im Gegensatz zu dem Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 1 wird hier eine Einpunktaufhängung verwirklicht, nämlich eine solche mit einem Gebirgsanker 35, wobei im Ubrigen gleiche meile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, so da# hier auf eine nochmalige Be-chreibung dieser Teile verzichtet werden kann. Die Vorrichtungen zur Verstellung des Lasersenders sind bei dem AusfUbrungsbeispiel nach Figur 2 außerdem ergänzt durch eine Binutellvorrichtung 41, die in einer Ebene parallel zum Laserstrahl 2 liegt, und an der eine Arretierschraube 51a vorgesehen ist. Der Lasersender 1, der der Einrichtung 42 nach Figur 1 entspricht, besitst im Falle der AusfUhrungsform nach Figur 2 einen Diopter5 und wird über das Kabel 43 an einem bei 52 angedeuteten Netzanschluß angeschlossen. An den nach Höhe und Richtung bekannten Punkten 32 sitzen im übrigen Lote 50 oder ähnliohe
    $einen
    to
    .Et.<Einrichtungdw<teRnged.h.desLasersendersunddea Dicypters erfolgt einerseits durch die höhenverstellbaren Verbindungen 37, 36, 51 und andererseits durch die Einstellvorrichtung 41, die in einer zum Laserstrahl verlaufenden parallelen Ebene liegt. Der auf der Ortsbrust 34 auftreffende Laser trahl 2 bildet dort einen nach Richtung und Höhe vorgegebenen Lichtfleck ab, nach dem die Ortsbrust 34 des aufzunehmenden Grubenbaues Orientiert werden kann.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dient der Lasersender 1 zur Punktabseigerung, z. B. in Schächten. Die Vertikalstellung der bei 18 angedeuteten Stehachse eines Lasers kann durch Einspielen von Libellen 14 und 24 oder durch Anwendung des an sich bekannten Pendelprinzips bewirkt werden.
  • Bei dem in Figur 3 wiedergeg benen Ausführungsbeispiel bezeichnet 15 Fa#schrauben zur @rizontierung de beschriebenan Instrumentes, während bei @6 das Stativ mit Stativteller angedeutet ist.
  • Fig# seigs eine weitere Ausführungsform der Erfindung sim @@@@@@ und Im Grundri#. Bei dieser Lusführugsform ist der Lassersender @ aum ein geodätisches Instrument, bei dem dargestellten Ausführungebeispiel auf einem Theodoliten 18 aufge-@e@@@. Im @@@@@ werden in Fig. 4 die gleichen Bez@gezeichen @@ @@@ancar on @@ra@@@nd- @@@@@ @@ @@ Figur 3 verwendet.
  • @@@@@@@ @@ @@@ @@ Grund@@@ @@@@@elle, 16 das Stativ @@@ @@ @@@@@@auch @@ @@@@ @@@@@, @@@ ge@dä@ schen Instrumentes. Das Zielfernrohr 53 hesitzt eine Zielachse 17, und bei 11 ist ein Höhenkreis vorgesehen. Der §rundkreis des Theodolits ist mit 12 bezeichnet. Für den Höhenkreis 11 @st im übrigen eine Hohenkreislibelle 13 vorges@hen. Der Höhenwinkel α ist bei 22 angedeutet.
  • Der Lasersender kann mit Hilfe einer. Kippachraube 28 verstellt werden. Dadurch ist der Abstand 54 fischen dem Laserstrahl 2 und der Zielachse-17 einstellbar, jedoch konstant, was z. B. in verschiedenen Entfernungen vom Geråt durch Kontrollmessungen dieses Abstandes 54 gewährleiste werden kann. Mit Hilfe der beschriebenen Kippechraube 28 ist es möglich, die Einrichtung des Strahles 2 auf einen Zielpunkt 23 vorzunehmen, so daß eine Einweisung eines Beobachters nicht erforderlich wird. Die eigung des Laserstrahles 2 ge@en den künstlichen Horizont 24 ist durch die Ablesung am Höhenkreis des Theodoliten gegeben. Die Einmessung der Begrenzung eines Grubenbaues erfolgt auf den sichtbaren Laseratrahl 2s indem wie bei 30 angedeutet ist, in einer horizontalen Ebene rechtwinklig zum Laserstrahl und/oder, wie bei 31 angedeutet ist, Abstände in einer vertikalen Ebene gemessen werden.
  • In Figur 5 ist dun dargestellt, wie sich ein nach Hbhe und Richtung eingemessener Laserstrahl 2 zur Bildung einer Bezugslinie benutssn läßt, die der Entfernungsmessung dient.
