DE1901626C - Vorrichtung zur automatischen Land vermessung unter Verwendung von Drucklibellen - Google Patents
Vorrichtung zur automatischen Land vermessung unter Verwendung von DrucklibellenInfo
- Publication number
- DE1901626C DE1901626C DE1901626C DE 1901626 C DE1901626 C DE 1901626C DE 1901626 C DE1901626 C DE 1901626C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- vehicle
- angle
- surveying
- vial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 241000238633 Odonata Species 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 240000003247 Erythrina poeppigiana Species 0.000 description 1
- 235000009776 Rathbunia alamosensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 210000003932 Urinary Bladder Anatomy 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
I 901
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Landvermessung unter Verwendung eines auf
einem Vermessungsfahrzeug angeordneten Systems von Drucklibellen. Bei den in Verbindung mit der
Erfindung zu verwendenden Drucklibellen wird von einem flüssigkeitsenthultenden roiationssymmetrischen
Behältnis ausgegangen.
Zur automatischen Landvermessung ist aus der USA.-Patentschrift 2 337 044 eine mechanisch arbeitende
Vorrichtung bekannt, bei der unter Verwendung von Niveaugefäßen die Erkenntnis ausgenutzt wird,
daß die freie Oberfläche einer Flüssigkeit stets senkiechi
zur Richtung der Erdanziehung liegt.
Der Nachteil dieser mechanisch arbeitenden Vorrichtung besteht einerseits in der begrenzten Genauigkeil,
und andererseits wird die mögliche Arbeitsgesehwindiukeit
als zu gering empfunden. Auch ist diese Vorrichtung auf Grund der verwendeten Schwimmer.
Hebelübersetzung, Seilzüge u. dgl. relativ störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zur automatischen Landvermessung zu
entwickeln, bei der an Stelle der mechanischen Abtastung
des Flüssigkeiupegeis in Niveaugefäßen elektrische Meßvorrichtungen verwendet werden, wobei
drei Größen, die die räumliche Position eines zu vermessenden Punktes bestimmen, uleichzeitig und mit
hoher Gese'· windigkeit ermittelt werden können. Dabei
soll Tür die Vorrichtung eine neuartige Flüssigkeitsdruckiibelle verwendet tverden. Die zu schaffende
Vermessungsvorrichtung soll weiterhin fernsteuerbar und den robusten Anforderungen beim Einsatz zur
Fernvermessung, etwa von Planeten von Landungsfahrzeugen aus, gewachsen sein.
Ausgehend von der eingangs bezeichneten Vorrichhing,
besteht die Erfindung darin, daß eine zur Messung der Höhendifferenz in bezug auf einen vorgegebenen
Festpunkt bestimmte Drucklibelle in einer zur Längsachse des Vermessungsfahrzeugs parallelen
Ebene angeordnet ist. daß mindestens eine andere Drucklibelle mit einer Additionswclle und mindestens
eine weitere Drucklibellc mit einer Subtraktionswelle verbunden sind, daß die Additions- und die Subtraktionswelle
gemeinsam über eine Übertragungswelle von einer eine Azimutverschiebung angebenden Vorrichtung,
insbesondere einem Kreiselkompaß betäUgbar sind und daß die zuletzt genannten Drucklibellen
in einer zur Ebene der ersten Drucklibelle parallelen Ebene liegen.
Eine in Verbindung mit der crfindungsgcmäßen Vorrichtung zu verwendende Drucklibellc ist dadurch
gekennzeichnet, daß das Behältnis an wenigstens einer festgelegten Stelle einen durch Druckeinwirkung veränderbaren
elektrischen Widerstand aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemaßen
Vorrichtung ist zur Beseitigung der Querneigung des Systems von Drucklibellen eine
weitere Drucklibclle vorgesehen, die in einer zur Längsachse des Fahrzeugs senkrechten Ebene auf
einer Steuerwellc angeordnet ist. Diese Steuerwellc dient als Führung für die Additions-, die Subtraktionsund
Übertragungswelle, wobei die Konstruktion so ausgeführt ist. daß die genannten drei Wellen unabhängig
von der Stcucrwclle drehbar sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der f>5
erfindungsgemäßen Drucklibellc sind zwei druckempfindliche Widerstände an peripheren diametral
gegenüberliegenden Punkten des rotationssymmetrisch ausgebildeten Behältnisse? der Drucklibelle angeordnet.
Die Erfindung wird nunmehr nachfolgend in einem bevorzugten Ausführungsbeispie! an Hand der Zeichnungen
in näheren Einzelheiten erläutert.
F i g. 1 und 2 zeigen in einem räumlich rechtwinkligen Koordinatensystem die relativen Positionen
zwischen den Bodenpunkten; '
F i g. 3 zeigt die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Drucklibelle;
F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4;
F i g. 6 veranschaulicht die konstruktive Anordnung der druckempfindlichen elektrischen Widerstände,
die an der erfindungsgemäßen Drucklibellenvorrichtung befestigt sind:
F i g. 7 zeigt ein Schallbild des elektrischen EIemeniarschalikreises
der erfindungsgemäßen Drucklibelle:
F i g. 8 zeigt die Rückansicht des rechten und linken Pegelreglcrs, der in Verbindung mit der erfindungsgemäßen
Drucklibelle verwendet wird:
F i g. 9 zeigt die Vorrichtung gemäß F i g. 8 von rechts gesehen:
Fig. 10 zeigt die Schaltungsanordnung des in der Vorrichtung nach F i g. 8 verwendeten elektrischen
Schaltkreises;
Fig. 11 zeigt in Draufsicht die Art und Weise, wie
der Azimut übertragen wird, und die Anordnung der Drucklibelle;
Fig. 12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. 11;
Fig. 13 zeigt den Schaltkreis zur Beseitigung der geographischen Höhendiffrrfnz z:
Fig. 14 zeigt den zusammengesetzten Schaltkreis zur Beseitigung der Gesamtabweichung y;
Fig. 15 zeigt den zusammengesetzten Schaltkreis zur Bestimmung der absoluten geographischen
Breite x;
Fig. 16 veranschaulicht den gesamten Schaltkreis, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur automatischen Landvermessung verwendet wird;
Fig. 17 zeigt als Beispiel die mittels integrierender
Meßgeräte erhaltenen Aufzeichnungen;
Fig. 18 zeigt in Planarkoordinatendarstcllung die
erhaltenen Aufzeichnungen, und
Fig. 19 zeigt eine: aus diesen Aufzeichnungen entwickelte
Konturlinienkarte.
Im Prinzip versteht man unter Landvermessung eine Technik zur Vermessung und graphischen Darstellung
der relativen Entfernung zwischen zwei Punkten der Erdoberfläche, die in bezug auf vorbestimmte
Punkte projiziert werden. Der räumliche Ort eines Punktes auf der Erdoberfläche ist bestimmt durch
seinen Ort in der Ebene und durch seine geographische Höhe. Wenn räumlich rechtwinklige Koordin?.ten
zur Bestimmung des Raumpunktes verwendet werden, so kann dessen relative Position unter Annahme eines
beliebigen Ursprungs O (O, O, O), wobei der zu
suchende Punkt mit N (X, Y, Z) bezeichnet wird,
dadurch bestimmt werden, daß die entsprechenden Koordinaten X, Y und Z ermittelt werden. Dabei
wird angenommen, daß die Achse X in Richtung des wahren Meridians mit Norden als positiver Richtung
und die Achse V in Ost-West-Richtung orthogonal zum wahren Meridian mit Ost. als positiver Richtung
verlaufen, Es wird weiterhin angenommen, daß die
durch die Achsen X und V gebildete Ebene für kleine Gebiete der Erdoberfläche eine flache Ebene
und für größere Bereiche der Erdoberfläche eine zur RichtungderErdanziehungnormalegekrümmteEbene
sei. Weiterhin wird angenommen, daß die Achse Z normal zu der durch die Achsen X und Y gebildeten
Ebenen verläuft, wobei die zur Erdanziehung entgegengesetzte Richtung als positiv gelten soll. Daraus
folgt, daß die Af-Koordinate die gesamte geographische
Breite angibt,'während die Koordinate Y die Gesamtabweichung
(geographische Länge) und die Koordinate Z die Höhendifferenz angeben.
Unter Bezug auf F i g. 1 werden nun die Koordinaten zweier Punkte α und b in sehr kurzer Entfernung
I/ voneinander auf der Erdoberfläche angenommen, wobei die Verbindungslinie der Punkten (x,, r,. r,)
und /) (.v,. y2. r2) als geradlinig betrachtet werden kann.
Dann lassen sich die geographische Breite I x, die Abweichung Iy und die Höhend'Terenz Ir durch die
folgenden Gleichuneen darstellen:
I .v = I / · cos W ■ cos 0
Iv= I'' cos W ■ sin Λ
Ir= I/ sin (■).
Iv= I'' cos W ■ sin Λ
Ir= I/ sin (■).
In diesen Gleichungen bezeichnet W den Winkel, den die Strecke I/ mit der Horizontalcbenc einschließt,
wobei der Höhenwinkel als positiv angenommen wird. W wird nachfolgend als »Vcrtikalwinkcl«
bezeichnet.
λ ist der Horizontalwinkcl zwischen der Strecke I/
und der positiven Richtung der X-Achse oder der Nordrichtung des wahren Meridians, wobei die Uhrzeigerrichtung
als positiv angenommen wird. Dieser Winkel wird nachfolgend als »Azimut« bezeichnet.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ergeben sich damit die £"samte geographische Breite x, die Gesamtabweichung
y und die Höhendifferenz 2 vom angenommenen Ursprung O aus gesehen bis zu einem angenommenen
Punkt /V durch die folgenden Gleichungen:
.v = l.v, 4- Lv2 + ... + Ixn
/, · cosW1 ■ coso, + l/2 · COSfV2 · 'JOSf
+ ... + IZn
= Σ
(4)
45
y = Iy1 + Iy2 + ... + \yn
= I/, · cos W1 ■ sin O1 + W2- COsW2 · sin O2
+ . .. + l/„ ■ cosWn ■ sin.;·,,
= Σ ■ \l- cos W. · sinO, (5)
I1IiJ
= Ir1 + Ir2 + ... + Irn
= I/, · sin W1 + U1- smW2 + . .
