DE19802379A1

DE19802379A1 - Vermessungsgerät

Info

Publication number: DE19802379A1
Application number: DE19802379A
Authority: DE
Inventors: Masami Shirai; Atsumi Kaneko
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: US5949548A; DE19802379C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Vermessungsgerät wie z. B. eine Gesamtstation oder ein elektronisches Tachymeter, und im engeren Sinne ein Vermessungsgerät, mit dem auch die eigene Höhenlage erfaßt werden kann.

Es wurde bereits eine Einrichtung zur elektronischen Entfernungsmessung ent wickelt, bei der eine Lichtwelle an einem Objekt reflektiert wird und die nach Empfang der reflektierten Welle eine Berechnung der Entfernung zu dem reflektie renden Objekt ermöglicht. Die elektronische Entfernungsmessung wird so ausge führt, daß ein bekannter Punkt in dem Meßgerät als Ursprung festgelegt wird, dessen Position relativ zu der Vertikalen durch das Meßgerät vorgegeben ist. Zum Berechnen der Höhenlage der Station aus den Entfernungsmeßdaten ist der ver tikale Abstand zwischen dem Ursprung und der Station, d. h. die Instrumentenhö he, erforderlich.

Üblicherweise wird die Instrumentenhöhe so gemessen, daß das eine Ende eines Bandmaßes an einem metallenen Anschluß an einer Seite des Hauptgehäuses des Vermessungsgeräts befestigt wird, so daß das andere Ende am Boden ange ordnet ist, wonach dann die Höhe an dem Bandmaß abgelesen wird.

Durch Anlegen des Bandmaßes an eine Seite des Hauptgehäuses des Vermes sungsgeräts hat diese Stelle einen horizontalen Abstand zu dem Standpunkt, so daß die Messung der Höhe leicht fehlerhaft sein kann. Da die Genauigkeit des Bandmaßes gering ist, ist ein genaues Erfassen der Instrumentenhöhe schwierig, und deshalb ist die Genauigkeit der resultierenden Messung gering, auch wenn eine sehr genaue Entfernungsmessung mit einem elektronischen Entfernungs messer durchgeführt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Vermessungsgerät anzugeben, mit dem die In strumentenhöhe leicht und sehr genau erfaßt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 22. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Gesamtstation als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 die Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Gesamtstation,

Fig. 3 die Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Gesamtstation, bei der ein Fernrohr um eine horizontale Achse um 90° gedreht ist und der Innenaufbau schematisch angedeutet ist,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 2 mit der in Fig. 3 gezeigten Ausrichtung des Fernrohrs,

Fig. 5 die Vorderansicht einer Fokussierplatte der in Fig. 1 gezeigten Gesamtstation,

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Gesamtstation auf einem Stativ, so daß eine Zentrierung möglich ist,

Fig. 7 ein auf der Fokussierplatte bei dem Zentrieren erzeugtes Bild als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 die Gesamtstation mit dem Stativ und einer Prismeneinheit bei der Messung der Instrumentenhöhe bei dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9 die Draufsicht der Prismeneinheit nach Fig. 8,

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Prismeneinheit nach Fig. 8,

Fig. 11 die Draufsicht einer Prismeneinheit einer Gesamtstation als zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 12 die Seitenansicht der Prismeneinheit nach Fig. 11,

Fig. 13 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Gesamtstation mit Stativ als drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 14 den Längsschnitt einer Gesamtstation als viertes Ausführungsbeispiel,

Fig. 15 die Vorderansicht der Gesamtstation nach Fig. 14 mit Darstellung des Strahlengangs des Fernrohrs,

Fig. 16 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Gesamtstation als fünftes Ausführungsbeispiel,

Fig. 17 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Gesamtstation als sechstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 18 die Seitenansicht der Gesamtstation nach Fig. 17,

Fig. 19 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Gesamtstation als siebtes Ausführungsbeispiel,

Fig. 20 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Gesamtstation mit Stativ als achtes Ausführungsbeispiel,

Fig. 21 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Gesamtstation nach Fig. 20,

Fig. 22 die Vorderansicht einer Spiegeleinheit bei dem achten Ausfüh rungsbeispiel,

Fig. 23 den Schnitt der Spiegeleinheit nach Fig. 22,

Fig. 24 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Spiegeleinheit nach Fig. 22,

Fig. 25 die Vorderansicht der Prismeneinheit des achten Ausführungsbeispiels,

Fig. 26 die Draufsicht der Prismeneinheit nach Fig. 25,

Fig. 27 die Seitenansicht der Prismeneinheit nach Fig. 25,

Fig. 28 ein durch das Fernrohr beim Erfassen der Instrumentenhöhe sichtbares Bild bei dem achten Ausführungsbeispiel,

Fig. 29 die Positionsbeziehung der Punkte zum Erfassen der Instrumen tenhöhe bei dem achten Ausführungsbeispiel,

Fig. 30 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Gesamtstation mit Stativ als neuntes Ausführungsbeispiel,

Fig. 31 ein in dem Fernrohr des neunten Ausführungsbeispiels bei Anvisieren des Basispunktes sichtbares Bild, und

Fig. 32 die Positionsbeziehung der Punkte zum Erfassen der Instrumen tenhöhe bei dem neunten Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 bis 4 ist eine Gesamtstation als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen die Seitenansicht und die Vorderansicht. Fig. 3 zeigt die Vorderansicht der Gesamtstation mit einem um eine horizontale Achse um 90° gedrehten Fernrohr, wobei dessen innere Konstruktion schematisch an gedeutet ist. Fig. 4 zeigt den Schnitt IV-IV aus Fig. 2, wobei das Fernrohr die in Fig. 3 gezeigte Richtung hat.

Die Gesamtstation 20 hat eine Basis 21, die auf einem (nicht dargestellten) Drei bein als Stativ sitzt. Die Basis 21 hat eine ortsfeste Platte 21b, mit der das Stativ verbunden ist und die drei Einstellelemente 21a für die horizontale Lage trägt. Ei ne Gewindebohrung 40 (Fig. 4) zum Anschließen des Stativs ist in der Mitte der ortsfesten Platte 21b vorgesehen. Durch Drehen der Einstellelemente 21a um die jeweilige Achse kann die Gesamtstation 20 relativ zum Stativ aufwärts und ab wärts bewegt werden, so daß sie bezüglich einer horizontalen Ebene eingestellt wird.

Ein Hauptgehäuse 23 ist über der Basis 21 angeordnet und kann um eine verti kale Achse J durch die Mitte der Gesamtstation 20 gedreht werden. Das Haupt gehäuse 23 wird um die vertikale Achse J mit einer Einstellschraube 25 gedreht. Eine Anzeigeeinheit 24 ist am unteren Teil des Hauptgehäuses 23 angeordnet und dient der Anzeige verschiedener Informationen, die die Gesamtstation 20 be treffen oder eines Meßergebnisses. Ein Mikrocomputer 11 ist im Hauptgehäuse 23 angeordnet und steuert die Einheiten der Gesamtstation 20 zum Durchführen verschiedener Rechnungen. Das Hauptgehäuse 23 hat eine Lichtdurchgangsöff nung 42 von der Mitte der Oberseite 23a bis zum Boden des Hauptgehäuses 23. Die Lichtdurchgangsöffnung 42 ist auf die Gewindebohrung 40 ausgerichtet.

