DE3827458A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der raumkoordinaten eines beliebigen messpunktes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vor­ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erstellung eines Bauaufmaßes kann in zwei unter­ scheidbare Schritte aufgeteilt werden. Der erste Schritt umfaßt die Ermittlung der Maße und ihrer Auftragung auf den Planträger, der zweite Schritt die Verbindung der gemessenen Punkte untereinander. Alle Maße, die auf Meßnetze bezogen sind, werden überwiegend als orthogona­ les Stichmaßpaar gemessen und auf eine definierte hori­ zontale Ebene, den sog. verknüpften Meterriß, bezogen. Dabei stellen die drei Einzelmaße Koordinaten in einem örtlichen oder überörtlichen Bezugssystem dar.

Es sind in den letzten Jahren sog. Tachymeter entwickelt worden, die aus einem elektronischen Theodoliten mit einem elektronischen Distanzmeßgerät bestehen. Die Meß­ anordnung des Distanzmeßgeräts kann biaxial oder koaxial ausgebildet sein. Bei biaxialer Ausführung wird ein Meßstrahl von einem Sender im Distanzmeßgerät ausge­ schickt, der an einem Zielpunkt reflektiert in einen in der Meßanordnung vorgesehenen Empfänger zurückgespiegelt wird. Aus der Laufzeit zwischen ausgesandtem und empfan­ genem Meßstrahl wird die Distanz mit großer Genauigkeit bei einer geräteabhängigen Standardabweichung von z. B. 3 mm + 2 ppm gemessen und an einem entsprechenden Display zur Anzeige gebracht. Ersichtlicherweise wird bei bi­ axialer Meßanordnung nicht auf der Zielachse des Theodo­ liten-Fernrohrs die gewünschte Distanz gemessen, sondern auf der genannten Meßachse. Der Achsenabstand zwischen den beiden Achsen wird rechnerisch berücksichtigt.

Bei koaxialer Meßanordnung fällt die Zielachse des Theo­ doliten-Fernrohrs mit der Meßachse definiert zusammen, weshalb die rechnerische Abstandsberücksichtigung ent­ fällt. In anwendungsbezogener Hinsicht besitzen beide Meßanordnungen Vor- und Nachteile, die je nach dem Einsatzbereich in Rechnung gestellt werden müssen.

Für das Messen im dreidimensionalen Koordinatensystem mit geodätischen Geräten ist der Einsatz eines Tachyme­ ters von Vorteil, da er aufgrund seiner Fähigkeit zur Winkelbestimmung jede beliebige Richtung aufnehmen und Achsen in jeder Richtung einrichten kann. Das Fernrohr des Tachymeters läßt sich sowohl horizontal als auch vertikal verlagern und somit jeder beliebige Punkt im Raum anzielen. Von Nachteil ist bei dieser Art der Erfassung zu messender Punkte jedoch, daß die Meß- oder Zielpunkte nicht ohne weiteres markiert werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs definierten Art zu schaffen, das eine ins­ gesamt erleichterte Möglichkeit zur Meßdatenerfassung bietet und welches zudem eine Datenverarbeitung und ggf. Umsetzung bereits während des Meßvorgangs gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieses Verfahrens ist im Patentanspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung im Patentanspruch 8 im ein­ zelnen gekennzeichnet.

Weitere Merkmale der Erfindung und Vorteile ergeben sich aus den entsprechenden abhängigen Patentansprüchen.

Der erfindungsgemäße Einsatz eines gebündelten Licht­ strahls, vorzugsweise eines Laserstrahls, der in die Zentralachse des Distanzmeßgeräts projiziert wird, er­ möglicht eine zielgenaue Sichtbarmachung des anvisierten und zu messenden Punktes im Raum. Der Lichtstrahl er­ leichtert daher die vorübergehende Anbringung des für die Distanzmessung notwendigen Reflektors am Meßpunkt sowie die Ausrichtung der Reflektorlängsachse in die Zielachse des Distanzmeßgeräts. So läßt sich auch ein Aufmaß räumlich komplizierter Gebilde wie Gewölbe und Dachstühle in vergleichsweise kurzer Zeit vornehmen. Der genannte zweite Schritt der Bauaufnahme wird durch eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme entscheidend verein­ facht und vor allen Dingen vor Ort zumindest eingelei­ tet, indem für die Koordinatenberechnung ein mit dem Tachymeter betrieblich gekoppelter Computer eingesetzt wird. Dieser Computer ist in der Lage, die Meßanordnung zu protokollieren, aus den Messungen die wahren Koordi­ naten des Meßpunktes zu berechnen und diese zu kodieren sowie auf ein örtliches oder überörtliches Meßnetz zu beziehen. Auch können die gemessenen Koordinaten sofort graphisch als Punkte oder als Kurven in bestimmbaren Strichqualitäten dargestellt werden, so daß bereits bei der Aufnahme der Meßpunkte eine Überprüfung der für die Erstellung des vollständigen Aufmaßes notwendigen Koor­ dinatenpunkte möglich ist.