= Σ Ur sin W1.
I ---■ 1
. + I/„sin Wn ss
(6)
Die Vorrichtung zur automatischen Landvermessung soll nun derart aufgebaut sein, daß die Werte
I/-sin W, . I/· cos W · sin Λ und I/· cos W -cos Λ unabhängig
voneinander und gleichzeitig dadurch erhalten wcr'lcn. daß automatisch die Summation (I)
der Höhendifferenz ζ (II) der Gcsamtabwcichung Y und (IfI) die gesamte geographische Breite χ gemessen
werden, wobei die integrierten bzw. summierten Werte für einen gesuchten Erdpunkt unmittelbar abgelesen
werden können, wobei gleichzeitig die summierten Werte des. gesamten Meßvorgangs oder fur
jeden Erdpunkt gesondert, falls erwünscht, gespeichert werden können. Zur Durchführung dieses Verfahrens
sind fünf Komponenten bzw. Tcilelemente unerläßlich, und so werden nachfolgend zunächst der Aufbau,
die Beschaffenheit und das Funktionsprinzip der folgenden
Einzelelemente beschrieben:
1. die Drucklibellen,
2. der automatische Pegelregler,
3. das Vermessungsfahrzeug und der die Abweichungen ermittelnde Generator,
4. das integrierende Meßgerät und
5. die zur Übertragung der Azimutverschiebung und zur Halterung der Drucklibellen notwendigen
Mittel.
1. Die Drucklibellen
Die crfindungsgeiviß verwendeten Libellen sind
nach Aufbau. Beschaffenheit und Wirkungsweise vollständig verschieden von bekannten Libellen bzw.
Wasserwaagen, wie spater beschrieben werden wird. Im Hinblick auf die Tatsache, daß auf bestimmte Teile
eines Behältnisses durch darin enthaltene Flüssigkeit Druckveränderungen ausgelöst werden können, die in
Beziehung zum Rotationswinkel der Libelle gesetzt werden können, wurden die erfindungsgemäßen Libellen
so ausgelegt, daß Druckveränderungen in elektrische Widerstandsveränderungen umgesetzt wurden,
so daß der Vertikalwinkcl durch ein Amperemeter angezeigt werden kann. Jede der erfindungsgemäßen
Libellen weist a) ein Flüssigkeit enthaltendes Behältnis, b) durch Druck veränderbare elektrische Widerstände,
die an bestimmten Stellen gegenüberliegender Seiten des Behältnisses befestigt sind, und c) einen mit den
elektrischen Widerständen verbundenen elektrischen Elcmentarschaltkreis auf. Die so beschriebene Libellcnvorrichtung
wird nachfolgend als »Flüssigkeitsdrucklibclle« bzw. als »Drucklibelle« bezeichnet.
Es werden nun die Elemente beschrieben, aus denen sich die Drucklibelle zusammensetzt.
a) Das Behältnis
F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Behältnis der erfindungsgemäßen Drucklibelle. Die F i g. 4 und 5
zeigen Schnitte entlang der Linien IV-IV und V-V in Fig. 3 bzw. 4.
Wie aus den F i g. 3, 4 und 5 ersichtlich, weist ein
ringförmiges Rohr 1 einen inneren Durchmesser u auf und ist als ringförmiges Behältnis 2 mit einem
Durchmesser D ausgebildet, dessen Mittelpunkt bei 0 liegt. Das ringförmige Behältnis 2 hat die Form cinei
Ringröhrc. Eine Flüssigkeit 4 mit einnm spezifischer
Gewicht ρ ist in die Höhlung des Behältnisses so weil eingegossen, daß in dem mit Flüssigkeit gefüllter
Behältnis eine kleine einzelne Blase 3 übrigbleibt
Das ringförmige Behältnis 2 ist in seinem Mittel punkt O fest mit einer Welle 5 verbunden, so daß e:
normal zur Welle ausgerichtet ist. Wenn die Welle! genau in der Horizontalcbcnc liegt, so erreicht di<
Blase 3 das oberste Finde des Behältnisses 2, so dal die vertikale Entfernung der Blase von der durch der
Mittelpunkt O verlaufenden Horizontalebene des Be
hältnisses * beträgt. Solange die Welle 5 in de
Horizontalebcne liegen bleibt, würde eine Drehuni der Welle 5 und dementsprechend des Behältnisses',
nie zur Folge haben, daß die Blase 3 vom äußer.itei
Ende des Behältnisinneren verschoben wird, so daß die vertikale Entfernung der Blase von der Horizontalebene
stets bei = gehalten wird.
Wie aus F i g. 4 ersichtlich, werden nun die Punkte X und Y betrachtet, deren verbindender Durchmesser
durch den Mittelpunkt O die Innenwand des Behältnisses durchdringt. Die Punkte X und Y liegen
symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt O. Hilfsweise werden nun um die Punkte ,Y und Y kleine
Ebenen gelegt, und es wird angenommen, daß die Fläche jeder dieser Ebenen β beirage. Wenn die
Gerade X-Y, die die beiden Punkte X und V verbindet, mit der durch den Mittelpunkt O verlaufenden
Horizontallinie zusammenfällt, so ist der auf die um
X und Y liegenden Ebenen ausgeübte Druck, unabhängig
von der Richtung dieser Ebenen, gleich groß. Wird der Flüssigkeitsdruck mit W bezeichnet, so ergibt
sich die folgende Gleichung:
W= - Dap.
Es wird nun der auf die um X und Y liegenden
Ebenen ausgeübte Druck erörtert, der sich einstellt,
wenn die Linie X-Y in bezug auf die Horizontallinie um den Drehwinkel α .geneigt wird. (Der Winkel «
ist in Uhrzeigerrichtung, wie in F i g. 4 dargestellt, als positiv anzusehen.) Der Flüssigkeitsdruck nimmt
in der um X liegenden Ebene ab. während er in der um y liegenden Ebene im umgekehrten Verhältnis zunimmt.
Wird die Druckveränderung als ·„ bezeichnet,
dann ergibt sich
■ α ρ ■ sin η .
17»
Die Werte D. α und ρ sind durch die Größe des
Behältnisses, die Abmessungen der um X und Y
liegenden Ebenen und der Art der Flüssigkeit bestimmt, so daß sich mit ic, als Proportionalitätskonstante
die folgende Gleichung ergibt:
οι = ic, · sin
(8)
Es ist ersichtlich, daß der Betrag der Druckveränderung
proportional ist zum Sinus des Drehwinkels.
Wie aus Gleichung (7) ersichtlich, hat der innere
Durchmesser des Rohres 1 keinen Einfluß auf den Betrag der Druckveränderung, so daß der Wert d Tür
das erfindungsgemäße Behältnis ohne Belang ist. Für
d gleich y ergibt sich also ein kugelförmiges Behältnis.
Das Behältnis kann daher jede Form aufweisen, bei der die vertikale Entfernung von der Drehwelle 5 bis
zur Flüssigkeitsoberfläche T beträgt. Dies wird nachfolgend
unter der Bezeichnung »Behältnis« verstanden.
b) Die durch Druck veränderbaren
elektrischen Widerstände,
kurz: druckempfindliche Widerstände
kurz: druckempfindliche Widerstände
Wie aus F i g. 6 ersichtlich, sind in den Seitenwänden
des Behältnisses an einander diametral entgegengesetzten Stellen im Bereich der um die Punkte
X und y liegenden kleinen Ebenen öffnungen vorgesehen,
die etwas größer sind als der Ebenenbereich a. Durch diese öffnungen ist ein später zu beschreibender
druckempfindlicher elektrischer Widerstand befestigt. Die Halterung des druckempfindlichen elektrischen
Widerstandes in der öffnung wird durch ein eingeschraubtes zylindrisches Teil 6 bewirkt, das aus elektrisch
nicht leitendem Material besteht, das an seinem Ende mit einem Außengewinde versehen ist und in ein
entsprechendes Gewinde der öffnung so eingeschraubt ist. daß eine Dichtung besteht, die jedes Lecken an
Flüssigkeit aus dem Inneren des Behältnisses verhindert.
ίο Ein dünnes Blech 7 aus elektrisch leitfähigem Material,
beispielsweise aus Metall od. ä.. ist auf das mit Außengewinde versehene Ende des zylindrischen
Teils 6 so aufgesetzt, daß es in Richtung der Verbindung X-Y beweglich ist. Die Bewegung des dünnen
■ 5 Blechs? ist auf den Bereich der durch α angezeigten
Fläche begrenzt, und es fiberträgt die Druckveränderungen der Flüssigkeit 4 im Inneren des Behältnisses
Partikel eines elektrisch leitfähigen Materials 8. beispielsweise Kohle od. ä., sind in einem rohrförmigen
Teil 10 aus nicht leitfähigem Material enthalten, das
im Inneren des zylindrischen Teils 6 angeordnet ist Das in Partikeln vorliegende leitfähige Material 8
nimmt alle Druckveränderungen der Flüssigkeit 4 über die Bewegung des dünnen Metallblechs 1 auf
J5 Eine konvex gebogene Platte 9 aus Metall oder
ähn'ichem leitfähigem Material schließt das andere
Ende des rohrförmigen Teils 10 ab. Wie ersichtlich, bilden das dünne Metallblech ?. die Partikeln aus leitfähigem
Material 8 und die gebogene Platte 9 ziisammen eine Art Gleichstramwiderstand
Dieser elektrische Widerstand wird im Bereich der
Ebene um X als R1 und im Bereich der Ebene um V
als Rx bezeichnet. Da es in Fachkreisen bekannt ist.
daß ein aus Festmaterial oder aus einer Anhäufung von Festmaterial gebildeter Gleichstromwiderstand
proportional zu positiven oder negativen Druck Veränderungen verkleinert oder vergrößert wird, so ergibt
sich, daß der Betrag r der Widerstandsveränderung
sich mit der Proportionalitätskonstante k2 durch
die Beziehung r - k2r. darstellen läßt Wenn daher
die Justierung der Vorrichtung so eingestellt wird. daB die Beziehung R1 R, - R erfüllt ist. wenn
die Verbindungslinie X-Y auf der Horizontallinie hegt, so ergibt sich die Beziehung R, - R *■ r und
R, - R r Tür den Fall, daß die Strecke X-) in bezug
auf die Horizontallinie um den Drehwinkel ·ι gedreht wird Mit Gleichung (ft) ergibt sich die folgende Beziehung
:
r = fc, k, sin ... 19)
Der spezielle elektrische Widerstand, wie er ober
beschrieben wurde, wird gewöhnlich in Mikrophon«
oder Telephoneinrirhtungen verwendet, es könnci jedoch auch Gleichstromwiderstände aus anderei
Materialien und Zusammensetzungen verwendet wer den. mit denen zu Druckveränderungen proportional·
Widerstandsveränderungen erzielbar sind. Solche Wi derstände werden nachfolgend als »druckempfind
liehe elektrische Widerstände« bezeichnet.