Das Hauptgehäuse 23 hat einen Raum 28, in dem eine Fernrohreinheit 26 ange ordnet ist. Diese ist im Hauptgehäuse 23 um eine horizontale Achse S (in der Pfeilrichtung A) drehbar gelagert. Ein Fernrohr 22 befindet sich etwa in der Mitte der Fernrohreinheit 26 und wird zusammen mit dieser um die horizontale Achse S geschwenkt. Ein Handgriff 27 an der Oberseite des Hauptgehäuses 23 überbrückt den Raum 28.

Beim Zentrieren oder Messen der Instrumentenhöhe der Gesamtstation 20 wird das Fernrohr 22 um die horizontale Achse S um 90° gegenüber der in Fig. 1 ge zeigten Lage geschwenkt. Bei einer Operation wie dem Zentrieren wird die Ge samtstation 20 so eingesetzt daß die optische Achse des Fernrohrs 22 mit der vertikalen Achse J zusammenfällt.

Das Fernrohr 22 hat ein Okular 30, eine Fokussierplatte 32, ein Porroprisma 34, eine Zwischenlinse 36 und eine Objektivlinse 38. Ein dichroitischer Spiegel 31, der nur Infrarotlicht reflektiert, ist zwischen der Zwischenlinse 36 und der Objektivlinse 38 angeordnet, und ein Prisma 35, ein Lichtabgabeelement 37 und ein Lichtauf nahmeelement 39 sind neben dem dichroitischen Spiegel 31 angeordnet.

Das Lichtabgabeelement 37 gibt Infrarotlicht (d. h. das Entfernungsmeßlicht) ab, welches an dem dichroitischen Spiegel 31 reflektiert wird und dann durch die Ob jektivlinse 38 austritt. Es wird z. B. an einer Stationsmarke reflektiert und auf den dichroitischen Spiegel 31 durch das Objektiv 36 zurückgeführt. Dann wird es an dem dichroitischen Spiegel 31 reflektiert und dem Lichtaufnahmeelement 39 über das Prisma 35 zugeführt.

Ein Objekt, das mit dem Fernrohr 22 anvisiert wird, erzeugt ein Bild auf der Fo kussierplatte 32 über die Zwischenlinse 36 und die Objektivlinse 38. Wie Fig. 5 zeigt, befindet sich auf der Fokussierplatte 32 ein Fadenkreuz 33 zum Erfassen der Mitte der Fokussierplatte 32. Ferner ist ein Spiegel 29 in der Mitte des Hand griffs 27 befestigt, der der Objektivlinse 30 gegenüberliegt, wenn das Fernrohr 22 so geschwenkt ist, daß seine Achse mit der vertikalen Achse J zusammenfällt.

In diesem Zustand des Fernrohrs 22 wird ein Bild einer Stationsmarke, die auf der Achse J unter dem Hauptgehäuse 23 liegt, auf der Fokussierplatte 32 über die Gewindebohrung 40 und die Lichtdurchgangsöffnung 42 erzeugt. Das Bild kann auf der Fokussierplatte 32 über das Okular 30 und den Spiegel 29 betrachtet wer den, so daß es mit dem Fernrohr 22 anvisiert werden kann. Die Visierrichtung fällt mit der vertikalen Achse J zusammen wie Fig. 3 und 4 zeigen.

Das Okular 30 kann von dem Fernrohr 22 abgenommen werden. Durch Auswech seln kann dessen Vergrößerung geändert werden.

Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Gesamtstation 20 und des Stativs 12, die so angeordnet sind, daß eine Zentrierung der Gesamtstation 20 möglich ist.

Das Stativ 12 hat drei Fernrohrische Beine 14. Beim Zentrieren ist es über der Stationsmarke angeordnet, und die Gesamtstation 20 befindet sich auf dem Stativ 12. Eine Fixierschraube 18 ist in die Halterung des Stativs 12 nach oben einge setzt, in die Gewindebohrung 40 der ortsfesten Platte 21b eingeschraubt und leicht festgezogen. Die Fixierschraube 18 hat eine Lichtdurchgangsöffnung 44 in Richtung ihrer Längsachse, die der Lichtdurchgangsöffnung 42 des Hauptgehäu ses 23 gegenüberliegt.

In diesem Zustand wird das Fernrohr um die horizontale Achse S derart ge schwenkt, daß seine optische Achse mit der vertikalen Achse J zusammenfällt. Gleichzeitig wird eine Skala auf einem Höhenkreis (oder Winkelmesser) nicht dar gestellt, betrachtet. Der Höhenkreis ist üblicherweise in einem Vermessungsgerät wie einem Entfernungsmesser angeordnet, um einen horizontalen oder vertikalen Schwenkwinkel des Fernrohrs zu berechnen, und enthält z. B. einen optischen Drehkodierer.

Dann werden unter Betrachtung des Fernrohrs 22 in der Pfeilrichtung B (Fig. 4) über den Spiegel 29 im Handgriff 27 die Positionen des Okulars 30 und der Zwi schenlinse 36 auf der optischen Achse so eingestellt, daß ein Basispunkt (Ziel) P, der durch eine Marke auf dem Stationsboden definiert ist, fokussiert wird. Danach wird die Fixierschraube 18 gelockert. Dann wird die Gesamtstation 20 längs der Fläche der Halterung 16 bewegt, bis das Fadenkreuz 33 der Fokussierplatte 32 und der Basispunkt P zusammenfallen. Die Fixierschraube 18 wird dann wieder angezogen, womit das Zentrieren der Gesamtstation 20 abgeschlossen ist.

Fig. 8 zeigt die Gesamtstation 20 mit Stativ 12 und einer zur Messung der Instru mentenhöhe dienenden Prismeneinheit 50. Diese ist auf dem Basispunkt P ge setzt. Fig. 9 zeigt die Draufsicht der Prismeneinheit 50. Fig. 10 zeigt einen Teil schnitt der Prismeneinheit 50.

Die Prismeneinheit 50 hat eine scheibenförmige Nivellierplatte 52. Diese hat drei von ihrer Unterseite abstehende Stifte, nämlich einen vertikalen Basisstift 54 und zwei Nivellierstifte 55 und 56 jeweils in einem Gewinde der Nivellierplatte 52. Die Stifte 54, 55 und 56 sind am Umfang der Nivellierplatte 52 unter etwa gleichen Abständen angeordnet. Die Nivellierplatte 52 ist mit den Stiften 54, 55, 56 auf den Boden aufgesetzt.

Eine Prismenabdeckung 62 ist an dem oberen Ende des Basisstiftes 54 befestigt, und ein Würfeleckenprisma (Reflexionselement) 60 ist in der Prismenabdeckung 62 angeordnet. Die Spitze 54a des Basisstiftes 54 ist auf den Basispunkt P auf den Boden aufgesetzt. Die Länge von der Spitze 54a zu einem beliebigen Punkt (d. h. Zielpunkt) Q in dem Würfeleckenprisma 60 wird als Prismenhöhe L2 be zeichnet. Die Längsachse des Basisstiftes 54 ist die Basispunktachse T. Der be liebig gesetzte Punkt Q wird in Übereinstimmung mit der Prismenkonstante des Würfeleckenprismas 60 festgelegt. Die Nivellierstifte 55 und 56 haben Gewinde 55b und 56b, die in die Nivellierplatte 52 eingeschraubt sind. Daher kann die hori zontale Lage der Nivellierplatte 52 durch Drehen der Nivellierstifte 55 und 56 um die jeweilige Achse so eingestellt werden, daß die Basispunktachse T vertikal liegt.