Die graphische Darstellung kann beispielsweise mit Hilfe eines Plotters erfolgen. Dazu benötigt ein Plotter die Angabe von Koordinatenpaaren, um danach die entsprechen­ den Konturen, Profile oder Kurvenverläufe in unter­ schiedlichen Stricharten erstellen zu können. Mit dem erfindungsgemäßen System ist es möglich, einen Plotter gleich vor Ort in Betrieb zu nehmen oder die während der Datenaufnahme gespeicherten Daten auf eine beliebige EDV-Anlage zu überspielen und entsprechend weiterzuver­ arbeiten. Werden vor Ort, beispielsweise in einem Bau­ werk bereits die Zeichnung der Meßpunkte vom Plotter vorgenommen und die geplotteten Linien überarbeitet, so kann die bauanalytische Tätigkeit sofort beginnen.

Um die enormen Vorteile, insbesondere in arbeitsökono­ mischer Hinsicht, zu verdeutlichen, wird nachstehend eine typische Meßanordnung und ein -ablauf näher erläu­ tert.

Als erstes wird ein bekannter Höhenpunkt (z. B. nach Angabe des Vermessungsamtes) aufgenommen und die Höhe über Normal-Null auf ein Bauwerk übertragen. Die Nivel­ lementebenen - eine je Bauwerksebene - werden am Bau dauerhaft oder entfernbar markiert und alle auf Normal- Null berechnet. Am schnellsten geschieht dies mit einem Nivellierlaser.

Die Grundrißpunkte werden auf einer einheitlichen Nivel­ lementebene gemessen. Wird diese Prämisse nicht be­ achtet, so erhält man zwangsläufig bei allen nicht lot­ rechten Bauteilen falsche Querschnitte. Dies gilt analog auch für Schnittlinienführung und Schnittmessung.

Als nächstes wird ein Koordinatennetz eingerichtet. Der Koordinatenursprung wird so gewählt, daß das Meßobjekt im 1. Quadranten liegt. So ist gewährleistet, daß nur positive Werte gemessen werden. Das örtliche Koordina­ tensystem wird parallel zu den Hauptbaukanten gedreht. Durch diesen "Dreh" wird eine einfache und schnelle Plausibilitätskontrolle ermöglicht. Spätere Nachträge von Hand lassen sich leichter auftragen. Sowohl im in­ nerstädtischen Gebiet als auch im freien Gelände ist es sinnvoll, Polygonpunkte - nach Angabe des Vermessungsam­ tes - mit einzumessen, um z. B. eine spätere Wiederauf­ nahme oder Anschlußmessung problemlos zu ermöglichen.

Nachdem die Hauptbezugsstandorte (Polygonpunkte) be­ stimmt sind, werden von diesen aus die Standorte im Gebäudeinnern über Öffnungen auf allen Gebäudeebenen gemessen. Von den so eingerichteten Theodolitenstand­ orten aus werden dann alle Gebäudepunkte beobachtet und zur Identifikation von Hand numeriert. Der Computer, der die Daten vom Theodoliten entgegennimmt, numeriert auto­ matisch fortlaufend. Zur Messung von Schritten werden Schnittebenen eindeutig festgelegt. Dies erfolgt vor­ teilhafterweise mit einem Rotationslaser im Vertikalein­ satz. Alle Räume bzw. Standorte werden der Reihe nach abgearbeitet. Dabei kann der Messende schnell und sicher entscheiden, welche Punkte zu messen sind.