O Der elektrische Elementarschaltkreis
Ein elektrischer Schaltkreis, w ie er in F i g. 7 dai
gestellt ist. weist die oben beschriebenen beide druckempfindlichen elektrischen Widerstände als Tei!
elemente auf. In diesem Fall gilt, wenn die Linie X-]
in der Horizontallinie liegt die Beziehung Rx= Rx= ί
Wird der durch ein zwischen den Punkten A und durch ein Gleichstrom-Amperemeter fließender Stroi
els / bezeichnet, so ergibt sich für / der Wert O. d. h.
4aß für diesen Fall kein Strom fließt. Aus Gründen
der einfacheren Darstellung sei angenommen, daß
4k positive Stromrichtung von Λ nach Ii verläuft. Da
Jliloch auch ein negativer Strom durch das Ampere-
ir-ner fließen kann, ist dieses mit einer Nadelanzeige
•urgerüstet. die sowohl positive als negative Ströme
anzeigen kann. Wenn die Linie /Y-K um den Drehwinkel n gegen die Horizontale geneigt wird, so ergibt
sich Tür den durch das Amperemeter fließenden Strom / mit Hilfe des Kirchhoffschen Gesetzes die folgende Beziehung:
E ■ r Rr+ RR -r1
Dabei wird der innere Widerstand des Amperemeiers vernachlässigt, da er im allgemeinen außerordentlich klein ist. Da der Wert r im allgemeinen
ebenfalls sehr klein im Vergleich mit (R1 + RR) ist.
kann ^=O angenommen werden. Damit ergibt sich
-£
Rr-f-
(ίο)
Die Werte R und R' sind durch das ausgewählte Widerstandsmaterial, die Form. Größe und andere
Faktoren der Widerstände bestimmt. Daher ergibt sich mit
*j =
30
der Strom zu
RR
/ = fc, · E · r.
35
/ - fc, fc, fc, E sin ff.
Führt man die Konstante fc = fc, ■ k2 · fc, aus der
vorhergehenden (ilcichung ein. so ergibt sich
40
/ = fc E sin α.
(11)
45
Damit ergibt sich, daß der durch das zwischen den
Punkten ,4 und B liegende Amperemeter fließende Strom proportional ist zum Sinus des Drehwinkels.
Dies bedeutet, daß der Drehwinkel auf einfache Weise
dadurch angezeigt werden kann, daß das Ampere- ^
Inetei mit positiver und negativer Sinuseinteilung versehen wird. Unter einem ^elektrischen Elementarschaltkreis«
wird nachfolgend der in F i g. ~ dargestellteSchaltkreis
verstanden.
Um das Prinzip der zu beschreibenden automati- ?-' sehen Vorrichtung zur Landvermessung übersichtlicher
darstellen zu können, werden die sechs gleichen, wie oben beschriebenen Drucklibellen nachfolgend
durch ihr entsprechendes Bezugssymbol gekennzeichnet. *°
Das Symbol Mi/i) kennzeichnet emc Drucklibelle,
die in Verbindung mit dem nachfolgend zu beschreibenden
automatischen Pegelregler verwendet wird. 4IrI kennzeichnet eine Libelle zur Messung der
Höhendifferenz z. M Iy 1 und M Iv) kennzeichnen Drucklibellen
zur Messung der Gesamtabweichung y und Mix) und M'IxI kennzeichnen zwei entsprechende
1 ibellen zur Messung der gesamten Breite x.
2. Der automatische Pegelregler
Im allgemeinen weist die Erdoberfläche eine Viel zahl an Unebenheiten auf. die es mit sich bringen kön-
nen. daß der Körper des Vermessungsfahrzeugs, der in
Längsrichtung starr ausgebildet ist. nach links oder rechts selbst dann geneigt werden kann, wenn das
Fahrzeug mit vier Rädern ausgerüstet ist. wie später näher erläutert werden wird.
F i g. 8 zeigt die Rückansicht des automatischen Pegelreglers, der auf dem Vermessungsfahrzeug in
dessen Längsachse angeordnet ist. F i g. 9 zeigt von rechts in· F ig. 8 her belrachtet denselben Regler.
Beide Figuren veranschaulichen den automatischen Regler
In den Figuren kennzeichnet Bezugszeichen 11 den Körper des Vermessungsfahrzeugs. der in Längsichtune starr ausgebildet ist. Es ergibt sich, daß dieser
Körper nach rechts, links, vorwärts und rückwärts
entsprechend den Neigungen des Fahrzeugs selbst geneigt wird.
Senkrecht aufragend sind auf dem Körper H metallische Ständer 12 befestigt, die mit Lagern versehen
sind, um eine Anzahl drehbarer Wellen 13. 14 und 15 abzustützen. Die drehbare Welle 13 wird durch Wälzlager in dem metallischen Ständer 12 gehalten Bezugszeithen 16 kennzeichnet die obenerwähnte Drucklibclle A(h). die in ihrem Mittelpunkt mit der drehbaren Welle 13 so verbunden ist. daß die Verbindungslinie Y-V auf der Horizonlallinie liegt, während die
Druvkhbelle selbst normal zur Welle 13 auscerichtet ist Mit der Welle 13 isi ein Zahnrad 17 verbunden,
das in ein zweites Zahnrad 18 (Ritzel) eingreift, das
auf der Welle 15 befestigt ist. die weiterhin mit einem
dritten Zahnrad 19 versehen ist. das abgerückt vom Ritzel 18 vorgesehen ist. Das Zahnrad 19 kämmt mit
einem vierten Zahnrad 20 das mit der Welle 14 verbunden ist. die direkt mit der Welle eines Motor- 21
verbunden ist
Die Vorrichtung gemäß F 1 g X und ·>
ist mit dem elektrischen Elementarkreis der Drucklibelle ver
bunden, der in F1 g U) dargestellt ist In F ι g IO
kennzeichnet die Bezeichnung 4 I/o ~ R, den druckempfindlichen elektrischen Widerstand Rx der Dnicklibelle .41/1). In ähnlicher Weise erfolgt die Bezeichnung
der druckempfindlichen Widerstände in den F ig 13
bis 16. Wird der Schalters, an die Klemmen dei
Quelle nE gelegt, so steigt die Spannung E an. und
wird ein Schalter S2 an die Klemme V/ eines Motor«
gelegt, so dreht sich dieser je nach positiver oder nega
tivcr Stromrichtung, während das Amperemeter von
Kreis abgeklemmt ist.
Wird der Körper II eines Vermes>img<uihrzeug·
gemäß F i g. 8 in Uhrzeigerriehtung um den Winkel .
geneigt, so wird der Metallständer 12 ehenfalK un
den Winkel .-.' geneigt. Es kann unterstellt werden, dal
die DrucklibeTie Ml/i) 1 Bezugszeichen 16). die nut de
Welle 13 verbunden ist. im selben Maße um dei
Winkel .-; geneigt wird. Dann fließt durch den Motoi
der im elektrischen ElementarkreiN liegt, ein Stror
I = k ■ nE ■ sin .-;. wie sich aus Gleichung (ill ergib
Dieser Strom verursacht eine Drehung der Motoi welle. Diese Drehung wird über das Getriebe auf di
Welle 13 so übertragen, daß diese sich im Geger Uhrzeigersinn dreht, so daß die Linie .Y-K der DrucV
libelle M1/1) wieder in die Horizontallinie zu liege
kommt. Ist cie Horizontallime erreicht, so wird d<
durch den Elementarkreis fließende Strom 0. und di
Motor steht still. Als Ergebnis hat clic Welle 13. iiuf
der die Drucklibellc A(h) befestigt ist. ihre Horizontal stellung
wieder eingenommen.
Wird der Körper Π dagegen entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkel { — (f) geneigt, so wird der
Strom / = k ■ iiE ■ sin ( — /() = —k-iiE- sin /f. was
dazu führ), daß die Drehrichtung des Motors sich umkehrt, d. h.. über das Getriebe wird die Drucklibelle
A(IiI die auf der Welle 13 sitzt, in umgekehrter
Weise in die Horizontallage gebracht.
Tatsächlich läuft der Motor nicht erst dann an. wenn der Körper 11 bereits um den Winkel fi geneigt
Ist. vielmehr verursacht der auftretende Strom ein Anlaufen des Motors schon zu Beginn einer Neigtingsbewegung,
wodurch auf die Druck libelle AIh) eine Kraft ausgeübt wird, die diese in die Ursprungslage
zurückdreht Wird der Körper 11 daher mit einer normaler Geschwindigkeit entsprechenden Neigung
bewegt, so tritt bezüglich der Drucklibelle Aiii) keine
oder nur eine geringe Neigung auf. und selbst bei rascher Neigung des Körpers 11 wird die Drucklibelle/K/»)
sofort in die Horizontallage zurückgedreht
Wie beschrieben, läßt sich der durch den Motor fließende Strom durch I - k ■ nE ■ sin (i darstellen.
Wegen der Beschaffenheit der Funktion sin ti ist die
Geschwindigkeit, mit der in die Horizontallage zurückgedreht wird, um so größer, je größer der Grad
der Neigung des Körpers 11 ist. und diese Geschwindigkeit
wird um so geringer, je näher der Körper der Horizontallage kommt. Es ergibt sich also ein stoßfreier,
elastischer Betrieb der Vorrichtung. Wenn die Drucklibelle A f/i) durch die Drehung des Motors
über die Horizontallage hinaus zurückgedreht wird, so fließt ein Strom, der eine Drehung des Motors in
Gegenrichtung bewirkt. Das bedeutet, daß gleichzeitig eine Kraft zur Steuerung der Motorträgheit
wirksam ist.