Eine Libelle 53 ist etwa in der Mitte der Oberseite der Nivellierplatte 52 angeord net, um deren horizontale Lage zu bestimmen. Die Libelle 53 enthält eine Blase 53a und eine Kreismarke 53b zur visuellen Prüfung. Sie ist so angeordnet, daß ih re Basisebene senkrecht zur Basispunktachse T liegt.

Das Würfeleckenprisma 60 ist ein Reflexionsprisma mit drei zueinander senkrech ten Spiegelflächen und entsteht durch Entfernen einer Ecke eines Glaswürfels und Schleifen der Schnittebene mit einem bestimmten Radius. Das Prisma hat ei ne zentrale Achse normal zur Schnittebene durch den gemeinsamen Scheitel punkt. Es hat also drei Reflexionsebenen 60a, die senkrecht zueinander stehen und mit der Innenwand der Prismenabdeckung 62 in Kontakt sind. Ferner hat es eine Prismenebene 60b koplanar mit einer Fläche 63 der Öffnung der Prismenab deckung 62. Wie Fig. 9 zeigt, scheinen sich bei Betrachtung von der Prismene bene 60b her die drei Kanten 64 zwischen jeweils zwei benachbarten Reflexions ebenen und die Bilder 66 dieser Kanten 64 auf der Prismenebene 60b zu schnei den. Die Basispunktachse T läuft durch den Schnittpunkt der sechs Kanten. Die Kanten 64 sind durch dicke Linien, die Bilder 66 der Kanten 64 durch dünne Lini en dargestellt. Eine Messung der Instrumentenhöhe wird im folgenden beschrie ben. Sie wird mit unter der Gesamtstation 20 angeordneter Prismeneinheit 50 nach der vorstehend beschriebenen Zentrierung durchgeführt.

Zunächst wird das Würfeleckenprisma 60 durch das Fernrohr 22 anvisiert, so daß das Faden kreuz 33 der Fokussierplatte 32 auf den gewählten Punkt Q des Würfe leckenprismas 60 eingestellt wird (Fig. 7). In diesem Zustand erfolgt eine Ab standsmessung. Es werden also Infrarotstrahlen von dem Lichtabgabeelement 37 abgegeben, an dem Würfeleckenprisma 60 reflektiert und auf das Lichtaufnah meelement 39 geleitet. Aus den empfangenen Infrarotstrahlen wird ein Signal ent sprechend dem Abstand von dem Lichtabgabeelement 37 zu dem Würfelecken prisma 60 von dem Lichtaufnahmeelement 39 abgegeben. Dieses Signal wird in den Mikrocomputer 11 verarbeitet, so daß der Abstand von der Mitte O der Ge samtstation 20 zu dem gewählten Punkt Q des Würfeleckenprismas 60 berechnet wird.

Die Höhe L2 von dem Boden zu dem gewählten Punkt Q kann durch Ändern der Prismenkonstante geändert werden. Die Daten der Höhe L2 werden in einem Speicher des Mikrocomputers 11 als Prismenhöhe gespeichert.

Wenn der Abstand L1 von der Mitte O der Gesamtstation 20 zu dem gewählten Punkt Q des Würfeleckenprismas 60 in vorstehend beschriebener Weise erhalten wird, ergibt sich die Instrumentenhöhe H in dem Mikrocomputer 11 nach der fol genden Gleichung

H = L1 + L2 (1).

Ist die Stationsmarke in den Boden eingelassen oder ragt sie über ihn hinaus, so wird der entsprechende Betrag AH mit einem Meßinstrument wie z. B. einer Noni uslehre gemessen und bei der Instrumentenhöhe H aus Gleichung (1) entspre chend positiv oder negativ berücksichtigt, so daß diese korrigiert wird. Der nume rische Wert der korrigierten Instrumentenhöhe wird erforderlichenfalls mit der An zeigeeinheit 24 dargestellt. Die Daten der Instrumentenhöhe können in dem Spei cher des Mikrocomputers 11 gespeichert werden, so daß sie als Teil der für eine Messung erforderlichen Daten genutzt werden.

Wie vorstehend beschrieben, kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel die In strumentenhöhe mit hoher Genauigkeit durch Benutzen des Fernrohrs 22 für eine Abstandsmessung erfaßt werden. Da der Spiegel 29 in dem Handgriff 27 und das Fernrohr 22 zur Abstandsmessung bei der Zentrierung angewendet werden, ist ein separates Zentrierfernrohr nicht erforderlich. Somit kann die Gesamtstation 20 miniaturisiert oder leichter ausgeführt werden, und die Herstellkosten werden ver ringert.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich das Würfeleckenprisma 60 über dem Basispunkt P, wodurch die Instrumentenhöhe H genauer bestimmt werden kann. Obwohl der Abstand von der Gesamtstation 20 zum Basispunkt P direkt oh ne Anordnen der Prismeneinheit 50 auf dem Basispunkt P erfaßbar ist, wird vor zugsweise ein Reflexionselement wie die Prismeneinheit 50 eingesetzt, um eine sehr genaue Instrumentenhöhe zu erhalten, wodurch auch eine sehr genaue Entfernungsmessung möglich ist. Als Reflexionselement kann auch eine Reflexi onsfolie verwendet werden.

Fig. 11 und 12 zeigen eine Prismeneinheit 70 als zweites Ausführungsbeispiel. Da die Konstruktion der Gesamtstation mit derjenigen des ersten Ausführungsbei spiels übereinstimmt, kann auf ihre Beschreibung verzichtet werden.

Die Prismeneinheit 70 hat ein Gehäuse 72 an der Oberseite des Basisstiftes 54. Ein Würfeleckenprisma 60 und eine Libelle 53 sind in dem Gehäuse 72 angeord net. Das Prisma 60 ist so plaziert, daß eine Prismenebene 60b normal zur Ba sispunktachse T liegt, die auch die Längsachse des Basisstiftes 54 ist. Die Libelle 53 ist so angeordnet, daß ihre Oberfläche auch normal zur Basispunktachse T liegt.

Wird eine Abstandsmessung mit der Gesamtstation des zweiten Ausführungsbei spiels durchgeführt, so wird die Prismeneinheit 70 von dem Benutzer so gehalten, daß die Blase 53a der Libelle 53 in der Mitte der Kreismarke 53b liegt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Prismeneinheit 70 nicht mit einer Halterung wie die Nivellierplatte 52 (Fig. 10) versehen, so daß der Benutzer die Prismeneinheit 70 halten muß. Die Konstruktion der Prismeneinheit 70 ist jedoch vereinfacht, wodurch die Herstellkosten weiter verringert werden können. Ferner wird die Instrumentenhöhe bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich wie bei dem ersten leicht und mit hoher Genauigkeit durch Nutzen des Fernrohrs für die Abstandsmessung in Verbindung mit dem Würfeleckenprisma 60 bestimmt.

