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Anordnung zur Neigungsstabilisierung für elektrooptische
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Entfernungsme sser Die Erfindung; betrifft eine einordnung zur Neigungsstabilisierung,
bei der ein elektrooptischer Entfernungsmesser oder ein Tachymeter mit einem Objektiv,
mit einem oder mehreren Sernrohrsystemen zur visuellen Zielung, zum Aussenden und
Empfangen eines definierten Strahlenbündels, umlenkende, reflektierende und neigungsstabilisierende
Mittel zur Geraden-und Punktmarkierung sowie zur Ziellinienhorizontierung vorgesehen
sind.
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Diese Anordnung ist insbesondere fur alle elektrooptischen Entfernungsmesser
zur Winkel- und Streckenmessung sowie zur Steuerung von Baumaschinen und Abraumgeräten
anwendbar.
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Es sind automatische Nivellierte bekannt, die ihre visuelle optische
Zielachse selbsttätig zur totrichtung stabilisieren, auch Laserfluchtgeräte, die
ihren ausgesendeten, leuchtenden Laserstrahl zur Lotrichtung stabilisieren.
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Bekannt sind auch elektrooptische Streckenmeßgeräte oder elektrooptische
Streckenmeßsysteme in Tachymetern, die elektrooptisch die Entfernung zwischen Meßgerät
in einem Standpunkt und einem Reflektor im ZielSunkt messen und deren elektrooptische
Zielachse und visuelle Fernrohrzielachse koaxial
zueinander angeordnet
sind und durch Eins-tellung eines beliebigen Vertikalwinkels zur Totsichtung stabilisiert
werden.
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Diese elektrooptischen Entfernungsmesser benutzen einen nicht sichtbaren
Infrarotstrahl.
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Den bekannten Anor.nungen und Verfahren haften eine Reihe von Nachteilen
an.
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Zur Messung von Punkthöhen wird ein elektrooptischer Entfernungsmesser
benötigt, dessen visuelle Zielachse und dessen elektrooptische Ac)ise zur Lotrichtung
stabilisiert werden mEssen um für das Umlenksystem im Meßpunkt die richtige Ablenkhöhe
zu erhalten un1 für die Entfernung zum Bodenpunkt den genauen Wert. Die Stabilisierung
der visuellen Zielachse und der elektrooptlsohen Achse wird durch einen erheblichen
technischen Aufwand und zusBtzliche Arbeitszeit im Meßprozeß erreicht. Bei elektrooptischen
Tachymetern, die elektrooptische Entfernungsmesser zur Winkel- und Streckenmessung
einsetzen, erfolgt die Stabilisierung der visuellen Fernrohrzielachse und der elektrooptischen
Zielachse durch einen Beobachter, indem dieser vor jeder Messung die Einstellung
der stabilisierten Neigung am Vertikalkreis vornimmt.
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Durch die Erfindung sollen die genannten Nachteile beseitigt, der
technische Me£aufwand und der Aufwand an optischen Bauelementen gesenkt sowie Arbeitszeit
im Meßprozeß eingespart werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung in einem
elektrooptischen Entfernu-ngsmesser so zu gestalten, daß die visuelle Zielachse
und die elektrooptische Achse gemeinsam und gleichzeitig stabilisiert werden.
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Gemäß der Erfindung wird diese rufgabe dadurch gelöst, daß ein neigungsstabilisierendes,
reflektierendes oder abbildendes
Bauelement für alle Strahlengänge
der Fernrohrsysteme eines elektrooptischen Entfernungsmessers vorgesehen ist.
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Vorteilhaft ist es, bei einem elektrooptischen Entfernungsmesser mit
einem Fernrohrsystem zum Anzielen, Aussenden und Empfangen eines Meßstrahlenbündels
- und eines visuellen Beobachtungsstrahlenbündels das neigungsstabilisierende optische
Bauelement verschiebbar entlang des einfallenden Strahlenbündeis im elektrooptischen
EntSernungsmesser anzuordnen. Bei einem elektrooptischen Entfernungsmesser mit mehreren
Femrohr-ystemen ist es günstig, das Objektiv des Fernrohrsystems für das visuelle
Beobachtungsstrahlenbündel verschiebbar in Richtung des einfallenden Strahlenbündels
und die optischen Bauelemente des Fernrohrsystems für das Meßstrahlenbündel fest
anzuordnen, mit einem feststehenden, gemeinsamen neigungsstabilisierenden' reflektierenden
Bauelement. PUr das reflektierende, neigungsstabilisierende Bauelement sind Spiegel
oder Prismen vorgesehen. Darch die Erfindung ist es möglich, bei der elektrooptischen
Entfernungsmessung technischen Aufwand und Arbeitszeit im Meßprozeß einzusparen,
da bei der Messung von größeren Höhen und Tiefen das Meßgerät nicht mehr über oder
unter dem Meßstandpunkt aufgestellt werden muß, sondern jetzt von einem extern gelegenen
Punkt aus gemessen werden kann. Bei dem Einsatz eines elektrooptischen Tachymeters
zur EntSernungsmessung entfallen die Baugruppen der automatischen Neigungsstabilisierung
und das automatische Winkelmeßsystem, weil der Beobachter nicht mehr vor jeder Messung
die Einstellung der stabilisiert;en Neigung am Vertikalkreis vornehmen muß.