Größere Abmessungen der Zahnräder 17 und 19 im Vergleich mit den Zahnrädern 18 und 20 ergeben
ein größeres übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Drucklibelle/H/i).
Durch die beschriebene Vorrichtung ergibt sich,
daß die Welle 13 und die damit verbundenen weiteren Wellen in bezug auf Rechts- und I.inksbewegungen
die horizontale Lage einhalten, so daß die übrigen Drucklibellen zur automatischen Vermessung, die
später beschrieben werden, unbeeinflußt sind von den Wirkungen, die sich durch eine Rechts oder Links-Beigung
des Körpers 11 ergeben. Diese so beschriebene Vorrichtung wird im folgenden als »automatischer
Pegelregler« bezeichnet, während die Welle 13 als »Steuerwelle« bezeichnet wird, da ihre Links- und
Rechtsabweichungen von der Horizontallinie gesteuert werden.
3. Das Vermessungsfahrzeug und der Generator
zur \Iessung der Abweichuneen
zur \Iessung der Abweichuneen
Das verwendete Vermessungsfahrzeue weist Räder auf. die auf der Bodenoberfläche rollen, und es ist mit
allen erfindungsgemäßen Geräten beladen. Das Ver.
messungsfahrzeug kann ein Selbstfahrgeiahrt sein,
das durch ein unmittelbar wirkendes c-der ein Fernsteuersystem
gesteuert wird, oder es kann mittels einer Zugmaschine auf der Bodenoberfiäche entlanggezogen
werden. Es ist klar, daß der Körper, der auf dem Vermessungsfahrzeug befestigt ist. je nach den
Unebenheiten der Erdoberfläche in Fahrzeuglängsrichtung vor- und zurückgeneigt wird. Diese Vorwärts-
und Rückwärtsncigung des Fahrzeugkörpers wird al.« »Neigungswinkel« bezeichnet, der dem Vertikalwinkcl
(-) der F i g. I und 2 entspricht. Der zur Messung der Abweichungen vorgesehene Generator ist ein
Gleichstromgenerator, dessen Anker proportional zui Drehzahl der Räder mittels eines auf der Radachse
befestigten Zahnrades bzw. .Getriebes angetrieben wird. In diesem Fall wird die vom Generator abzugebende
elektromotorische Kraft proportional zut Drehzahl des Ankers dadurch gewählt, daß die
Gesamtzahl der Leiter der Ankerwicklungen und die Höhe des wirksamen magnetischen Flusses des Generators
entsprechend gewählt werden. Die Ankerrirehgeschwindigkeit
ist damit proportional zur Drehgeschwindigkeit der Räder des Vermessungsfahrzeugs,
die wiederum proportional ist zur Fortbewegungsgeschwindigkeit des Vermessungsfahrzeugs.
Wenn daher die durch das Fahrzeug zurückgelegte Strecke !/beträgt und die dafür benötigte Zeit als K
bezeichnet wird, so ergibt sich für die elektromotorische Kraft E' des Generators unter Berücksichtigung
der Proportionalitätskonstante kA:
Ε1 -r kA
I/
If
4. Das integrierende Meßgerät
Unter diesem Begriff wird ein die Gleichstromleistung addierendes bzw integrierendes Meßgerät
verstanden, das sowohl positive als auch negative Ströme aufnehmen kann. Es kann auf dem Vermessungsfahrzeug
an jedem geeigneten Ort befestigt sein. Entspricht die dem Meßgerät zugeführte Gleichspannung
dem Wert c. der Strom dem Wert /. und entspricht die Stromflußzeit dem Wert If. so ergibt
sich mit der Proportionalitätskonstante fc5 als Ausgangswert
I / die folgende Beziehung:
e- I If.
(13)
Dieses integrierende Meßgerät ist so ausgelegt, daß die integrierte Gesamtmenge bzw. die addierten
Leistungen unmittelbar als numerischer Wert zu jedem beliebigen Bodenpunkt abgelesen werden können.
wobei die Anzeigenadel so ausgerüstet ist. daß eine fortlaufende Aufzeichnung der Momentanwerte
auf Registrierpapier erfolgen kann, das auf einem Zylinder befestigt ist und. mit gleichförmiger Geschwindigkeit
umläuft. Unter dem Begriff »intcgrie-
rendes Meßgerät« wird nachfolgend die soweit beschriebene Vorrichtung verstanden. In dem zu beschreibenden
automatischen Verfahren zur Landvermessung werden drei gleiche Meßgeräte dieser Art
verwendet, nämlich das als WhIz) bezeichnete Gerät
zur Messung der Höhendifferenz 1. das Gerät Wh(Y) zur Messung der Gesamtabweichung ν und das Gerät
Wh(x) zur Messung der Gesamtbreite x.
5. Mittel zur übertragung der Azimutverschiebung ^0 und die Mittel zur Halterung der Drucklibellen
Die Fig. Il und 12 veranschaulichen an einem
Ausführungsbeispiel die Verbindung zwischen einem Kreiselkompaß, dem Antriebsmechanismus zur übertragung
der Azimutverschiebung und einer Anzahl von Wellen zur Halterung der Drucklibeilen. Dabei
zeigt Fig. 11 die Draufsicht, während Fig. 12 eine
Schnittansicht entlang der Linie XII-XII in Fig. II
zeigt.
Der Kreiselkompaß, weist ein elektrisch angetriebenes
drehbares Teil 22 auf. Das drehbare Teil 22 ist mit einer Zentralwcllc 23 versehen, die stets in Norcl-
richlung des wahren Meridians ausgerichtet ist. wobei
das vordere und rückwärtige Ende mittels eines Rah mens 24 weich gelagert sind. Dieser Rahmen 24 gleitet
weitgehend reibungsfrei in einem äußeren Rahmen 25. wodurch der Rahmen 24 von irgendwelchen Ncigbewegungen
des auf dem Vermessungsfahrzeug be festigten Körpers 11 unbeeinflußt bleibt. An dem
lußeren Rahmen 25 sind Haltestangen 26 und 27 befestigt, die in bezug auf die Zentralwelle 23 des
rotierenden Teils vertikal angeordnet sind. Die freien Enden der Stangen werden durch Buchsen 28 und 29
gehalten, die am Körper 11 so befestigt sind, daß das
drehbare Teil bezüglich des Körpers 11 unbeeinflußt bleibt von einer zwischen den Haltestangen und dem
Körper (1 auftretenden Reibung. Auf der Haltestangr 27 sitzt ein Kegelrad 30, während ein nach
Größe und Beschaffenheit gleichartiges Kegelrad 31 auf der Welle 32 befestigt ist. Diese beiden Kegelräder sind zueinander genau komplementär, und die
Längsachse des Vermessungsfahrzeugs wird in Richtung des Azimuts Λ ausgerichtet, wobei sich das Kegelrad gegebenenfalls um den Winkel Λ dreht, wodurch
die Welle 32 ebenfalls um den Winkel Λ gedreht wird. Da die Welle 32 die Veränderungen des Azimutwinkels Λ überträgt, wird sie nachfolgend als «Übertragungswelle« bezeichnet. Diese Übertragungswelle
erstreckt sich im Inneren durch die Steuerwelle 13 in deren Längsachse hindurch und ist über Kegelräder 33, 34 und 35, die dieselbe Beschaffenheit und
Größe aufweisen, mit Wellen 36 und 37 verbunden.
Die Wellen 36 und 37 sind senkrecht zur Steuerwelle 13 gehaltert, wodurch Rechts- und Linksneigungen automatisch ausgeglichen werden können, so daß
die Wellen 36 und 37 stets in Horizontallage verbleiben. Bezüglich des Neigungswinkels (-) werden die letztgenannten Wellen zusammen mit der Steuerwelle 13 ebenfalls geneigt. Weiterhin wird die Welle 36
über die Kegelräder 33 und 34 um den Winkel Λ in
positiver Richtung des Winkels (-) gedreht, während
die Welle 37 mittels der KegclräJer 33 und 35 jeweils
um den Winkel Λ in negativer Richtung des Winkels θ
gedreht wird. Da dem Neigungswinkel hierdurch ein Azimutwinkel hinzuaddiert wird, wird die Welle 36
nachfolgend als »Additionswelle« bezeichnet, während
ίο die Welle 37 als »Subtraktionswelle« bezeichnet wird,
da über sie die Subtraktion eines Azimutwinkels von einem Neigungswinkel erfolgt.
Die Steuerwelle 13, die Additionswelle 36 und die
Subtraktionswelle 37 werden in der Horizontalebene
ausgerichtet, und nachfolgend werden die Drucklibellen befestigt, die zentral gehaltert und in bezug auf
die Horizontalebene senkrecht ausgerichtet angeordnet werden und in folgender Weise mit den zugeordneten Wellen verbunden werden.
Die Drucklibelle A{h) wird senkrecht zur Steuerwelle angeordnet, während die Drucklibelle A (z) parallel zu dieser Steuerwelle ausgerichtet wird Bei beiden
Libellen A(h) und A{z) wird die Linie X-Y auf die
Horizontalebene ausgerichtet, wobei der Punkt X
der Libelle A (z) zum vorderen Ende des Vermessungsfahrzeugs hin liegt.
. Die Drucklibellen A(y) und A(x) liegen senkrecht
zur Additionswelle, während die Drucklibellen A' (y) und A'(x) senkrecht zur Subtraktionswelle angeord
net sind. Die Achsen X-Y der Libellen A(y) und
A' (v) werden in die Horizontalebene gelegt, wobei der jeweils zugeordnete Punkt X zur Stirnseite des Vermessungsfahrzeugs zeigt. Die Achsen X-Y der Libellen
A{x) und -4'(.X) werden senkrecht zur Horizontal
ebene gelegt, wobei die entsprechenden Punkte X
ihre tiefstmögliche Lage einnehmen. In der nachfolgenden Tabe'le werden die soweit gegebenen Erläuterungen summarisch aufgeführt.