Wenn bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein spezielles reflektierendes Element an der Station nicht vorhanden ist und eine mit Licht arbeitende Abstandsmeßvor richtung ohne Prisma zur Entfernungsmessung mit von der Station abgegebenem Licht verwendet wird, so kann die Instrumentenhöhe durch Erfassen der an dem Basispunkt reflektierten Lichtstrahlen bestimmt werden, ohne ein reflektierendes Element auf dem Basispunkt anzuordnen.

Fig. 13 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist ein Antireflex adapter 80 in der Gesamtstation 20 vorgesehen. Da der Aufbau im übrigen mit demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmt, kann auf seine Be schreibung verzichtet werden.

Der Durchmesser des für die Abstandsmessung verwendeten Strahlenbündels ist etwa gleich dem Durchmesser der Objektivlinse, und es ist schwierig, den Durch messer der Lichtdurchgangsöffnung 42 zu vergrößern, da der Raum in dem Hauptgehäuse 23 begrenzt ist. Daher ist üblicherweise der Durchmesser des Strahlenbündels des Abstandsmeßlichtes größer als der Durchmesser der Licht durchgangsöffnung 42, und daher wird das Licht an der Außenseite der Gesamt station 20 reflektiert. Diese reflektierte Komponente verursacht Interferenzen, wel che die Genauigkeit der Abstandsmessung beeinträchtigen. Der Antireflexadapter 80 verhindert eine Reflexion des Abstandsmeßlichtes und befindet sich zwischen dem Fernrohr 22 und dem Hauptgehäuse 23.

Der Antireflexadapter 80 hat eine Lichtdurchgangsöffnung 82, deren Durchmesser etwa mit demjenigen der Lichtdurchgangsöffnung 42 des Hauptgehäuses 23 übereinstimmt. Mindestens die dem Fernrohr 22 zugewandte Oberseite und die Innenwand der Lichtdurchgangsöffnung 82 sind z. B. schwarz beschichtet. Der Antireflexadapter 80 hat einen Positionierring 84, der in eine Positionieröffnung 86 des Hauptgehäuses 23 eingesetzt ist. Die Lichtdurchgangsöffnung 82 ist so ein gestellt, daß ihre Achse mit der vertikalen Achse J zusammenfällt und das Ab standsmeßlicht aus dem Fernrohr 22 durch den Antireflexadapter 80 in die Licht durchgangsöffnung 42 ohne Interferenz eintritt.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel erhält man nicht nur die Instrumentenhöhe mit hoher Genauigkeit durch Verwendung des Fernrohrs 22 für eine Messung, sondern es wird auch eine Reflexion an der Außenfläche der Gesamtstation ver hindert, da der Antireflexadapter 80 vorgesehen ist, so daß eine Abstandsmes sung mit hoher Genauigkeit möglich ist.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann anstelle des Antireflexadapters 80 eine optische Einheit wie z. B. ein Strahlendehner vorgesehen sein, der den Durchmes ser des Abstandsmeßlichtes ändert. Ferner kann auch ein Teil der Außenfläche des Hauptgehäuses 23 mit einem Antireflexbelag versehen sein, an dem das Ab standsmeßlicht eintritt.

Fig. 14 und 15 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist eine Variooptik 90 im Handgriff 27 der Gesamtstation 20 nahe dem Spiegel 29 ange ordnet, und im übrigen stimmt die Konstruktion mit derjenigen des ersten Ausfüh rungsbeispiels überein.

Die Variooptik 90 ändert die Vergrößerung, so daß der Basispunkt P beim Zentrie ren leicht anvisierbar ist. Die Variooptik 90 ist in dem Handgriff 27 so angeordnet, daß die Okularlinse dem Endabschnitt des Handgriffs 27 gegenübersteht. Daher kann das Ziel (d. h. der Basispunkt) über die Variooptik 90, den Spiegel 29, das Fernrohr 22 und die Lichtdurchgangsöffnung 42 in der Pfeilrichtung C anvisiert werden. Die entsprechende optische Achse ist in Fig. 14 und 15 strichpunktiert dargestellt und fällt mit der vertikalen Achse J zusammen. Das Variosystem 90 ist also auf der optischen Achse des Fernrohrs 22 derart angeordnet, daß sich beide Einheiten beiderseits des Spiegels 29 befinden.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann also nicht nur die Instrumentenhöhe mit hoher Genauigkeit durch Verwenden des Fernrohrs 22 für die Messung erhalten werden, sondern auch die Zentriergenauigkeit wird durch die Variooptik 90 erhöht. Fig. 16 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einem Zentrierfernrohr 100. Wäh rend das Fernrohr 22 bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel zum Zentrie ren dient, ist hierfür beim fünften Ausführungsbeispiel das Fernrohr 100 vorgese hen.

Das Zentrierfernrohr 100 ist unter dem Fernrohr 22 des Hauptgehäuses 23 ange ordnet. Eine Okularlinse 102, eine Fokussierplatte 104, ein optisches Element 106 und eine Objektivlinse 107 sind in dem Zentrierfernrohr 100 vorgesehen. Ein Strahlenteiler 106a an der Spitze des optischen Elements 106 ist in der Licht durchgangsöffnung 42 angeordnet, so daß die optische Achse K des Zentrierfern rohrs 100 so umgelenkt ist, daß ein Teil mit der vertikalen Achse J zusammenfällt. Eine Schicht, die das Abstandsmeßlicht durchläßt und sichtbares Licht reflektiert, ist auf den Strahlenteiler 106a aufgebracht.

Transparente Abdeckungen 108 und 109 sind am oberen und unteren Ende der Lichtdurchgangsöffnung 42 angeordnet, so daß diese wetterfest ist. Im übrigen stimmt die Konstruktion mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.

Wie vorstehend beschrieben, ist bei dem fünften Ausführungsbeispiel das opti sche Element 106 vorgesehen, das mit einer nur das Abstandsmeßlicht durchlas senden Schicht versehen ist. Die Lichtdurchgangsöffnung 42, in der das Zentrier fernrohr sitzt, ist in der Gesamtstation 20 ausgebildet. Daher kann das Ziel (d. h. der Basispunkt) vertikal unter der Meßvorrichtung durch das Zentrierfernrohr 100 anvisiert werden, um das Gerät zu zentrieren. Danach wird das Fernrohr 22 wie bei den vorherigen Ausführungsbeispiel nach unten geschwenkt und eine Ab standsmessung mit einem das optische Element 106 durchsetzenden Lichtstrahl ausgeführt, so daß die Instrumentenhöhe erfaßt wird. Das Abstandsmeßlicht durch das Fernrohr 22 läuft durch das optische Element 106 längs der vertikalen Achse J, so daß der Abstand von der Mitte O zu dem Ziel (d. h. dem Basispunkt) unter dem Vermessungsgerät erhalten wird. Bei der Abstandsmessung sollte ein Korrekturbetrag entsprechend der Dicke der Abdeckungen 108 und 109 und des Strahlenteilers 106a berücksichtigt werden.

Fig. 17 und 18 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Abstandsmeßvorrichtung zum Erfassen der Instrumentenhöhe.