  • Der erwdhnte Zielpunkt 23 wird mit einem geodätischen Instrument, z. B. einem Theodoliten mit der Zielachse 17 anvisiert. Der Lasersander 1 ist auf dem Theodoliten angebraoht. Der Lasersender kann mit Hilfe von besonderen Vorrichtung#, nämlich der Kippschraube 28 gegendber dem geodätischen Instrument verstellt, d. h. gekippt werden, wobei an der Kippschraube Mittel angeordnet sind, die die durch die Kippschraube bewirkte Höhenverstellung ablesbar machen.
  • Unter Zuhilfenahme der Figur 5 ergibt sich, da# der Lasersonder 1 eine Kippaohse 27 aufweist, und daß mit Hilfe der Kippschraube 28 der Lasersender am eine Aohse 56, die auf einwfestenStrebe55angebrachtist, gekippt werden kann.
  • Daduroh ist es möglich, den Laserstrahl 2 auf den Zielpunkt23 einzur#chten.
  • Unter Zuhilfenahme der schematischen Darstellung nach Figur 5 ergibt sich die gesuohte Bntfernung l = ######, wobei c und a durch die Konstruktion bedingte konstanto GröSen sind und d duroh die Kippsohraubeneinatellung g gegeben ist.
  • Die in Figur 6 wiedergegebene Einrichtung besitzt ein geodätisches Instrument, welches ait Hilfe von Grundkreislibellen parallel zu einem künstlichen Horizont 24 eingerichtet wird. Mit Hilfe der Höhenkreislibelle 13 wird die Ziela@@@@ 17 des Zielfernrohres horizontal dargestellt. Bei diese@ Ausführungsform ist die Kippschraube 28 mit einer Kontermutter versehen, so da# die Kippschraube eine Horizontaleinstellung des Lasereenders 1 ermöglicht. Dieser ist um genau 90 um die Kippachse 27 verschwenkbar, so daß der Laserstrahl 2 vertikal gerichtet werden kann. In diesem Falle dient der nach Höhe und Richtung eingesessene Laserstrahl zurbildung einer Ziellinie, indem er auf einen der Lage nach bekannten Festpunkt 32 eingerichtet wird.
  • In Figur 7, zu deren Erläuterung auch die Figuren 8 und 9 gehören, ist ein nach Höhe und Richtung eingemessener Laserstrahl bezeichnet, der zur Bildung einer Bezugslinie verwendet -iriS Entfernungsmessung dient.
  • < Der Zieklpunkt 23 mit mit Hilfe eines geodätischen Instrumentes, im Falle des AusfUhrungsbeispieles eines Theodolits mit der Zielaohse 17 anvisiert und seine Richtung wird durch Anachlußmessung oder Absolutorientierung (z. B. einem Kreisel) bestimmt.
  • -Der bereitserwähnteHöhenwinkel, der bei 22 angedeutet ist, wird gemessen. Mit Hilfe eines zweiten geodätischen Instrumentes, z. B. eines @iopters 5, wleches dem Laaer 1 parallel gerichtet ißt, wird Jar Zielpunkt 23 anvisiert. Im Gesichtsfeld 26 (Fig. 7 rechts unten) des ersten geodätischen Instrumentes, nämlich des Theodolits, wird nunmehr der Laserstrahl 2 ao eingerichtet, daß er in der mitre des Fadenkreuzes erscheint.
  • Damit ist die Entfernung vom Theodoliten zum Zielpunkt 23 bestimmt. Erforderlichenfalls kann die Binstellschärfe des Laserstrahles verbessert werden, indem in dem Strahlengang eine Strichkreuzplatte 25 (Fig. 7 links unten) eingesclialtet wird, deren Mittelpunkt dann anzuvisieren ist.
  • Figur 8 zeigt in ihren beiden oberen Darstellungen im Auf-und Grundri# den Theodolit, dessen Zielfernrohr 53 die Zielachse 17 pesitzt, Das zweite geodätische Instrument ist ein Diopter 5 und hierzu parallel ist der Lasersender 1 gerichtet.
  • Diese beiden letzt enannten Einrichtungen sitzen auf einem Träger 8, der mit einem Ausgleichsgewicht 9 versehen ist, im festen Abstand. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 ist der Träger 8 mit dem Zielfernrohr 53 starr verbunden.
  • Somit verläuft der Laserstrahl 2 in der durch die bei 19 angeordnete Kippachse des geodätischen Instrumentes und die Zielaohse 17 des Theodolits gegebenen Ebene, i."'uch der Zielpunkt 23 (vergleiche Fig. 7) liegt. Nachdem der Zielpunkt 23 in dem Zielfernrohr 53 eingestellt ist, wird das Dio@pter 5 auf den Zielpunkt 23 gerichtet und der Laserstrahl eingerichtet. Wenn die genaue Einstellung, wie sie in Figur 7 unten rechts wiedergegeben ist, erreicht ist, wird der in Figur 8 in der unteren Darstellung angedeutete Schrägwinkel t an einem mit 7 bezeichneten Teilkreis genau abgelesen. Damait ist die gesuchte Entfernung t bekannt. Sie ergibt sich nämlich l = b. tan # In Figur 8a wird das gleiche Prinzip der Herstellung von Ziellinien gezeigt, die der Entfernungsmessung dienen, wobei jedoch Laser und geodätisches Instrument, beispielsweise ein Theodolit, anders angeordnet sind.