Zweck
Automatische Pegelkontrolle
bezüglich Rechts- und
Linksneigungen
Messung der
Höhendifferenz ζ
Höhendifferenz ζ
Messung der Gesamtabweichung y
Messune der Gesamtbreite χ
Bezeichnung der
Drucklibellen
Drucklibellen
A{h)
Λ (Z)
A (}')
A' Iy)
A(x)
A'(x)
Bezeichnung der
haltcrnden Wellen
haltcrnden Wellen
Ausrichtung in
bezug auf die
bezug auf die
Längsachse des
Vermessungsfahrzeugs
Vermessungsfahrzeugs
senkrecht
Steuerwelle j parallel
Additionswelle ( parallel
Subtraktions- ■ parallel welle j
Additionswelle | parallel
Subtraktionswelle parallel
lage der X-V-Achsc
in bezug auf die
Hori7ontalchcnc
in bezug auf die
Hori7ontalchcnc
Übereinstimmung
Ubereinstimmune
Übereinstimmung
Übereinstimmung
vertikal
vertikal
vertikal
lage des Punktes X
Links (in Vorwärtsriciitung des Fahrzeugs)
In Frontrichtung
In Frontrichtung In Frontrichtun«
tiefster Punkt (senkrecht nach unten)
tiefster Punkt
= Σ- I/, ■ sin
Im folgenden wird nun in Einzelheiten die Wir- ergibt sich
kungsweise der Vorrichtung zur automatischen Landvermessung nähe; erläutert.
I. Die Messung der Höhendifferenz ζ
Es sei angenommen, das Vermessungsfahrzeug erreicht in einem bestimmten Augenblick einen Punkt,
an dem der Vertikalwinkel der Erdoberfläche dem Winkel H entspricht. Dann ist die Steuerwelle in
Längsrichtung um den Winkel H geneigt, und der Drehwinkel der Drucklibelle A (z), die parallel zu
dieser Steuerwelle gehalten wird, beträgt ebenfalls Θ. Wenn zu dieser Zeit durch das in dem Elementarkreis
der Druckl/belle A (z) liegende Amperemeter ein Strom
/. fließt, so ergibt sich unter Zuhilfenahme der Gleiehung
(1 ! 1 die Beziehung
/_. = A ■ £ ■ sin (-).
Wenn der Schalter S3 gemäß Fig. 13 in die Schaltstellung
G gebracht wird, so wird die Quelle E von
dem Kreis abgetrennt, und es wird die elektromotorische Kraft £' des Generators eingespeist. Wenn das
Vermessungsfahrzeug während der Zeit If die Entfernung I/ zurückgelegt hat. so ergibt sich unter :;,
Zuhilfenahme der Gleichung (12) mit
I/. = Ii- sin H.
(15)
Wird das Vermessungsfahrzeug weiter bewegt, so addieren sich die durch das integrierende Wattmeter
Wh(z) ermittelten Werte, und es ersibt sich folgender
Ansatz:
/. = I /, · sin Hx + 112 ■ sin H1 + . ■ ■ + I /„ · sin Hn
/;■ = A4
I/
Ii
Ii
die Beziehung
I/
Aus der Gleichung (6) ergibt sich die folgende Beziehung:
Daraus ergibt sich, daß die summierten Werte /.
der Höhendifferenz r entsprechen. Befand sich das Vermessungsfahrzeug zu Beginn an einem beliebigen
bekannten Ursprung 0 (O, O. O), so ergibt sich die
Höhendifferenz eines beliebigen Bodenpunktes .V als integrierter (summierter) Wert /. des Wattmeters
Wh[Z). wenn der für das Vermessungsfahrzeug vorbestinimte
Punkt die Stelle N erreicht.
Obgleich die Erdoberfläche im allgemeinen, wie
bereits erwähnt. Wellen bzw. Unebenheiten aufweist, so gibt es praktisch keine Stelle, an der der Vertikalwinkel
<-) den Bereich
sin H .
überschreitet. Selbst wenn es eine solche Stelle geben sollte, so ist es doch überflüssig, das Vermessungsfahrzeug
über Strecken zu führen, deren Vcrtikalwinkel außerhalb des Bereiches
Wird der Schalter S4 in die Schaltslellung U7i(ri
gelegt, so fließt der Strom /. durch den Stromkreis des integrierenden Leistungsmesser (Wattmetcri 117/IrI.
Für diesen Fall ergibt sich die Ausgangsgröße I i .
von M7/(r) vermittels der Beziehung
/. - A> ·(-_.·/, I/
.ms Gleichung (13):
.ms Gleichung (13):
Wird dem Kreis WhKz) zuvor eine geeignete Spannung.
die der Beziehung
I
A-A4 A-,
A-A4 A-,
114)
entspricht, als konstante Spannung vz eingcpriigl, so
liegt, da der integrierte Wert nichts mit der durch das F'.ihr/eug zurückgelegten Entfernung zu tun hat. wie
sich bereils aus den Grundlagen der vorliegenden Erfindung ergibt. Im allgemeinen variiert dei Verlikalwinkcl
ständig zwischen positiven ( + ) und negativen ( ) Werten, und dementsprechend können die Werte
von sin <-) sowohl positiv als auch negativ werden. Weiterhin kann sich das Vermessungsfahrzeug nicht
nur vorwärts, sondern manchmal auch rückwärts bewegen,
und daher kann die Drehrichtung des Ankers und demzufolge auch die elektromotorische Kraft des
Generators positive als auch negative Werte annehmen
Daraus folgt, daß die durch das integrierende Meßgerät fließenden Ströme und die Werte Ir. clic
sich aus dieser Summation bzw. Integralion ergeben, ebenfalls entweder positive oder negative Werte annehmen
können. Die folgende Tabelle gibt eine Übersieht über das bisher gesagte:
Neigung der
[!rclobcrfliichc
Aufwärts
Aufwärts
Abwärts
Abwärts
Aufwärts
Abwärts
Abwärts
l'iihrtrichuiiij! des
fiihr/eugs
vorwärts
rückwärts
vorwärts
rückwärts
rückwärts
vorwärts
rückwärts
Neigungswinkel {'■'I und (sin
<-i\
Druhrichliini! des
Ankers iind Vnncichcn
de
kln'ninf(irischen
Kr.ift I/; 1
durch diis
integrierende Meßgerät
fließenden Stromes I/.I
ilcr/\n/cige dc<
integrierenden
Addition
Subtraktion
Subtraktion
Addition
Subtraktion
Subtraktion
Addition
15 16
II. Die Messung der Gesamtabweichung y grierende Wattmeter WlHy) ein Sirom /,. !ließen. Un
ter Anwendung der Gleichung (13) mit
Es sei angenommen, daß das Vermessung:,fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Punkt der
Erdoberfläche erreicht habe, dessen Vertikal- bzw. 5 U y = ks · t-'y ·/,.·■ I f
Erhebungswinkel dem Wert W entspricht, während
die Längsachse des Verniessungsfahrzeugs in Rieh- ., . , r. ,· , -n j„.
lung des Winkels Λ ausgerichtet ist. Dann ist die "Slht sich fur die Ausgangsgröße de,
Steuerwelle in Längsrichtung um den Winkel W ge- '·*''
Steuerwelle in Längsrichtung um den Winkel W ge- '·*''
neigt, während sich die Übertragungswelle um den io , ,· _ -,,.. ,. ,. , ,,. ,.πς r.,. ς;η Λ
Winkel Λ dreht. Daraus folgt, daß die Additionswelle .!./,·--*·*+ k, iy ι/
um den Winkel (W-M) und die Subtraktionswelle um
den Winkel (W-Λ) gedreht werden. Entsprechend Wird dem Wattmeter Wh(y) als konstante Größe
dreht die Drucklibelle A (y), die mit der Additions- ein geeigneter Spannungswert eingeprägt, der der
welle verbunden ist. um den Winkel (W-M), und die 15 Gleichung
mit der Subtraktionswelle verbundene Drucklibelle
■"·'w) dreht um den Winkel {(-) — <Ί|. I
mit der Subtraktionswelle verbundene Drucklibelle
■"·'w) dreht um den Winkel {(-) — <Ί|. I
'-.'-.enn die den Druckwellen A [y) und .-1'Iy) züge- c>
= 2A- k ■ k-
C'-.11-ten elektrischen Elementarkreise gemäß F ig. i4
2 .>.:iiimengeschaltet werden, so ergibt sieh für den 20
ciuiJi das den miteinander verbundenen Kreisen zu- entspricht, so ergibt sich
g..· :dnete Amperemeter fließenden Strom ly mit Hilfe
el. Kirchhoflschen Gesetzes die folgende Gleiehheits-'r. !jhung: f y = I / ■ co·,/-) ■ sin-V (17)
g..· :dnete Amperemeter fließenden Strom ly mit Hilfe
el. Kirchhoflschen Gesetzes die folgende Gleiehheits-'r. !jhung: f y = I / ■ co·,/-) ■ sin-V (17)
- °" Bewegt sich das Vermessungsfahrzeug weiter, so er
gibt sich als addierte b/w. integrierte Gesamtmenge
i j.irin sind η und r; die Beträge der Widerstands- die Ausgangsgröße /v des Wattmeters WlHy) wie
\i inderungen der druckempfindlichen elektrischen 30 folgt:
V-, iderslände der Drucklibellen A U) und .-1'Iy).
V-, iderslände der Drucklibellen A U) und .-1'Iy).
/,. = I/, ■ cos H1 ■ sin Λ, + I/, · cos H2 ■ sinA, + · · ·
Mit k\ = n< ergibt sich
-l· I /„ · cos (-),, ■ sin .\,
/,. = A:'., ■ E-Ir1-ι·,|. 3S
= 1' M1 ■ cosM; ■ sin,-),.
Aus der Gleichung (9) folgt ' : '
Aus der Gleichung (9) folgt ' : '
C1 = A1 · A2 · sin {(·) +
<->) 40 Unter Beachtung der (ileichung (5) ergibt sich
γ, -- A1 · A-, ■ sin (H — t)).