Ähnlich wie bei der Gesamtstation des ersten Ausführungsbeispiels hat die Ab standsmeßvorrichtung 200 eine Basis 201 mit einer ortsfesten Platte 201b und horizontalen Einstellelementen 201a. Die ortsfeste Platte 201b dient zur Montage der Abstandsmeßvorrichtung 200 auf einem Stativ (nicht dargestellt). Durch Dre hen der Einstellelemente 201a um die jeweilige Achse kann die Abstandsmeßvor richtung 200 horizontal eingestellt werden. Eine Gewindebohrung 202, in der eine Fixierschraube zum Verbinden der Abstandsmeßvorrichtung mit dem Stativ vor gesehen ist, befindet sich in der Mitte der ortsfesten Platte 201b.

Das Hauptgehäuse 203 über der Basis 201 kann über die vertikale Achse J durch die Mitte der Abstandsmeßvorrichtung 200 gedreht werden, indem eine Einstell schraube 205 betätigt wird. Eine Anzeigeeinheit 204 ist am unteren Teil des Hauptgehäuses 203 vorgesehen und dient der Anzeige verschiedener Informatio nen, die die Abstandsmeßvorrichtung 200 betreffen. Ein (nicht dargestellter) Mi krocomputer befindet sich im Hauptgehäuse 203 und dient zur Steuerung der Einheiten der Abstandsmeßvorrichtung 200 und für verschiedene Berechnungen. Eine Lichtdurchgangsöffnung 206 ist im Hauptgehäuse 203 vorgesehen und er streckt sich von der Mitte der Oberseite 203a durch den Boden des Hauptgehäu ses 203. Die Lichtdurchgangsöffnung 206 steht der Gewindebohrung 202 gegen über.

Eine Abstandmeßeinheit 208 ist in einem Raum 207 des Hauptgehäuses 203 für ein Fernrohr vorgesehen. Die Abstandsmeßeinheit 208 ist im Hauptgehäuse 203 um eine horizontale Achse S drehbar gelagert. Sie wird mit einer Einstellschraube 209 gedreht und in einer vorbestimmten Stellung fixiert. Sie enthält ein optisches Abstandsmeßsystem (d. h. Fernrohr) 210.

Die Abstandsmeßvorrichtung 200 hat einen Positioniermechanismus zum Be stimmen, ob die optische Achse des Abstandsmeßsystems 210 mit der vertikalen Achse J zusammenfällt. Der Positioniermechanismus hat einen ersten Index 211, der an einer Seite der Abstandsmeßeinheit 208 angeordnet ist, und einen zweiten Index 212, der an der Oberseite der Hauptgehäuses 203 angeordnet ist. Eine Unterseite 211a des ersten Index 211 ist eine konkave zylindrische Fläche, deren Krümmungsmittelpunkt auf der horizontalen Achse S liegt, und eine Oberseite 212a des zweiten Index 212 ist eine konvexe zylindrische Fläche, deren Krüm mungsmittelpunkt auf der horizontalen Achse S liegt. Diese Flächen 211a und 212a stehen miteinander in Gleitberührung.

Eine erste Marke M1, nämlich ein Pfeil in Richtung zum zweiten Index 212, ist auf dem ersten Index 211 angeordnet, und eine zweite Marke M2 in Richtung zum ersten Index 211 ist auf dem zweiten Index 212 vorgesehen. Diese Marken M1 und M2 stehen einander gegenüber, wenn das optische Abstandsmeßsystem 210 auf die vertikale Achse J eingestellt ist. Die Marken M1 und M2 sind vorgesehen, weil die Abstandsmeßvorrichtung 200 normalerweise keinen horizontalen Höhen kreis hat.

Die Abstandsmeßeinheit 208 hat eine (nicht dargestellte) Libelle, die so konstru iert ist, daß die Blase in der Mitte liegt, wenn die Abstandsmeßvorrichtung 200 horizontal ausgerichtet ist.

Die Abstandsmeßeinheit 208 hat ein Zentrierfernrohr 213. Dieses ist ähnlich dem Zentierfernrohr 100 (Fig. 16) des fünften Ausführungsbeispiels aufgebaut und hat ein Okular 214, eine Fokussierplatte 215, ein optisches Element 216 und eine Ob jektivlinse 217.

Daher wird bei dem sechsten Ausführungsbeispiel zunächst das Ziel (d. h. der Basispunkt) vertikal unter der Abstandsmeßeinheit 208 durch das Zentrierfernrohr 213 anvisiert, so daß das Gerät zentriert wird. Dann wird die Abstandsmeßeinheit 208 abwärts gerichtet, so daß die Marken M1 und M2 einander gegenüberstehen, und es wird eine Abstandsmessung zum Erfassen der Instrumentenhöhe durchge führt. Man erhält dasselbe Ergebnis wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel.

Fig. 19 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei hat im Ver gleich mit dem sechsten Ausführungsbeispiel ein Positioniermechanismus zum Einstellen der optischen Achse des optischen Abstandsmeßsystems (nicht dar gestellt) der Abstandsmeßeinheit 208 auf die vertikale Achse J eine andere Kon struktion, im übrigen ist die Konstruktion gleichartig.

Bei dem siebten Ausführungsbeispiel ist eine konische Aussparung 221 auf einer mit der Abstandsmeßeinheit 208 einstückigen Drehachse 220 ausgebildet, die im Hauptgehäuse 203 drehbar gelagert ist. Eine mit der Aussparung 221 verrastbare Kugel 222 ist im Hauptgehäuse 203 angeordnet. Sie befindet sich in einer Boh rung, und eine Feder 224 drückt sie in die Aussparung 221.

Die Aussparung 221 ist so ausgebildet, daß die Kugel 222 in sie einrastet, wenn die optische Achse des Abstandsmeßsystems mit der vertikalen Achse J zusam menfällt. Somit wird bei dem siebten Ausführungsbeispiel das Abwärtsschwenken der Abstandsmeßeinheit 208 vereinfacht.

Fig. 20 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei hat die mit ei nem Stativ 12 verbundene Gesamtstation 20 eine Spiegeleinheit 300 und eine Prismeneinheit 50 mit Würfeleckenprisma 60 am Basispunkt (d. h. Zielpunkt) P unter der Gesamtstation 20. Diese hat keine Gewindebohrung wie bei den vorhe rigen Ausführungsbeispielen. Das Zentrierfernrohr 100, mit dem die Mitte der Ge samtstation 20 über dem Basispunkt positioniert werden kann, befindet sich im Hauptgehäuse 23. Im übrigen stimmt die Konstruktion mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein.

Die Spiegeleinheit 300 ist an der Vorderseite des Fernrohrs 22 befestigt, das um die horizontale Achse, d. h. die Mitte O der Gesamtstation 20, geschwenkt werden kann. Die Spiegeleinheit 300 hat einen ersten Spiegel 301, der um einen Abstand a gegenüber der Mitte O des Fernrohrs 22 versetzt ist, so daß die optische Achse des Fernrohrs 22 mit einem vorbestimmten Winkel α umgelenkt wird.

Das von dem Fernrohr 22 abgegebene Abstandsmeßlicht wird über den Umlenk winkel α auf den Spiegel 301 geleitet und tritt in das Würfeleckenprisma 60 der Prismeneinheit 50 ein, wie es Fig. 20 mit einer strichpunktierten Linie zeigt. Das Licht wird an dem Prisma 60 zurück zum Fernrohr 22 reflektiert. Somit wird der Abstand L von der Mitte O der Gesamtstation 20 zum Prisma 60 über den Spiegel 301 mit der Gesamtstation 20 erfaßt, die ein elektronischer Entfernungsmesser ist.