Auf Nivellementebene werden zunächst alle geschnittenen Bauteile gemessen, dann alle "freien" Punkte im Raum: an Decke, Fußboden, Gewölbe, im Dachgebälk usf. Der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf das Distanzmeß­ gerät aufgesetzte Ziellaser ermöglicht das eindeutige Anzielen des zu messenden Punktes, ohne daß die entspre­ chenden Punkte durch das Theodolitenfernrohr beobachtet werden müssen. Auch Ziele mit der kürzesten Zielweite von einigen Zentimetern lassen sich genauso problemlos messen wie Punkte unter ungünstigen Lichtverhältnissen. Am Ziel schwenkt ein Helfer das Reflektorprisma in den Laserstrahl. Am Theodoliten wird mit einem Knopfdruck die Messung und Überspielung auf den (Feld-)Computer ausgelöst. Der Computer berechnet die wahren Koordinaten und speichert sie. Dieser Vorgang dauert wenige Sekun­ den. Der (Feld-)Computer ist zusammen mit der zentralen Stromversorgung für verschiedene Meßgeräte und Licht auf einem Stativ ortsbeweglich montiert und über Kabel mit dem Theodoliten verbunden, so daß der Beobachter sowohl den Theodoliten bedienen als auch die Rechnereingaben von seinem Standort aus vornehmen kann.

Über eine bei den Koordinaten mitgespeicherte Codierung bestimmt der Beobachter, wie der Plotter den Punkt ver­ arbeiten soll: der Plotter kann ein Kreuzchen mit Punktnummer genauso zeichnen wie eine Gerade oder belie­ big kurvige Linie. Über die Codierung wird, wie gesagt, auch die Linienqualität - durchgezogen, gestrichelt, punktiert usw. - bestimmt.

Um auch verdeckte Punkte messen zu können, umfaßt die Erfindung eine Reihe weiterer Geräte. Sie ermöglichen bei großer Genauigkeit die Messung von Punkten, die vom Theodoliten aus nicht sichtbar (weil von der Seite oder von oben oder unten verdeckt) sind. Mit Hilfe von ver­ schiedenen Verlängerungsteilen lassen sich auch schwer zugängliche oder Punkte bis in 7 m Höhe ohne Leitern oder Gerüste bestimmen. Dies ist wichtig z. B. bei Fassa­ den, offenen Dachstühlen und Kirchenräumen. Die so an­ fallenden Variablen für die Berechnung werden dem Com­ puter eingegeben, der sie bei der Koordinatenberechnung berücksichtigt.

Auch ist es möglich, die gemessenen Daten unmittelbar nach Messung auf den Bildschirm des Feldcomputers gra­ phisch darzustellen.

Gegebenenfalls nach einer weiteren Verarbeitung der gemessenen Daten kann z. B. im Büro auf einem Präzisi­ onsflachbrettplotter die eigentliche Planerstellung ge­ plottet werden. Das Plotergebnis ist ein bleistiftge­ zeichneter Plan mit Linien und Punkten als Kreuzchen mit den dazugehörigen Identifikationsnummern und ein Ver­ ziehungsmaßstab.

Der geplottete Plan kann anschließend auf der Baustelle noch durch Einzelmessung ergänzt und weitgehend fertig gezeichnet werden. Auch die handschriftliche Baube­ schreibung kann vor Ort in die Pläne eingetragen werden. Da jeder gemessene Punkt sehr genau bestimmt ist, lassen sich hieran untergeordnete Einzelmessungen anhängen. Bei den Ergänzungsmessungen reichen in der Regel ein Zweime­ terstab und eine Wasserwaage aus. "Lange" Meßgeräte (Bandmaße, Teleskopmeter etc.), Schnurachsen und La­ serebenen werden überflüssig, könnten aber auch problem­ los eingesetzt werden. Der Bauforscher kann sich voll auf das Beobachten und das Darstellen konzentrieren. Er beginnt also sofort mit der Bauanalyse.