Damit folgt
45 Damit gibt die integrierte Ausgangsgröße J\. die
lv =--■ A1 ■ A2 ■ A', · E ■ !sin (W-M) sin (W-λ)! Gesamtabweichung 3· wieder. Befand sich das Vcr-
messungsfahrzeug zu Beginn in einem beliebigen
= 2A1 · A, ■ k\ /·. ■ cos H ■ sin w. Ursprungspunkt O {O. O. O). so ergibt sich als Gesamt
abweichung für einen beliebigen Bodenpunkt /V aus
...,.,,, f. 50 der Inteiiration bzw. Summation des Meßgerätes
Mit k - k, ■ k2 ■ k , ΐοΐμΐ U'7i(.v) der Wert /v. wenn die vorbestimmte Stelle des
Verniessungsfahrzeugs den Punkt ,V erreicht.
/v :-- 2k' ■ /·; ■ cosW ■ sin.v Wie aus Gleichung (17). d. h. mit
/v :-- 2k' ■ /·; ■ cosW ■ sin.v Wie aus Gleichung (17). d. h. mit
' Wird der Schalter S, in Fig. 14 in die Stellung (i \ t\. I/· cosw · sin-i
gebracht, so wird die (Quelle E vom Kreis abgetrennt.
• ährend die elektromotorische Kraft E' des Generators G eingespeist wird, ils sei angenommen, das Ver- ersichtlich ist. ist der Wcrl von cos w im Bereich
■Kssungsfahrzcug habe während der Zeil If die f«
• ährend die elektromotorische Kraft E' des Generators G eingespeist wird, ils sei angenommen, das Ver- ersichtlich ist. ist der Wcrl von cos w im Bereich
■Kssungsfahrzcug habe während der Zeil If die f«
Entfernung I/ zurückgelegt, so ergibt sich vermittels 7 7
der Gleichung (12) für den Strom: -, ' H ^ -,
/,. -■■ ^ ■ ■ A4 ■ ^- cos w ■ sin λ fii. (t;(s p0Sjt|v UIK| t|iiher ergibt sich aus dem Wert des
A/imulwinkcls die Bewegungsrichtung der Anzeige
Wird der Schalter .S', πι F'i g. 14 mil dem Wall- des integrierenden Meßgeräts, wie aus der folgenden
flirler H /M \ I verbunden, so kann durch das inte- Tabelle ersichtlich:
Azimiiuwnkel \λ\
Vermessungsfahr/eug
vorwärts
rückwärts
vorwärts
rückwärts
rückwärts
vorwärts
rückwärts
Prehriehtiing de
Ankers und
Vorzeichen der
elektromotorischen
Kraft IH'I
MIl Λ Strom durch das
integrierende
Meßgerät (Z1I
integrierende
Meßgerät (Z1I
Spannung im Kreis
des integrierenden
Meßgeräts
Bewegungsrichtung
der Anzeige des
integrierenden
Meßgeräts
Addition
Subtraktion
Subtraktion
Addition
Subtraktion
Subtraktion
Addition
III. Die Messung der Gesamtbreite
(geographische Breite) ν !5
Erreicn1. das Vermessungsfahrzeug in einem bestimmten
Augenblick einen Bodenpunkt der Erdoberfläche, dessen Vertikal- bzw. Erhebungswinkel dem
Winkel <-> entspricht, während die Längsachse des Vermessungsfahrzeugs in Richtung des Winkels Λ
ausgerichtet ist. so ist die Steuerwelle in Längsrichtung um den Winkel (■) ucneigt. -vährend die Übertragungswelle
um den Winkel λ dreht. Dadurch dreht sich die Additionswelle um den Winkel {(-) + Λ). während die
Subtraktionswelle um den Winkel i<-> — λι dreht. Dcm-
entsprechw.id dreht sich die in der- ^ -Stellung auf
der Add'tionswelh. befes igte Drucklibelle A ix) um
den Winkel \— Z f '■>
+ ). während die in —'1 - "10
\ 2 1 2
Stellung mit der Subtraktionswelie verbundene Drucklibellc
A'ix) um den Winkel I- ^ + (->
- λ) dreht.
Sind die den Drucklibcllen A ix) und A'ix) zügeordneten
elektrischen Elementarschaltkreisc gemäß Fig. 15 miteinander verbunden, so ergibt sich für
den durch das in den beiden miteinander verbundenen Kreisen liegende Amperemeter fließenden Strom Ix
mit Hilfe des Kirchhoffschen Gesetzes die folgende Beziehung:
ergibt sich
/Λ. = -A1 ■ A2 ■ A1 · E ■ lcoslW + Λ)
= —2Αί · k-, ■ A, ■ E ■ cos H ■ co
= —2Αί · k-, ■ A, ■ E ■ cos H ■ co
Mit k = A1 ■ A, · A- ergibt sich
Ix= -Ik-E- cos (-) ■ cos
<\
Wird der Schalters., in Fig. 15 in die Schaltstellung
G gebracht, d. h. mit dem Generator G verbunden,
so wird die Quelle E von dem Kreis abgetrennt und durch die elektromotorische Kraft £' des
Generators ersetzt. Hat das Vermessungsfahrzeug während der Zeit Ii die Entfernung I/ zurückgelegt,
so ergibt sich für den Strom vermittels der Gleichung (12):
Ix= - 2 A · A4 · —-—
cos (■) ■ cos Λ .
£■()■,
RR'
Dabei entsprechen die Großen /·, und r2 den Beträgen
der Widerstandsveränderung in den druckempfindlichen Widerständen der Drucklibcllen A (λ).
A' ix). Mit
45 Wird der Schalter Sn in Fig. 15 in die Schaltstcllung
gelegt, daß er mit dem Wattmeter Wi(.v)
verbunden ist, so fließt durch dieses integrierende Wattmeter W/i(x) ein Strom Ix. Für die Ausgangsgröße
\fx des Wattmeters Whix) ergibt sich vermittels
der Beziehung \fx = A5 · ex Ix- If
Sfx = - 2 A · A4 · A5 · cx ■ I / · cos (-) ■ cosrt.
Wird dem Wattmeter Whix) ein geeigneter Spannungswert, der der Beziehung
2A- A4 -Ii,
(18)
R- -(■ RR'
ergibt sich
entspricht, als konstante Spannung cx zugeführt, so
ergibt sich
is Λ. (19)
/, - A, ■ /■; · |;·, . r2).
Mit dem Ansatz der Gleichung (9).
Mit dem Ansatz der Gleichung (9).
r, = A1-A2- sin ί 7L + (■) -f- Λ J
I fx = U- cosW
Wird das Vermessungsfahrzeug weiter bewegt, so ergibt sich für die summierte bzw. integrierte Gesamtausgangsgröße
Jx des Wattmeters Wh(x):
fx = .!/,· cosiV, · cos^i -f Ii2 ·
COSd2 -f . . ·
= -A1 · A2 ■ cos(W + Λ)
+ I /„ · cos (-)„ ■ cos ΛΒ
= A1 · A2 ■ sin
= Σ I/, · cos Wj · cosdj.
i - I
= -A1-A2- cos ((-) - Λ)
Unter Zuhilfenahme der Gleichung (4) ergibt sich
fx = Λ.
Daraus ergibt sich, daß die summierte bzw. integrierte Gesamlausgang&größe /,dergesamten Breite*
entspricht.
Befand sich ein bestimmter Punkt des Vermessungsfiihrzeugs
zu Beginn der Vermessung an einem beliebigen Ursprung O (O, O, O), so entspricht die
Gesunnbreite eines beliebigen Bodenpunktes N der
Gesamtausgangsgröße fx des Wattmeters Whix), sobald
der bestimmte Punkt des Vermessungslahrzeugs die Stelle N erreicht. Die Bewegungsrichtung der Anzeige
des integrierenden Meßgeräts ergibt sich aus der folgenden Tabelle:
Azimuiwinkel (λ) | Vermessungs fahrzeug |
Drehrichtung des Ankers und Vorzeichen der elektromotorischen Kraft (E') |
COs Λ | Richtung des Stromes durch das integrierende Meßgerät (Ix) |
Vorzeichen d. d. integrierenden Meßgerät zugeführten Spannung |
Bewegungsrichtung der Anzeige des Meßgeräts ( I .v) |
.7 .7 -Τ<Λ<Τ .7 3 7 2 κ Λ < 2 |
vorwärts rückwärts Norwärts rückwärts |
+
+ |
+ +Il |
+
+ |
'!Il | Addition Subtraktion Subtraktion Addition |
Aus Gründen der einfacheren Darstellung wurden
bis jetzt die Verfahren zur Messung der Höhendifferenz r der Gesamtabweichung 3' und der gesamten
Breite .v erläutert. In der Praxis jedoch werden diese drei Messungen zur gleichen Zeit durchgeführt. Da es
ausgeschlossen ist, daß ein vorbestimmter Punkt des Vermessungsfahrzeugs gleichzeitig an zwei Punkten
der Erdoberfläche liegen kann, so ergeben die Werte .v.
y und ζ gleichzeitig die räumliche Position dieses Punktes der Erdoberfläche, wobei besonders zu belonen
ist, daß die Bestimmung aller drei Größen zu gleicher Zeit erfolgt. Weiterhin ist während der gesamten
Durchführung des Vermessungsverfahrens nicht eine einzige Messung unter Zuhilfenahme menschlicher
Beobachtungsmittel (sozusagen »von Hand«), d. h., i'.as Meßverfahren läuft vollautomatisch ab.
Weiterhin ergibt sich klar aus den Gleichungen (15), (17) und (19), daß der Zeitfaktor If nicht enthalten
ist, da die elektromotorische Kraft E' des Generators. die bei der Bewegung des Vermessungsfahrzeugs erzeugt
wird, umgekehrt proportional ist zu I/, wie sich aas Gleichung (12) ergibt, während die Ausgangsgröße
I / des integrierenden Meßgeräts, das eine Anzeige nur dann liefert, wenn eine elektromotorische
Kraft erzeugt wird, proportional ist zu I r, wie sich aus Gleichung (13) ergibt. Dieser Tatbestand kann konkreter
dadurch beschrieben werden, daß bei langsamer Bewegung des Vermessungsfahrzeugs auch die Summation
bzw. Integration, d. h. die Anzeige des inle· $.
grierendcn Meßgeräts, den einer bestimmten Strecke entsprechenden Wert sozusagen langsam integriert,
während bei schneller Fortbewegung des Fahrzeugs die Integration rasch erfolgt. Das schließt ein, daß die
Durchführung einer bestimmten Vermessung auch sehr rasch vorgenommen werden kann.