Fig. 21 zeigt eine Seitenansicht der Gesamtstation 20 mit der Spiegeleinheit 300. Fig. 22 zeigt die Vorderansicht der Spiegeleinheit 300. Fig. 23 zeigt einen vergrö ßerten Schnitt der Spiegeleinheit 300. Die strichpunktierte Linie S in Fig. 22 zeigt die durch die Mitte O verlaufende horizontale Achse.

Die Fernrohreinheit 26 mit dem Fernrohr 22 wird im Hauptgehäuse 23 um die ho rizontale Achse S in Pfeilrichtung A geschwenkt. Die Fernrohreinheit 26 und das Fernrohr 22 werden durch die Einstellschraube 310 als eine Einheit gedreht. Eine Okularlinse 302 ist an einem Ende des Fernrohrs 22 lösbar befestigt, und die Spiegeleinheit 300 ist mit dem anderen Ende des Fernrohrs 22 verbunden. Eine transparente Fokussierplatte (nicht dargestellt) ist in dem Fernrohr 22 angeordnet, und ein Fadenkreuz auf der Fokussierplatte ermöglicht das Zentrieren.

Die Spiegeleinheit 300 hat eine hohle Parallelepiped-Säule 303 und eine zylindri schen Teil 304 in Verbindung mit der Säule 303 und ist dem Spiegel 301 gegen über angeordnet. Die Säule 303 liegt horizontal, und ihr Boden hat eine Öffnung 305. Sie hat einen U-förmigen Querschnitt senkrecht zur Längsachse. Die Mitte des zylindrischen Teils 304 ist auf der Mitte des U-förmigen Querschnitts der Säule 303 angeordnet. Die Längsachse der Säule 303 und die Achse des zylin drischen Teils 304 fallen etwa mit der optischen Achse des Fernrohrs zusammen. Der Radius des zylindrischen Teils 304 ist größer als die Diagonale des U-förmi gen Querschnitts der Säule 303.

Die Säule 303 hat eine geneigte Platte 306 an ihrem dem zylindrischen Teil 304 abgewandten Ende. Der Spiegel 303 ist an der Innenseite der geneigten Platte 306 unter einem Winkel θ gegenüber der optischen Achse des Fernrohrs 22 an geordnet. Dieser Winkel θ kann je nach Erfordernis eingestellt werden. Der Zu sammenhang der Winkel θ und α ergibt sich nach der folgenden Formel

α = π-2θ (0 < θ < π/2) (2)

Ein Anschluß des Fernrohrs 22 hat eine Wand 22a mit Innengewinde, eine glatte Wand 22b und eine Anschlagsfläche 22c. Die Wand 22a ist nahe der Stirnseite angeordnet und hat einen größeren Durchmesser als die glatte Wand 22b. Diese liegt zwischen der Wand 22a und der Anschlagsfläche 22c, welche senkrecht zu den Wänden 22a und 22b steht. Der zylindrische Teil 304 der Spiegeleinheit 300 ist an das Fernrohr 22 so angeschlossen, daß eine erste Außenfläche 304a in die glatte Wand 22b eingesetzt ist und ein Ende 304d in Kontakt mit der Anschlags fläche 22c steht, so daß sich eine feste Position der Spiegeleinheit 300 auf der optischen Achse ergibt.

Zwischen dem zylindrischen Teil 304 und dem Anschluß des Fernrohrs 22 befin det sich ein Fixierring 307, mit dem die Spiegeleinheit 300 an dem Fernrohr 22 befestigt ist. Eine Innenseite des Fixierrings 307 steht mit einer zweiten Außenflä che 304c des zylindrischen Teils 304 in Eingriff, und ein Außengewinde 307a des Fixierrings 307 ist in das Innengewinde 22a eingeschraubt. Ein Anschlagring 308 sitzt auf dem zylindrischen Teil 304 und verhindert ein Trennen des Fixierringes 307 von dem zylindrischen Teil 304.

Fig. 24 zeigt einen Teilschnitt der Spiegeleinheit 300. Ein Positionierstift 311 ist an dem zylindrischen Teil 304 befestigt. Die Anschlagsfläche 22c (Fig. 23) des Fern rohrs 22 hat eine Stiftnut 22d, in die der Positionierstift 311 eingesetzt ist, so daß die Drehposition des Spiegels 301 fest eingestellt ist.

In Fig. 25 bis 27 ist die Prismeneinheit 50 des achten Ausführungsbeispiels dar gestellt.

Die Prismeneinheit 50 hat eine scheibenförmige Nivellierplatte 52, auf der ein Prismenhalter 351 angeordnet ist. Dieser hat eine Grundplatte 351a und Halte platten 351b, die an beiden Seiten der Grundplatte 351a nach oben stehen. Die Grundplatte 351a ist auf der Nivellierplatte 52 mit Schrauben 352 befestigt.

Das Würfeleckenprisma 60 wird mit den Halteplatten 351b so gehalten, daß es um eine horizontale Achse T (in Richtung B in Fig. 27) gedreht werden kann. Eine Halteöffnung 321c ist in jeder Halteplatte 351b vorgesehen, und ein Lagerstift 353 ist in jede Halteöffnung 351c eingesetzt, so daß er zur Innenseite des Prismenhal ters 50 absteht. Eine Prismenabdeckung 62, in der das Würfeleckenprisma 60 angeordnet ist, hat an der Außenseite Laschen 354. Jede Lasche 354 hat eine Öffnung 354a, in die der Lagerstift 353 eingesetzt ist, so daß die Abdeckung 62 und das Prisma 60 um die Lagerstifte 353, d. h. um die Drehachse T, gedreht wer den können.

Wie zuvor an Hand der Fig. 9 beschrieben, schneiden sich die drei Kanten des Prismas 60 und deren Bilder auf der Prismenebene 60b. Die Mitte N des Prismas 60 ist der Schnittpunkt auf der Prismenebene 60b, und die Drehachse T läuft durch die Mitte N.

Auf der Vorderseite 63 der Prismenabdeckung 62 sind Marken M3 vorgesehen, so daß jede Seite des Prismas 60 so einstellbar ist, daß sie die Drehachse T schnei det. Durch Erkennen, ob die Marken M3 mit den Seiten zusammenfallen, kann bestimmt werden, ob die Vorderseite 63, d. h. die Prismenebene 63b, senkrecht zur optischen Achse des Fernrohrs 22 liegt. Durch Einstellen der Seiten auf die Marken M3 wird das Meßergebnis mit höherer Genauigkeit erzielt.

Im übrigen stimmt die Konstruktion der Prismeneinheit 50 mit derjenigen der Pris meneinheit 50 des ersten Ausführungsbeispiels überein, die in Fig. 9 und 10 ge zeigt ist. Bei dem achten Ausführungsbeispiel ist der Basisstift 54 so vorgesehen, daß seine Achse durch die Mitte N des Prismas 60 läuft, und die Spitze 54a des Basisstiftes 54 ist auf dem Basispunkt P angeordnet (Fig. 20). Die Prismenhöhe d ist der Abstand von der Spitze 54a zur Mitte N.