Im Büro können die "Baustellenpläne" noch mit Ordnungs­ merkmalen ergänzt sowie Überlappungen und baugleiche Teile wie Fenster, profilierte Gewände u. ä. am Licht­ tisch durchgezeichnet werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung dort erwiesen, wo die herkömmlichen Meßmethoden nicht ausrei­ chen oder besonders aufwendig sind, insbesondere

• - bei großen Distanzen;
• - bei erheblichen Niveausprüngen;
• - bei komplizierten räumlichen Gebilden wie Gewölben und Dachstühlen;
• - bei runden Formen wie Schweifgiebeln und Wendel­ treppen;
• - bei großen Mengen von Einzeldaten (vielen Messungen von einem Standort);
• - bei Tür- und Fensterprofilen, Gewänden;
• - bei ornamentalem - und bedingt auch figuralem - Schmuck.

Für die anwendungsreife Systemerstellung waren noch folgende Kriterien zu erbringen bzw. nachstehende Schwierigkeiten zu bewältigen:

Beim Bauaufmaß handelt es sich stets um eine große Vielzahl unterschiedlicher Gegenstände und Bauglieder, die sich nur schwer mit Kennungen belegen lassen. Hinzu kommt eine Vielzahl von Variablen, die die Position des Reflektors zum gemessenen Bauteil betreffen.

Beispiel: Die Reflektorkonstante ändert sich bei der Verwendung von Kleinreflektoren mit verlängerter Spitze, oder die Höhe des Reflektors wird bei Verwendung von Lotstöcken geändert. Wollte man alle diese Variablen codieren, so würde dies eine Unzahl von Kennungen not­ wendig machen und zudem den Beobachter überfordern. Die Folge wäre eine Vielzahl von falschen Daten.

So ist es von erheblichem Vorteil, die wahren Koordina­ ten unmittelbar bei der Messung zu berechnen und zu speichern. Dadurch erhält man verwertbare Koordinaten sofort am Bau, die man z. B. bei Nachmessungen gleich von Hand auftragen kann.

Diese beiden Beispiele sollen genügen, um aufzuzeigen, daß fertig gerechnete Daten vor Ort für eine "handliche" Bearbeitung unverzichtbar sind. Zwar sind die von der Vermessungsgeräteindustrie angebotenen Registriergeräte feldtauglich, jedoch genügen alle am Markt angebotenen handheld Rechner in dieser Hinsicht den Beanspruchungen nur bedingt oder sie sind gänzlich ungeeignet: sie vertragen keine Stöße, keine Temperatur­ schwankungen, keine Kälte, keinen Staub usw. Bisher ist nur ein Computermodell bekannt, das für den geschilder­ ten Einsatz einigermaßen tauglich ist.

Im Zentrum der erfindungsgemäßen Datenerfassung und -berechnung steht ein modifiziertes digitales Geländemo­ dell. Es berechnet sofort die wahren Koordinaten und berücksichtigt die Vielzahl der oben schon angespro­ chenen Variablen:

• - Messung in Fernrohrlage I und II;
• - Basisänderung;
• - Zielhöhe;
• - Reflektorkonstante.

Im einzelnen ermöglicht das Verfahren folgende Funktio­ nen:

• - Bildschirm-Anzeige der Koordinaten des zuletzt gemessenen Punktes incl. Codierung und der aktuel­ len Einstellung der Parameter;
• - Protokollierung der aktuellen Einstellung auf einem Minidrucker (der Minidrucker ist serienmäßig in den Feldrechner eingebaut);
• - Berechnung von Distanz- und Höhenunterschied der beiden zuletzt gemessenen Punkte;
• - Wortkommentare auf Minidrucker mit automatischer Angabe der vorangegangenen oder folgenden Punktnummer;
• - die fortlaufende Numerierung der gemessenen Punkte eines Standortes, jeweils mit 1 beginnend;
• - Meßroutine-Unterbrechung und Abrufen zuvor gemes­ sener Punkte mit Ausdruck auf dem Miniprinter oder Anzeige im Display;
• - Kontrollmessung ohne Speicherung, aber Proto­ kolliermöglichkeit auf dem Miniprinter;
• - die mehrstellige Codierung eines jeden Punktes für Bearbeitungs- oder Plotbefehle;
• - Löschung des jeweils zuletzt gemessenen Punktes;
• - die Nachmessung eines zuvor gemessenen Punktes mit Korrekturmöglichkeit;
• - die Löschung des aktuellen Standortes usw.