  • Ein Lasersender 1 ist auf einem starren Träger 8 fest angebracht, bildet also mit diesem einen konstanten Winkel, z. B.
  • 90, 000°. Dieser Träger ist mit einem Ausgleichegewicht 9 versehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8a ist der Träger 8 mit dem Grundkreis 12 des Theodolits starr verbunden.
  • Nachdem der Lasersender 1 auf den Zielpunkt 23 gerichtet wor~ den ist, was mit Hilfe eines Diopters 5 geschehen kann, wird das Zielfernrohr 53 gegen die Dullstellung des Grundkreises 12 verschwenkt und scharf auf dan Zielpunkt 23 eingestellt.
  • Wenn die genaue Einstellung, wie sie in Figur 7 unten rechts wiedergegeben ist, erreicht ist, werden der in Figur 8 unten angedeutete Horizontalwinkel/J durah Ablesen derRichtung am Grundkreis und der zugehdrige Hohenwinkel wie in Figur 7 oben als 22 angedeutet, gemessen.
  • Damit ist die sohlige Btfernung gegeben durch s = #### # Bei dem in Figur 9 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist das erste optische Instrument, nämlich der heodolit so gerichtet, daß die optische Achae 17 des Zielfernrohres 53 auf einen Zielpunkt gerichtet ist. Des zweite geodätische Instrument 5 in Gestalt eines Diopters und einem parallel hierzu gerichteten Lasersender 1 sind wiederum auf dem mit einem Ausgleichagewicht 9 versehenen Träger 8 montiert. Der Abstand zwischen dem heodolit und dem Baser ist hier ver änderliche Der Träger 8 ist mit dem Zielfernrohr53starrverbunden. Somit verläuft der Laserstrahl 2 in der durah die Kippachse 19 und die Zielachse 17 des Theodoliten gegebenen Ebene, in der sioh auch der Zielpunkt 23 nach igHt7befindet.
  • Das Diopter 5 ist mit dem Lasergerät 1 Ses verbunden und dem Laserstrahl 2 parallel gerid@tet. Ein Laserstrahl 2 und die Zielachse des Theodolits 17 bilden einen konstanten Winkel ts der bei 21 angedeutet ist. Naohdem der Zielpunkt 23 (vergleiche Figur 7) mit dem Zielf rnrohr 53 genau eingestellt worden ist, wird das Diopter 5 auf diesen Punkt gerichtet, indem es auf dem rager 8-so weit verschoben wird, bis der Laserstrahl 2 im Gesichtsfeld des Theodolits 26 (vergleiche Figur 7 unten) genau eingerichtet ist. Nunmehr wird die zugehdrige Basislänge ß (vergleiche die Prinzipskizze in Figur 9 rechts) an einer MeQskala 20 zur Ablesung der Entfernung festgestellt. Diese Entfernung ergibt sich zu 1 = s. tan zozo Figur 1 zist eine Binrichtung zur Bildung einer divergenten Zielli@ie, die in der Dunkelheit zum Auffinden und Beleichten von Zielpunkten dient.
  • Ein Laser 1 sendet einen Laserstrahl 2 aus, in den zwei bitonvexe Linsen 57 und 58 so eingeschaltet sind, daB die Strahlenmitte des serstraBlee 2 mir der optischen Achse 59 beider Linsen identisch ist. Wenn die Brennweiten der Linsen f1 < f2 sind, so kann durch eine besondere Biariohtung 60 der Abstand der beiden Linsen verstellt werden* Fällt der Brennpunkt beider Linsen zusammen, wie in Figur 10b bezeigt ist, so wird An an sich bekannter Weise bei Vergrö#erung des Strahlendurchme@sers um den Faktor f2 / f1 eine schärfere Bändelung, also geringere Divergenz des Strahles erzeugt und damit die Binstellschärfe des Zielpunktes erhöht.
  • Um einen im Dmnkel befindlichen Zielpunkt vom In trumentenstandpunkt aus aufzufinden und zu beleuchten, wird der Laser ,, rob in die Richtung des zu suchenden Punktes gebracht. Anschlie ! 3end wird der Linsenabstand d mit Hilfe der Vorrichtung 60 verändert, so da# d # f1 + f2 ist. Dies bewirlt eine Strahldivergenz, wie in Figur 10a angedeutet. Dadurch wird das Gesichtsfeld im dem Laser 1 parallel gerichteten Zielfernrohr 53 aufgehellt. Bei geeigneter Vermarkung den Zielpunktes, z. B. mittels Leuchtfolie, wird dieser nun sichtbar. Durch genaues Einstell der Vorrichtung 60 auf den Abstand d = f + 2'wie in Figur 10b gezeigt, kann nun die scharfe Visur zum Zielpunkt vorgenommen werden.