Die bekannten Libellen- bzw. Nivellierwagenvorrichtungen verwenden Libellen bzw. Wasserwagen
oder ähnliche Teile, die ringförmig, stabförmig oder auch in anderer Form ausgebildet sind, wobei die
Eigenschaft ausgenutzt wird, daß die freie Oberfläche einer Flüssigkeit in ruhigem Zustand stets senkrecht
zur Wirkung dcv Schwerkraft ausgerichtet ist. Bei jeder dieser bekannten Libellcnvortichtungen liegt jedoch
das Prinzip zugrunde, entweder die Lage der Libelle zu bestimmen bzw. zu kennen, wenn das
Bläschen des Bläschenrohres eine vorbestimmte Stelle erreicht, oder der Vertikal- bzw. Erhebungswinkel der
Stelle des Bläschens wird bestimmt oder ist bekannt. Rei keiner dieser bekannten Vorrichtungen wird der
Gedanke verwendet, daß eine bestimmte Beziehung zwischen den auf ein bestimmtes Teil des Behältnisses
durch die darin enthaltene Flüssigkeit ausgeübten Druckveränderungen und derr. Drehwinkcl (und dementsprechend
dem Vertikalwinkel) der Drucklibelle besteht.
Unbedingt notwendig sind bei der Drucklibelle die Flüssigkeitsdruckveränderungen im Inneren des Behältnisses,
und eine einzelne kleine, in dem Behältnis verbleibende Blase hat lediglich den Zweck, die druckempfindlichen
elektrischen Widerstände beim Einbau richtig zu justieren und die Drucklibellen richtig auszurichten.
Beim Einsatz der Libellenvoirichtung brauchen
diese Bläschen nicht verwendet zu werden.
Bei der Drucklibcllenvorrichtung sollte sich der vertikale Abstand der Flüssigkeitsoberfläche von der
durch den Punkt O gehenden Horizontalcbene nicht
in Abhängigkeit des Drehwinkels vei ändern, und daher
sollte der Innenraum jedes Beliältnisses vorzugsweise
gleich groß sein, obwohl die Größe des Behältnisses selbst frei wählbar ist.
Ein größeres spezifisches Gewicht der Flüssigkeit erzeugt größere, auf die druckempfindlichen elektrischen
Widerstände ausgeübte Druckveränderungen. Da jedoch in den letzten Jahren hochempfindliche,
druckempfindliche, elektrische Widerstände entwickelt wurden, ist ein geringeres spezifisches Gewicht sogar
eher zu bevorzugen, damit bei plötzlichen Drehwinkeländetungen geringere Trägheitskräfte wirksam
sind. Es ist jedoch anzumerken, daß der Faktor spezifisches Gewicht keine nennenswerten Fehler bezüglich
der Druckveränderungen verursacht, da die durch die Trägheit der Flüssigkeit verursachten Verzögerungseffekte gleichmäßig gegeneinander aufgewogen werden.
Die Spannungsqucllc des fechten und linken automatischen
Pegelreglers der Drucklibellen muß eine Sekundärbaiterie relativ großer Kapazität sein, die bei
konstanten Strom- bzw. Spannungswerten gleichmäßig auf- bzw. entladen werden kann.«-- ~
Das im Zusammenhang mit der Erfindung zu verwendende
Vcrmessungsfahrzeug kann ein kleines vierrädriges Automobil oder — falls notwendig — ein mit
Raupen versehenes Fahrzeug sein. Eine Drehung der Räder ohne gleichzeitige, dadurch verursachte Fort-
bewegung des Fahrzeugs oder eine Fortbeweguni! des Fahrzeugs ohne gleich/eilige Drehung tier Räder muß
in jedem !"all vermieden werden.
Da sieh der Anker bereits bei den kleinsten Bewegungen
des Vermessungsfahrzeugs dreht, muß das übersetzungsverhältnis groß und erforderlichenfalls
vorcinstellbar sein. Der Generator sollte vorzugsweise iiiögliehst klein, jedoch in hohem Maße zuverlässig
sein, da die /um Betrieb der drei integrierenden Meßgeräte
und der Λη/eigenadeln der Anzeigegeräte erforderliche
Energie in ausreichendem Maße zur Speisung vorhanden sein muß
Die im Fachhandel erhältlichen integrierenden Meßgeräte zur Bestimmung von Energiemengen sind
sowohl hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit ,ils auch ihrer Zuverlässigkeit ziemlich unbefriedigend Es
könnte daher notwendig sein, für die /wecke der Erfindung
speziell geeignete integrierende Meßgeriite herzustellen. Für die heutigen Möglichkeiten einer
Präzisionsfertigung bedeutet die Herstellung solcher
spezieller Meßgeräte keine besondere Schwierigkeit
Die als Anzeigemittel Tür die durch das Meßgerät
anzuzeigenden integrierten bzw. summierten Funktionswerte vorgesehene Anzeigenadel registriert diese
Werte auf einem genau geeichten und unterteilten und eingeteilten Papierblatt, das auf einem Zylinder befestigt
ist, der mit gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft.
Sollte sich das Vermessungsfahrzeug in Richtung 45 NO bewegen, so WU1Je die Anzeigenade! in bezug
auf die .x- und y-Achse über das Registnerpapier
hinauslaufen, es sei denn, dieses auf dem Zylinder befestigte Papier hätte eine unendliche Breite Diese
Schwierigkeit würde ebenfalls in bezug auf die r-Achse
auftreten, je nach dem zu vermessenden Gebiet
Aus diesem Grund ist es notwendig, daßd'c Anzeigenadel
beim Erreichen eines bestimmten Integrations wertes in ihre Ausgangsstellung zurückspringt, wobei
der zulässige Wertebereich an die Breite des /u ver wendenden Papiers angepaßt ist Da weiterhin die
Werte ζ im allgemeinen kleiner sind als die Werte χ
und y. obgleich dies von der zu vermessenden Fläche oder dem Gebiet abhängt, sollte die r-Anzeigenadel
vorteilhafterweise im Vergleich zu den x- und y-Werten mit 20- bis 200facher Vergrößerung bzw Verstärkung
betrieben werden.
Das drehende Teil des Kreiselkompasses ist in Richtung des wahren Meridians in Nordrichtung
ausgerichtet, wie bereits erwähnt. Dies ist notwendig, um die x-Achse des Koordinatendrippels in Nordrichtung
des wahren Meridians zu wählen. Es enistehen jedoch keine Schwierigkeiten, wenn das drehende
Teil ursprünglich in bezug auf die Nordrichtung des wahren Meridians um einen bestimmten Winkel
ausgelenkt ist. da dies durch eine entsprechende Drehung der Koordinaten ausgeglichen werden kann.
Zur Veranschaulichung der Beschreibung wurden hier sechs Drucklibellen angeführt, jedoch kann die
Anzahl der Drucklibellen auch so vermindert werden, daß nur ein einziges Behältnis für die Drucklibellen
-i (y) und A l.xl und ebenso ein einziges Behältnis für
die Drucklibellen A'(y) und A' ix) verwendet wird.
Während die F i g. 9. 13. 14 und 15 jeweils getrennt den rechten und linken Pegelregler und die
Vorrichtungen zur Messung der Größen z. y und χ /eigen, können diese in Praxis in einer einzigen Einheit
vereinigt sein.
Bei horizontal hegender Drucklibelle .-1 (/11 werden
in Fig. 16 die Sch-lier S- und S2 in die Stellungen £
und (T) entsprechend geschaltet, und die von der (Quelle /·. ausgehende Spannung wird mittels des
Spannungsmeßgerätes 38 auf einen vorbestimmten Wert gebracht. Sodann muß sichergestellt sein, daß
die Spannungsmesser 39 und 40 gleiche Werte anzeigen, so daß kein Strom durch das Stromnicßgerät
(Amperemeter) 41 fließt. Bezüglich der Widerstände R'. Rx und Ry erfolgt außer bei der Herstellung keine
Justierung oder Einstellung. Danach werden die Schalter S1 und S2 in die Stellungen nE und @ entsprechend
umgelegt, wodurch die rechten und linken Pegelregler in Funktion treten.
Dann wird die Drucklibelle A dl bezüglich der Horizontalebene ausgerichtet, und der Schalter .S,
wird in die Stellung E gelegt, d. h. mit der Quelle E
verbunden, während die Schalter S4. S, und S„ nachfolgend
in die Schaltstellung0 geschaltet werden, d. Ii mit den Amperemetern verbunden werden
Danach wird mit Hilfe des Spannungsmessers 38 über die Quelle £ ein vorbestimmter Wert der Spannung
eingestellt, wobei sichergestellt sein muß. daß die Spannungsmesser 39 und 40 gleiche Anzeige liefern
und daß durch die Strommesser 42 und 43 kein Strom, jedoch durch den Strommesser 44 ein vorbestinK
i;er Strom fließt.
Nachdem der Schalters, in die Schaltstellung(g
gelegt, d. h. mit dem Generator G verbunden wurde,
werden die Schalter S4. S5 u.nl S„ nachfolgend in die
Schaltstellung gebracht, daß sie mit den Wattmetern Wh verbunden sind, und Schalter S- wird geschlossen
Mit Hilfe des Spannungsmessers 45 wird ein vorbestimmter Spannungswert e eingestellt, und es wird
sichergestellt, daß die Anzeigen der Spannungsmesser
46 und 47 gleich groß sind. Daraufhin kann die Messung der Größen x. y und r beginnen.
Wie aus den Gleichungen (14). (16) und (18) ersichtlich
ist. gelten, wenn «·. - <■ ist. die Beziehunger
<'< - 2 k
und
und
f. =
- e
2
2
Daher kann, wie aus Fig 16 ersichtlich, den Lei
stungsmessern Whiz). W'hivi und H'/ii.vi ein vor
bestimmter Spannungswert dadurch zugeführt wer den. d;iß zwei gleiche Gleichstromwiderstände R
und ein Gleichstromwiderstand R eingesetzt Herden
Diese Widerstände werden außer bei der Herstellu^ nicht besonders abgeglichen.