Weitere Unterprogramme ermöglichen:

• - die Berechnung von Flächen nach Angabe der Punktnummern, die die Fläche definieren;
• - den Ausdruck der Punkte, zwischen denen eine Spannmaßberechnung erfolgen soll;
• - die freie Stationierung.

Ferner steht ein reines Editierprogramm für den Feld­ rechner zur Verfügung. Es ermöglicht

• - die Anzeige der gemessenen Punkte mit Punktnummer, X, Y Z-Koordinaten und Codierung;
• - die Änderung aller Werte, z. B. zur Korrektur;
• - Ausgabe der Daten auf die verschiedenen Drucker;
• - Ausgabe der Daten an andere Rechner;
• - Sicherung der Daten auf Diskette;
• - Berechnung und Ausgabe der Spannmaße und Höhen­ differenzen aller jeweils aufeinander folgenden Punkte;
• - Berechnung und Ausgabe der Spannmaße und Höhendif­ ferenzen von angegebenen Punkten.

Für eine Aufbereitung der Daten im Büro ist grund­ sätzlich der Zwischenschritt - Datenübertragung vom Feldrechner auf einen PC vor dem Plotten - nicht unbe­ dingt erforderlich. Es ist, wie gesagt, möglich, alle notwendigen Transformationen, Auswahlvorgänge, Fehler­ korrekturen und die Plottersteuerung dem Feldrechner zu überlassen. Aufgrund eines kleinen Displays ist es kom­ fortabler, diese Arbeiten an einem Normalbildschirm vorzunehmen. Nachdem die in Frage kommenden Plotter in aller Regel mindestens durch einen PC gesteuert werden, empfiehlt sich der Datentransfer vom Feldrechner auf den PC. Dabei sind folgende Anforderungen an die Software zu stellen:

• - Kommunikationsprogramm zwischen Feldcomputer und PC;
• - Transformationsprogramme zur Umrechnung von Koordi­ naten in ein anderes Bezugssystem;
• - Sortierprogramme;
• - ein allgemeines Editierprogramm;
• - Kommunikationsprogramme für die Weiterverarbeitung der Dateien mit CAD-Systemen und weiteren Datenge­ bern (Photogrammetrie, Digitizer etc.).

Zusammenfassend bietet das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung folgende Vorteile:

• - Es lassen sich alle Arten von Bauaufnahmen schnell und objektiv messen;
• - dabei ist der Aufwand für sehr genaue Messungen gering, da die Genauigkeit automatisch durch die Geräte gegeben ist;
• - alle Messungen sind jederzeit und einfach nachprüf­ bar;
• - die Lohnkosten für Meß- und Auftragungsarbeiten sind gering;
• - auch wenig geübte Zeichner lernen schnell, kompli­ zierte räumliche Gebilde darzustellen;
• - der Zeichner kann sich voll auf die Bauanalyse kon­ zentrieren, weil er nicht durch umständliche Messung und Kontrollen aufgehalten wird;
• - der Maßstab ist ohne jeden Aufwand frei wählbar; alle digitalisierten Zeichnungen können jederzeit in beliebigem Maßstab geplottet werden;
• - der Datentransfer zu CAD-Programmen ist möglich;
• - die Aufmaßpläne bleiben sauber, da fast alle wesent­ lichen Maße bereits bei Beginn der Zeichnung vor Ort geplottet sind;
• - es gibt keine störenden Meßachsen auf den Plänen;
• - die Vermaßung mit Spannmaßen entspricht der ge­ wohnten Darstellung;
• - mit dem Plotter können Umzeichnungen des Bleistift­ aufmaßes in Tusche erstellt werden, wobei einfach zu bestimmen ist, was dargestellt und was unterdrückt werden soll;
• - es gibt keine Schnüre resp. vertikale Laserebenen im Aufmaßobjekt;
• - auch bewohnte Häuser lassen sich mit vertretbarem Aufwand bearbeiten; Bewohner/Nutzer werden relativ wenig belästigt;
• - durch freie Stationierung ist eine schnelle und ein­ fache Ergänzungsmessung möglich;
• - für präzise Plotterzeichnungen ist der Zeitaufwand gering;
• - das Verfahren eignet sich für das Fein- und das Grobaufmaß. Details können genauso gemessen werden wie ganze Dörfer oder innerstädtische Plätze mit Möblierung. Die Erfindung läßt sich bei "Neubauten" ebenso anwenden wie in der Archäologie oder in der Industrievermessung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Tachymeters zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens für die Bestimmung eines Meßpunktes, der mit dem Tachymeter nicht direkt beobachtbar ist,