Die Arbeitsweise des achten Ausführungsbeispiels wird im folgenden beschrie ben. Zunächst wird die Gesamtstation 20 an dem Stativ 12 über den Basispunkt P gestellt, und sie wird wie folgt nivelliert und visiert. In dem Mikrocomputer sind die Größen a, d und 0 als bekannte Daten gespeichert. Die Prismenkonstante, mit der die gemessenen Daten zu korrigieren sind, wird aus der Prismenmitte N bestimmt.

Der zylindrische Teil 304 der Spiegeleinheit 300 ist an der Wand 22b des Fern rohrs 22 befestigt, so daß die Spiegeleinheit 300 auf die optische Achse des Fern rohrs 22 eingestellt und positioniert ist. Dann wird die Spiegeleinheit 300 um die optische Achse gedreht, bis der Positionierstift 311 in die Nut 22d einrastet. Somit ist die Drehposition des Spiegels 301 fixiert, so daß der Spiegel 300 einen von dem Fernrohr 22 abgegebenen Lichtstrahl auf das Prisma 60 reflektieren kann. Dann wird der Fixierring 307 in das Innengewinde 22a eingedreht, so daß das Ende des zylindrischen Teils 304 mit der Anschlagsfläche 22c in Kontakt kommt. Somit ist der Abstand a von der Mitte O der Gesamtstation 20 zu der Stelle R des Spiegels 301 fixiert. Die Prismeneinheit 50 wird so plaziert, daß die Spitze 54a des Basisstiftes 54 auf dem Basispunkt P steht. Die Nivellierstifte 55 und 56 wer den gedreht, während die Blase 53a in der Mitte der kreisrunden Marke 53b der Libelle 53 gehalten wird, wodurch die Nivellierplatte so eingestellt wird, daß die Achse J vertikal wird.

Fig. 28 zeigt ein Bild durch das Fernrohr 22, wenn das Würfeleckenprisma 60 an visiert wird. Dieses wird um die Achse T derart gedreht, daß seine Vorderseite 63 dem Spiegel 301 etwa gegenübersteht. Das Fernrohr 22 wird um die horizontale Achse und die vertikale Achse geschwenkt, und dann wird das Fadenkreuz 361 mit Hilfe des Fernrohrs 22 auf die Mitte N des Prismas 60 eingestellt. Nach dieser Operation wird eine Abstandsmessung durchgeführt, so daß der Abstand L von der Mitte O von der Gesamtstation 20 zur Mitte N des Prismas 60 über den Punkt R des Spiegels 301 erhalten wird.

Fig. 29 zeigt die Positionsbeziehung der Punkte O, R und N. Wie die folgende Gleichung (3) angibt, erhält man die Länge der Seite ON aus der Seite OR, der Seite RN und dem Winkel α nach trigonometrischen Regeln, und die Instrumen tenhöhe H ergibt sich durch die Summe der Seite ON und der vorgegebenen Ge raden NP. Ist der Basispunkt P in den Boden eingelassen oder steht er aus ihm hervor, so wird die Instrumentenhöhe H um den entsprechenden Betrag korrigiert.

H = d+c = d+(a²+b²-2ab cosα)^1/2 (3)

darin ist b = L - a.

Diese Berechnung wird mit dem Mikrocomputer im Hauptgehäuse 23 durchgeführt und an der Anzeigeeinheit 24 dargestellt.

Bei dem achten Ausführungsbeispiel kann die genaue Instrumentenhöhe leicht abgeleitet werden, da die Prismeneinheit 50, deren Höhe bereits bekannt ist, auf dem Basispunkt plaziert ist, und die Abstandsmessung wird mit dem Fernrohr 22 der Gesamtstation 20 durchgeführt. Andererseits wird nach dem konventionellen Verfahren mit einem Bandmaß auf eine Seite der Gesamtstation eine Belastung ausgeübt, wenn das Bandmaß gezogen wird, so daß die Gesamtstation bewegt, geneigt oder gekippt wird. Dies ist bei dem achten Ausführungsbeispiel nicht zu befürchten.

Fig. 30 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei ist ähnlich wie bei dem achten Ausführungsbeispiel die Spiegeleinheit 300 an der Vorder seite des Fernrohrs 22 befestigt, das um die horizontale Achse, d. h. die Mitte O der Gesamtstation 20, gekippt wird. Die Spiegeleinheit 300 enthält den Spiegel 301 an einer um die Strecke a gegenüber der Mitte O versetzten Stelle, so daß die optische Achse des Fernrohrs 22 um einen vorbestimmte Winkel α umgelenkt wird. Ein Winkelmeßsensor 380 ist im Hauptgehäuse 23 angeordnet, so daß ein Winkel y, um den das Fernrohr 22 um die horizontale Achse durch die Mitte O ge dreht wird (Fig. 32) erfaßt wird. Der Winkelmeßsensor 380 ist ein bekannter Dreh kodierer, und der erfaßte Winkel γ wird in dem Mikrocomputer des Hauptgehäuses 23 digital gespeichert.

Andererseits ist die Gesamtstation 20 im Unterschied zum achten Ausführungs beispiel nicht so aufgebaut, daß ein Infrarotstrahl über das Fernrohr 22 abgege ben wird, und unter der Gesamtstation 20 ist keine Prismeneinheit vorgesehen. Der Zusammenhang der Winkel θ und α wird durch die Gleichung (2) ähnlich wie bei dem achten Ausführungsbeispiel angegeben.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des neunten Ausführungsbeispiels beschrie ben. Die an dem Stativ 12 befestigte Gesamtstation 20 wird über dem Basispunkt P angeordnet. Die Spiegeleinheit 300 wird an dem Fernrohr 22 ähnlich wie bei dem achten Ausführungsbeispiel befestigt. Mit dem Mikrocomputer wird der Ab stand a von der Mitte O zum Punkt R der Spiegeleinheit 300 sowie ein Winkel θ als vorbekannte Daten gespeichert.

Fig. 31 zeigt ein mit dem Fernrohr 22 beim Anvisieren des Basispunktes P zu be trachtendes Bild. Das Fernrohr 22 wird um die horizontale und die vertikale Achse gedreht, und dann wird das Fadenkreuz 361 mit Hilfe des Fernrohrs 22 auf der Fokussierplatte auf den Basispunkt P eingestellt. Nach dieser Einstellung wird ei ne Winkelmessung durchgeführt, so daß der Winkel γ des Spiegels 301 gegenü ber der durch die Mitte O der Gesamtstation 20 laufenden horizontalen Achse er halten wird. Der Winkel γ ist im Gegenuhrzeigersinn positiv und ist 0, wenn die op tische Achse des Fernrohrs 22 horizontal liegt.

Fig. 32 zeigt die Positionsbeziehung der Punkte O, P und R für die Instrumenten höhe. Die folgende Gleichung (4) gibt die Länge d der vorgegebenem Geraden OS nach trigonometrischen Regeln an, die durch die Mitte O und normal zur Geraden RP läuft.

d = a sin(π - α) = H sinβ (4)

wobei β = π/2 - α + γ ist.