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Außerdem ist es möglich bei der Steuerung von Baumaschinen und Abraum
geräten eine best:i.mmte Arbeitshöhe und gleichzeitig den Standort der Baumaschinen
und Abraumgeräte zu bestimmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung
näher erl-iutert. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung zur Neigungsstabilisierung
Fig. 2 eine erste Äusführungsform mit koaxial angeordnetem visuellen und elektrooptischen
Fernrohrsystem Fig. 3 eine zweite Ausführungsform mit biaxial Ubereinander angeordnetem
visuellen und elektrooptischen Fernrohrsystem Fig. 1 zeigt einen elektrooptischen
Entfernungsmesser mit einem Objektiv 1, das über ein in der halben Brennweite des
Objektivs 1 angeordnetes pendelndes Prisma 2, einem Selektivspiegel 3, einer Fokussierlinse
4 und einem Umlenkprisma 5a ein Objekt visuell in eine Strichplattenebene 6 abbildet.
Von dort wird das abzubildende Objekt von einem Okular 7 aus betrachtet.
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Das von einem der f;bersicht halber nicht dargestellten Sender kommende
elektrooptische Meßstrahlenbündel wird von dem Selektivspiegel 3 aus dem Strahlengang
getrennt und durch eine Öffnung 8 im pendelnd angeordneten Prisma 2 zu einem Prisma
9 und von dort in ein Abbildungssystem 10 einer Streckenmeßoptik reflektiert. Ein
Rreuzbandgelenk 11 ermöglicht die Bewegung des pendelnd aufgehängten Prisma 2. Das
Prisma 2 im elektrooptischen Entfernungsmesser' angeordnet im Strahlengang des Fernrohrsystems
stabilisiert das Meßstrahlenbündel und das visuelle Beobachtungsstrahlenbündel gemeinsam
und zum gleichen Zeitpunkt. Dadurch wird claus Umlenksystem im Meßpunkt in die richtige
Ablenkhöhe gebracht,zur Entfernungsmessung zu einem Bodenpunkt und bei der Messung
von größeren Höhen und Tiefen zum Standpunkt des Meßgerätes In Fig. 2 wird ein elektrooptischer
Entfernungsmesser 12 dargestellt, der auf einem Preifuß 13 drehbar und horizontierbar
gelagert ist, eine Anordnung, die bekannt ist. 13er Aufbau des
elektrooptischen
Entfernungsmessers 12 ist im Schnitt dargestellt und enthält die wesentlichen Bestandteile
der optischen Systeme,- die in einem Gehäuse 14 angeordnet sind. Über ein Objektiv
15 wird ein angezieltes, nicht dargestelltes Objekt in eine erste Bildebene 16 durch
ein pendelnd angeordneten Spiegel 17 und einen Spiegel 18 zwischenabgebildet. Ein
Objektivsystem 19, in einem Rohr 20 angeordnet, das fest in dem Gehäuse 14 gelagert
ist, leitet das Bild der Bildebene 16 ii die Ebene einer Strichfigur 21 und von
dort wird das Bild von einem Okular 22 betrachtet. Der Fendelspiegel 16 zur Stabilisierung
des Meßstrahlenbündels und des visuellen Beobachtungsstrahlenbündels ist in den
?hrungen 23 verschiebbar gelagert und kann zur Fokussierung auf endliche Objekte
durch einen nicht dargestellten Folaussierkopf verschoben werden. Zur Entfernungsmessung
muß der pendelnd aufgehängte Spiegel 16 auf den Führungen 23 angeordnet, wieder
bis auf einen vorgegebenen Anschlag 24 geführt werden, damit das ausgesendete Meßstrahlenbündel
genau fokussiert werden kann.
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Durch das Objektiv 15 wird als ein definiertes Strahlenbündel dem
pendelnd angeordneten Spiegel 16 infrarotes Licht zugeführt. Das infrarote Liohtstrahlenbündel
wird vom Objektiv 15, Uber einen Spiegel 185 von einem Prisma 25 das durch einen
Steg 26 mit dem GelBuse 14 verbunden ist, dem Pendelspiegel 16 zugeführt und in
den Objektraum auf einen nicht dargestellten Meßreflektor gestrahlt. Durch die koaxiale
Anordnung des elektrooptischen Entfernungsmeßsystems wird durch die eine Hälfte
des Objektivs 15 licht ausgesendet und das reflektierte licht in der anderen Objektivhälfte
15 wieder empfangen.
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Bei dem in Fig. 3 biaxial übereinander angeordneten elektrooptischen
Fernrohrsystemen ist das visuelle Fernrohrsystem Uber dem elektrooptischen Fernrohrsystem
angeordnet. Der pendelnd angeordnete Spiegel 29 ist im Gerät ortsfest angeordnet
und stabilisiert die visuelle und elektrooptische Zielachsen der Fernrohrsysteme
zur Lotrichtung im Meßpunkt.
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Von einer Sender-Em.pfängeranordnt'g 28 aus verläuft der Strahlengang
Uber ein Objektiv 27 und den Pendelspiegel 29 in einen Objektraum zu einem niclit
dargestellten Meßreflektor und von dort wieder zurück zu dem Empfängersystem.
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Das erhaltene Bild wird durch ein Objektiv 31 und den Pendelspiegel
29 ir. eine erste Bildebene abgebildet. Von hier aus wird nach der Umlenkung Uber
die Prismen 32 und 33 und der Abbildung curch die Objektive 34 und 35 ein zweites
Bild in einer Strichkreuzebene 36 erzeugt, das mit einem Okular 37 betrachtet werden
kann. Die Objektive 31 und 34 sind mit den Prismen 32 und 33 i:a den Führungen 38
verschiebbar angeordnet so daß durch die Verschiebung der Objektive 31 und 34 das
visuelle Fernrohnsystem fokussiert werden kann, ohne riaß das elektrooptische Fernrohrsystem
in seiner Abstimmung geändert werden muß.