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung, ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 1, jedoch für die Erfassung eines Meßpunktes, der vom Tachymeter aus gesehen seitlich verdeckt liegt,

Fig. 3 verschiedene Geräte mit Reflektoren zum Messen auf der Meßachse liegender Punkte,

Fig. 4 und 5 eine Seiten- und eine Vorderan­ sicht einer weiteren Ausführungsform eines Reflektors mit einer Zieleinrichtung.

Gemäß der Fig. 1 und 2 steht ein Tachymeter mit einem elektronischen Theodoliten 1 und aufgesetztem Distanz­ meßgerät 2 auf einem nicht näher bezeichneten Stativ.

Bei der abgebildeten Anordnung handelt es sich um ein sog. modulares System, bei welchem das Distanzmeßgerät 2 des Theodoliten 1 eine biaxiale Meßanordnung aufweist. Auf das Distanzmeßgerät 2 ist eine Laserröhre 6 aufge­ setzt, welche einen gebündelten Laserstrahl 4 in die Zentralachse N des Distanzmeßgeräts 2 hineinprojiziert. In der dargestellten Anordnung fallen somit Zentralachse N und Laserstrahl 4 zusammen. Würde an Stelle des biaxi­ alen Distanzmeßgeräts eine koaxiale Meßanordnung verwen­ det, ließe sich der Laserstrahl aus der Laserröhre 6 mit entsprechend geändertem Aufbau in den Meßstrahl M des Theodolitenfernrohrs hineinprojizieren.

Der Meßstrahl N trifft auf einen Reflektor 3 auf und wird von dort zurückgespiegelt, damit die entsprechende Distanz gemessen und berechnet werden kann. Zur Berech­ nung dient ein für die Fig. 1 und 2 gemeinsam darge­ stellter Computer 5, der ebenfalls auf einem Stativ und damit ortsbeweglich bei netzunabhängiger Stromversorgung vorgesehen ist.

Die in Fig. 3 dargestellten Reflektoren umfassen einmal eine abgekröpfte Reflektorhalterung 8 mit schematisch dargestellten Spitzen 7, die am gekröpften Teil in un­ terschiedlicher bekannter Länge angesetzt werden können. Mit den in Fig. 3 links abgebildeten beiden Reflektoren lassen sich Meßpunkte X, die in der Zielachse des Theo­ doliten 1 liegen bzw. Meßpunkte, die in der Zentralachse des Distanzmeßgeräts N angeordnet sind und die das di­ rekte Anhalten eines Reflektors 3 nicht erlauben, mit den entsprechend angedeuteten Verlängerungen messen. Die in Fig. 3 gezeigte abgekröpfte Reflektorhalterung 8 gestattet zudem eine Erfassung des Reflektors durch das Theodolitenfernrohr so, daß der Reflektor 3 selbst in dem zwischen der Theodolitenfernrohrachse und der Zen­ tralachse Z des Distanzmeßgeräts vorgegebenen Abstand bei biaxialer Meßanordnung anvisiert und entsprechend eingerichtet werden kann. Die in Fig. 3 rechte Darstel­ lung zeigt die Montage des Reflektors 3 auf einer Kugel­ kopfhalterung 9, die an der Spitze einer Verlängerung, wie eines Teleskopstabs 10, angebracht ist. Mit diesen Hilfsmitteln lassen sich auch Zielpunkte Z, welche in einiger Entfernung von der Reflektorhalterung liegen, erreichen.

Zur Messung von verdeckten Bodenpunkten kann der in Fig. 5 sichtbare Reflektor 3, der kippbar ist, auf einen ausschiebbaren Lotstock mit einer Dosenlibelle aufge­ setzt werden.