  • Patentanwprüche :

Claims (7)

  1. P a t e n t a s p r ü c h e 1. Einrichtung zur DurchfAhrung eines Verfahrens zum Aufv fahren und markscheiderischen Aufnehmen von Grubenbauen unter Verwendung eines nach Hohe und Richtung eingemessenen Laserstrahles zur Bildung einer Bezugs- oder Ziellinie mit wenigstens einem geodätischen Instrument, in der Regel einem Theodolit@n oder einem Diopter und einem wenigstens einen Laserstrahl erzeugenden Lasersender nach Patent ....... (Patentanmeldung B 78 195 IXb/42o), d a d u r o h g e k e n n z e i a h n e t, da8 der Lasereender (1) Verbindungsmittel ud seiner Anbringung an dem geodätischen Instrument (5 bzw. 10) und/oder an den einzumeseenden Grubenbauen (47) und wenigstens in diesem Palle Vorrichtungen (36, 51, 37) zur Verstellung des Lasersenders (1) gegenliber den Verbindungsmitteln aufweist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r a h g e k e n nz e 1 o h n a t t daß die Verbindungsmittel zur Anbringung des Lasersenders an den Grubenbauen aus wenigetens einem Gebirgsanker (35) bestehen und die Verstellvorrichtung (36, 37 51, 51a) an einem den Lasersender (1) untvr den Diopter aufnehmenden Gehänge angebracht sind.
  3. 3. Vorriohtung nach Anspruch 1, d a d u r o h g e k e n nz e i c h n e t zur Punktabseigerung der Lasersender (1) durch Liebellen (14) oder eine automatische Vorrichtungvertikalgestellt wird.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r d h g e k e n nz e i a h n c t, da3 insbesondere zurEntfernungsmessung auf einem Visierfernrohr (53), insbesondere einem solohen eines Theodolits oder eines anderen geodätischen Instrumentd der Lasersender (1) angebracht ist, und da# die Veratellvorrichtungen aus einer Kippvorrichtung (28, 55, 56) zur Einrichtung des Laserstrahles (2) auf zinen Zielpunkt (23) bestehen.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, d a d u r. c h g e k e n n z e i o h n e t, daß zur Festlegung einer durch den Laserstrahl (2) gegebenen ziellinie, der mit einer Kippvorrichtung auf dem gegenüber einem künstlichen Horizont (24) des geodätischen Instrumentes einsurichtenden Zielfernrohr angebrachte Lasersender (1) um 90° um eine Kippachse (27) zur vertikalen Einrichtung des Laserstrahles verschwenkbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 d a d u r o h g e k e n nz e i c h n e t, da# ein erstes geodätisches Instrument, insbesondere das Zielfernrohr (53) eines Theodoliten mit einem Träger (8) versehen ist, auf dem der Lasersender (1), , der mit einem zweiten geodätischen Instrument (5) verbunden ist, dessen Achse dem Laserstrahl parallel gerichtet ist, fest mit einem Grundkreis (7) oder longs verschieblich mit einer Entfernungsme#skala (20) versoieblich ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r o h g e k e n ns e i c h n e t, daB ein n Lasersender (1) auf einem Triager (8) starr angeordnet ist, der mit dem Grundkreis eines Theodolits starr verbunden ist, auf dem der von der Zielachse (17) des Theodolitfernrohrs (53) gegen die Richtung des Lasers u einem Zie@punkt (23) au messende Winkel bestimmt wird, So Vorrichtung nach den Ansprüchen 3, 4, 5, 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n s e i c h n e t, d a # dar Lasers@rahl (2) zwei optische Linsen (57, 58) durchläuft, deren Abstand (d) mittels einer besonderen Vorrichtung (60) so verstellt werden kann, da# die veränderbare Strahldiversgenz .beiAufsuchenundBeleuchteneineeZielpunktesinderDunkelheit verwendet wird.
    9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3, 4, 5 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Einstellschärfe des Laserstrahls (2) in den Stratilengang eine Strichkreuzplatte (25Y eingeschaltet ist, deren Mittelpunkt anzuvisieren ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1980001003A1 (en) * 1978-11-03 1980-05-15 B Akerlind Method and apparatus in tunnelling
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WO1984003121A1 (en) * 1983-02-14 1984-08-16 Zed Instr Ltd Position measuring method and apparatus
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