Obgleich der als »vorbestimmter oder bestimmte Punkt des Vermessungsiahrzeues« erwähnte Punk
an oder in dem Vermessungsfahrzeug behebig wählba ist. so wird im allgemeinen doch ein im Endteil de
Fahrzeugs liegender Punkt gewählt, der leicht at einen beliebig wählbaren Ursprung 0 und. falls ei
wünscht, auf jede frei wählbare Stelle ausrichtbar is wobei ein gewisser Einstellbereich zur manuelle
Bewegung des vorbestimmten Punkts des Verrne: sungsfahrzeugs vorgesehen sein kann, und die fi
diese Beweaune erforderlichen Anzeiaesrößen dt
Werte ν. ν und ζ können auf den Skalen der Wattmeter
Wh(x). Wh Iy) und Wh(z) entsprechend eingestellt
werden.
F i g. 17 zeigt eine mittels der crfindungsgcmäßcn
Vorrichtung erzielte fiktive Aufzeichnung. Wie bereits erwähnt, ist es unmöglich, dall der vorbestimmte
Punkt des Vcrmessiingsfahrzeiigs gleichzeitig an zwei
funkten liegen kann, und daher kennzeichnen die Werte v. y und ζ auf der Zeilachse I der Aiifzeichnunten
die räumliche Position des einen Punktes, wobei ie Werte χ und ν die in die Fhene projizierte Position
•ngeben.
Werden nun die in bezug aufeinander summierten kzw integrierten Werte von χ und v. die durch die
Aufzeichnung erhalten werden, in ebene, rechtwink-(ige
Koordinaten übertragen, so ergibt sich das in
:ig 18 dargestellte Ergebnis, wobei die örtliche
Fortbewegung des Vermessungsfahrzeugs eingetragen lit. Die Symbole H1. n} n- kennzeichnen die zu erfnittelnden
Positionen, deren Koordinaten durch die jo
Werte χ und r bekannt sein können Ihre relativen
Positionen können, wie in Fig I"J dargestellt, liegen
Obgleich es von untergeordnetem Interesse ist. kann «lic Geschwindigkeit des Vermessungsfahrzeugs aus
dem geometrischen Ort. wie er in Fig 18 darge-Hellt
ist und der sah aus der Aufzeichnung gemäß
Fig 17 ergebenden Zeit f ermittelt werden. Aus
Ϊ i g 17 ergibt sich weiterhin, daß die Punkte, die auf
demselben Ordinatenwert : liegen, gleiche Höhe haben,
und daher lassen sich durch Vereinigung der auf gleichen Zeitwerten t liegenden Punkte χ und >·. die
iuch den entsprechenden Ordinatenwert r aufweisen, durch das Verfahren, wie in Fig. 19 dargestellt.
Kontur- bzw Höhenlinien abbjden
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung des Meßverfahrens ergibt, sind durch menschlichen Irrtum
verursachte Fehler weitgehend oder vollständig ausgeschlossen. Selbstverständlich schließt die erfindungsgemäße
Vorrichtung durch Anzeige- und sonnige Instrumente verursachte Fehler nicht aus Jedoch 4"
läßt sich auf Grund der technisch möglichen Herstellungsverfahren
sagen, daß die für eine genaue Durchführung des Meßverfahrens zu fordernde, ausreichend
hohe Zuverlässigkeit erzielt werden kann Die meisten durch Instrumente verursachten Fehler
können durch gegenseitige Aufhebung während des
Meßvorgangs ausgeglichen werden, und jene anderen fehler, die nicht ausgeglichen werden können und
daher mitlaufen, können durch Korrektur des Meßsergebnisses
weitgehend beseitigt werden.
Das beschriebene Verfahren !rißt sich auf Grund
seiner Beschaffenheit mit guten Erfolgsaussichten in die Reihe der verschiedenen bekannten Vermessungs-%
erfahren einreihen. Es darf jedoch angenommen »erden, daß es damit möglich wird, die wünschens- 5··
»erte Vermessung eines noch unerforschten Planeten durchzuführen und so eine Karte herzustellen, was
bis jetzt mit den zur Landvermessung bekannten Verfahren nicht möglich ist. Wird die erfindungsgemäße
Vorrichtung auf einem solchen unerforschten Planeten in einem weichen Landemanöver abgesetzt, so kann
diese sich über ein Fern steuersystem fortbewegen, während die durch die Vorrichtung ermittelten Aufzeichnungen
über elektrische Wellen zur Erde vermittelt werden können. Dadurch läßt sich die Topographic
einer Planetenoberfläche graphisch darstellen.
Claims (8)
- Patentansprüche:1 Vorrichtung zur automatischen Landvermessung unter Verwendung eines auf einem Vermessimgsfahrzeiig angeordneten Systems von Drucklibellen, d a durch gekennzeichnet, daß eine /ur Messung der Höhendifferenz in bez.ug aul einen vorgegebenen Festpunkt bestimmte DrueklibelL (.<! (z)) in einer zur Längsachse des Vermessungsfahrzeugs parallelen Fbene angeordnet ist. daß mindestens eine andere Druckltbelle (A [χ). \ 11·)| mit einer Additionswelle (36) und mindestens eine weitere Drucklibelle M'U), A'(y)] mit einer Subtraktionswelle (37) verbunden lind, daß die Additions- und die Subtraktionswelle gemeinsam über eine t'bertragungswelie (32) von einer eine Azimiitversehiebunp angebenden Vorr.chtung. insbesondere einem Kreiselkompaß belätigbar sind und daß die Drucklibellen (A{x), A (y). 4 (χι. -Γ (ν)) in einer zur Fbene der Drucklibelle (A IrI) parallelen Fbene liegen
- 2 Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Beseitigung der Querneigung des Systems von Drucklibellen bestimmt« weitere Drucklibelle ( 1 (h)) in einer zur Längsachse des Fahrzeugs senkrechten Ebene auf einei Steuerwelle (13) angeordnet ist. die als Führung Tür die Additions- (361. die Subtrakttons- (37) und die Übertragungswelle (32) dient, und daß die Wellen (36. 37. 321 unabhängig von der Steuerwelle 113) drehbaf sind
- V Drucklibelle zur Verwendung bei einer Vor richtung zur automatischen Landvermessung nach Anspruch I. die aus einem flüssigkeitsenthaltender rotationssy mmetrischen Behältnis besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (2) an wenig stens einer festgelegten Stelle einen durch Druck einwirkung veränderbaren elektrischen Wider stand (R) aufweist
- 4 Drucklibelle nach Anspruch 3. dadurch ge kennzeichnet, daß zwei druckempfindliche Wider stände (R,. Rt) an peripheren. diametral gegen überliegenden Punkten des rotationssymmetrisch ausgebildeten Behältnisses (2) der DrucklibelU angeordnet sind.
- 5. Drucklibelle nach Anspruch 3 oder 4. da durch gekennzeichnet, daß der Widerstand (Rx. Rr den Zweig einer von der durch die Längsbewegunj des Vermessungsfahrzeuges erzeugten elektro motorischen Kraft gespeisten Brückenschaltuns bildet, durch die bei Schwenkung der zugeordneter Drucklibelle in der Signaldiagonalen der Brücken schaltung ein Signal bew irkt wird, das proportiona zum Sinus des Schwenkwinkels ist.
- 6. Drucklibelle nach einem der Ansprüche ; bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Behältni: (2) nach Art einer zylindrischen Dose oder al: Toroid ausgebildet ist.
- 7. Drucklibelle nach einem der Ansprüche '. bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der druck empfindliche Widerstand (Rx. R1) am Außen mantel des Behältnisses (2) durch eine Membrar (7) von der Flüssigkeit (4) abgetrennt ist.
- 8. Drucklibelle nach einem der Ansprüche '. bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstanc (R1. R) nach All eines Mikrophons ausgebildet istHierzu 4 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69611555T2 (de) | Zweiachsiger Neigungsmesser | |
EP0117226A2 (de) | Messinstrument zum Feststellen von Abweichungen bezüglich dem Lot und/oder der Waagrechten und Verwendung desselben | |
DE840449C (de) | Kompassanlage, insbesondere Erdinduktorkompass zum Messen der Richtung des magnetischen Erdfeldes | |
DE2555484A1 (de) | Magnetische kursvorgabe | |
DE2400002A1 (de) | Statische, nicht pendelnde vorrichtung zur bestimmung des kurses an bord eines fahrzeugs | |
DE2535493A1 (de) | Einrichtung zur messung der geschwindigkeit eines hubschraubers | |
DE2810270C2 (de) | ||
DE1238681B (de) | Landkompass | |
DE1901626C (de) | Vorrichtung zur automatischen Land vermessung unter Verwendung von Drucklibellen | |
DE1497740B2 (de) | Planetarium | |
DE749842C (de) | Auf der Wirkung des erdmagnetischen Feldes beruhender Kompass | |
DE1901626A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Landvermessung unter Verwendung von Drucklibellen | |
DE1928760B2 (de) | Kreiselkompaß | |
DE1547523C3 (de) | Planetarium | |
DE3408137C2 (de) | ||
DE1129005B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung von Stroemungsmitteln | |
DE1773508C3 (de) | Navigationsinstrument zum Bestimmen der Position eines Fahrzeugs | |
DE867363C (de) | Steuerungseinrichtung fuer Stabilisierungsanlagen, besonders von Schiffen | |
DE1773508B2 (de) | Navigationsinstrument zum bestimmen der position eines fahrzeugs | |
DE1673918A1 (de) | Kreiselgeraet | |
DE1623555A1 (de) | Navigationsgeraet fuer Fahrzeuge | |
DE196285C (de) | ||
DE1516190B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Magnetfeldern | |
DE746836C (de) | Verfahren und Vorrichtungen zur elektrischen Untersuchung des Untergrundes | |
DE1275772B (de) | Anordnung zur Ermittlung des aus fahrzeugeigenen magnetischen Stoerfeldern resultierenden Kursfehlers in kompassgefuehrten Kurskreiselanlagen |