Die Gleichung (4) wird umgeformt, und die Gleichung (2) wird in sie eingesetzt, wodurch sich die folgende Gleichung (5) ergibt

H = a sin(π - α)/sinβ = a sin 2θ/sin(γ + 2θ - π/2) (5)

Aus der Gleichung (5) ergibt sich die Länge der Seite OP, d. h. die Instrumenten höhe H. Ist der Basispunkt P vertieft oder steht er aus dem Boden hervor, so wird die Instrumentenhöhe H um den entsprechenden Betrag korrigiert. Der Mikrocom puter im Hauptgehäuse 23 führt diese Rechnung aus, und das Ergebnis wird mit der Anzeigeeinheit 24 dargestellt.

Wie vorstehend ausgeführt, kann bei dem neunten Ausführungsbeispiel die ge naue Instrumentenhöhe leicht bestimmt werden, da der Winkel γ mit dem Winkel meßsensor 380 im Hauptgehäuse 23 bestimmt wird.

Claims

1. Vermessungsgerät mit einem Hauptgehäuse, das ein um eine horizontale Achse drehbares Fernrohr trägt, durch das hindurch ein Abstandsmeßlicht abgegeben wird, mit einem Richtmechanismus zum Richten des Ab standsmeßlichtes auf einen Zielpunkt vertikal unter dem Hauptgehäuse, und mit einem Meßprozessor zum Messen des Abstandes von einem vor bestimmten Punkt des Vermessungsgeräts zu dem Zielpunkt mit dem Abstandsmeßlicht.

2. Vermessungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse um eine durch den vorbestimmten Punkt laufende vertikale Achse und die horizontale Achse drehbar ist, und daß der vorbestimmte Punkt die Mitte des Vermessungsgeräts ist.

3. Vermessungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtmechanismus eine vertikal gerichtete Lichtdurchgangsöff nung für das Abstandsmeßlicht enthält.

4. Vermessungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchgangsöffnung an ihrem oberen und an ihrem unteren Ende mit einer transparenten Abdeckung versehen ist.

5. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßprozessor den Abstand durch Erfassen ei nes Lichtstrahls mißt, der durch Reflexion des Abstandsmeßlichtes an dem Zielpunkt erzeugt wird.

6. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch ein reflektierendes Hauptelement, das an dem Zielpunkt so angeordnet ist, daß das Abstandsmeßlicht reflektiert wird.

7. Vermessungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Hauptelement ein Würfeleckenprisma ist.

8. Vermessungsgerät nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Prozessor zum Erfassen der Instrumentenhöhe des Vermessungsgeräts aus Positionsinformationen des reflektierenden Hauptelements und aus dem mit dem Meßprozessor gemessenen Abstand.

9. Vermessungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor die Instrumentenhöhe durch Addieren der Höhe einer Position, in der das reflektierende Hauptelement angeordnet ist, zu dem mit dem Meßprozessor gemessenen Abstand erfaßt.

10. Vermessungsgerät nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen die Instrumentenhöhe berechnenden Mikrocomputer und durch eine An zeigeeinheit für den numerischen Wert der Instrumentenhöhe.

11. Vermessungsgerät nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeich net, daß die Instrumentenhöhe als Datum zur Messung verwendet wird.

12. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptgehäuse einen Handgriff mit einem re flektierenden Hilfselement enthält, so daß das Fernrohr über das Hilfsele ment anvisierbar ist, wenn es vertikal ausgerichtet ist.

13. Vermessungsgerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein opti sches Element zum Ändern der Vergrößerung, welches auf der optischen Achse mit dem Fernrohr beiderseits des reflektierenden Hilfselements an geordnet ist.

14. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch eine in Höheneinheiten unterteilte Kreisskala zum Messen eines Azimutwinkels des Fernrohrs.

15. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch ein optisches Element zum Ändern des Durchmessers des Abstandsmeßlicht-Strahlenbündels.

16. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch ein Antireflexelement zum Verhindern einer Reflexion des Abstandsmeßlichtes an dem Hauptgehäuse.

17. Vermessungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Antireflexelement mit einem Antireflexverfahren behandelt ist.

18. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch bin Zentrierfernrohr mit einem optischen Element, welches sichtbares Licht reflektiert und Abstandsmeßlicht durchläßt.

19. Vermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch einen Positioniermechanismus zum Ausrichten des Fern rohrs auf die vertikale Achse.

20. Vermessungsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Positioniermechanismus eine erste Marke an dem Fernrohr und eine zweite Marke an dem Hauptgehäuse hat.

21. Vermessungsgerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernrohr eine Drehachse hat, und daß der Positioniermechanis mus eine Aussparung auf der Drehachse hat, in die eine Kugel einrastbar ist.

22. Vermessungsgerät mit einem Fernrohr, einem ersten reflektierenden Ele ment vor dem Fernrohr zum Umlenken dessen optischer Achse, einer Er fassungsvorrichtung zum Erfassen einer Station auf der optischen Achse, und mit einem Prozessor zum Ermitteln der Instrumentenhöhe des Ver messungsgeräts aus der Positionsbeziehung des Fernrohrs, des ersten reflektierenden Elements und der Station.

23. Vermessungsgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das erste reflektierende Element an dem Fernrohr lösbar befestigt ist.

24. Vermessungsgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste reflektierende Element an der Innenfläche eines Halteelements be festigt ist, das mit einem Halterungsteil der Innenfläche gegenübersteht und mit dem Fernrohr lösbar verbunden ist.

25. Vermessungsgerät nach Anspruch 22, 23 oder 24, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Abgabe von Abstandsmeßlicht durch das Fernrohr, durch ein zweites reflektierendes Element an der Station, welches das Abstandsmeßlicht über das erste reflektierende Element auf das Fernrohr reflektiert, einen Meßprozessor zum Messen eines ersten Abstandes von einem vorbestimmten Punkt des Vermessungsgeräts zu dem zweiten re flektierenden Element über das erste reflektierende Element, wobei der Prozessor die Instrumentenhöhe aus der ersten Höhe der Station und ei ner zweiten Höhe der Station zu dem vorbestimmten Punkt ermittelt und die zweite Höhe aus dem ersten Abstand, einem zweiten Abstand von dem vorbestimmten Punkt zu dem ersten reflektierenden Element und ei nem Winkel ermittelt wird, um den die optische Achse umgelenkt ist.

26. Vermessungsgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite reflektierende Element um eine horizontale Achse drehbar ist.

27. Vermessungsgerät nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite reflektierende Element ein Würfeleckenprisma ist.

28. Vermessungsgerät nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch einen be cherförmigen Prismenhalter, in dem das Würfeleckenprisma angeordnet ist und der eine Öffnungsumfangsfläche koplanar mit einer Grundfläche des Würfeleckenprismas hat.

29. Vermessungsgerät nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsumfangsfläche mit einer Prismenmarke zum Einstellen der Grundfläche derart versehen ist, daß sie senkrecht zu der optischen Achse liegt.

30. Vermessungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 29, gekennzeich net durch einen Anzeiger für die Instrumentenhöhe.

31. Vermessungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 30, gekennzeich net durch einen Meßprozessor zum Messen des Drehwinkels des ersten reflektierenden Elements um eine horizontale Achse bei Anvisieren eines Basispunktes über das Fernrohr und das erste reflektierende Element, wobei der Prozessor die Instrumentenhöhe aus einem Abstand von dem vorbestimmten Punkt zu dem ersten reflektierenden Element, dem Dreh winkel und einem Umlenkwinkel der optischen Achse ermittelt.