Der bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 verwendete und in den Fig. 4 und 5 in Einzelheiten genauer darge­ stellte Reflektor 3 besitzt einen Rahmen 11, der auf einer horizontierbaren Kippachse 12 gelagert ist. In der vertikalen Zielebene E liegend ist, gemäß der Darstel­ lung in den Fig. 4 und 5, ein Meßstabadapter 14 am Rahmen 11 angeordnet, der einen verstellbaren Maßstab 18 aufnehmen kann, an dem wiederum eine verschiebbare Do­ senlibelle 19 zur Lotrechtstellung des Maßstabs angeord­ net ist. Möchte man, wie in Fig. 1 gezeigt, einen ver­ deckten Meßpunkt X messen, wird dieser über den Maßstab 18 mit Hilfe der Dosenlibelle 19 abgelotet. Im Rahmen 11 befindet sich eine Halterung für eine Zieltafel mit eingebautem Reflektor 3. Dieser Reflektor kann über die Kippachse 12 (Fig. 4) in Vertikalrichtung gekippt wer­ den. In den Fig. 2 und 4 ist eine auf den Reflektor 3 aufgesetzte Zieleinrichtung 13 in Form einer Stange mit zueinander fluchtenden nach oben stehenden Stiften vor­ gesehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann diese Ziel­ einrichtung 13 durch das Theodoliten-Fernrohr anvisiert und damit die Ausrichtung des Rahmens 11 bzw. des Reflek­ tors 3 rechtwinklig zur Zielebene E erfolgen.

Für die Messung seitlich verdeckter Meßpunkte X wird, wie in Fig. 2 ersichtlich, an den Rahmen 11, über seit­ liche, in der Kippachse 12 liegende Adapter 14 Verlän­ gerungs-Maßstäbe 15 mit der Kippachse fluchtend aufge­ setzt. Diese Verlängerungs-Maßstäbe 15 besitzen eine meßpunktseitige Spitze 16 und eine Röhrenlibelle 17 zur Einstellung ihrer horizontalen Lage. Auch hier kann über die Zieleinrichtung 13 eine genaue rechtwinklige Aus­ richtung der Verlängerungs-Maßstäbe 15 erfolgen.

Alle Variablen, die sich aufgrund der verwendeten Re­ flektor-Hilfsgeräte ergeben, werden über der elektroni­ schen Berechnung der Meßpunkte mittels des Computers 5 berücksichtigt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Ermittlung der Raumkoordinaten eines beliebigen Meßpunktes (X) mit Hilfe eines elektronischen Theodoliten (1), mit elektronischem Distanzmeßgerät (2) (Tachymeter), mit biaxialer oder koaxialer Meßanordnung, dessen Meßstrahl (M) an einem Zielpunkt (Z) von einem den Meßpunkt (X) anzeigenden Reflektor (3) zurückgespie­ gelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebündelter Lichtstrahl (4) zumindest in die Zentralachse (N) des Distanzmeßgeräts projiziert wird, daß mit diesem Licht­ strahl (4) der Meßpunkt (X) oder der Zielpunkt (Z) angefahren werden, daß der Reflektor (3) in den Licht­ strahl (4) eingebracht und mittig auf diesen ausgerich­ tet wird und daß die Distanzmessung ausgelöst und die gemessene Distanz zusammen mit den vom Theodoliten (1) ermittelten Horizontal- und Vertikalkreiswerten digita­ lisiert und in Koordinaten umgerechnet werden, wobei die jeweilige Lage des Zielpunktes (Z) am Reflektor (3) zum tatsächlichen Meßpunkt (X) in die Koordinatenberechnung einbezogen wird, derart, daß der Meßpunkt mit seinen drei wahren Koordinaten berechnet wird und somit zur weiteren digitalen Verarbeitung zur Verfügung steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Koordinatenberechnung ein mit dem Tachymeter (1, 2) betrieblich gekoppelter Computer (5) eingesetzt wird, der die jeweilige Meßanordnung protokolliert, der aus den Messungen die wahren Koordinaten des Meßpunktes (X) berechnet und kodiert sowie vor Ort auf ein örtli­ ches oder überörtliches Meßnetz bezieht, der diese ge­ messenen Koordinaten graphisch als Punkte oder als Kurven in bestimmbaren Strichqualitäten darstellt und der ferner die berechneten Daten weiterverarbeitungsfä­ hig speichert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Berechnung von Distanz- und Höhenun­ terschieden der Meßpunkte (X) untereinander erfolgt, daß die Meßpunkte (X) automatisch numeriert und mit Wortkom­ mentierungen versehen werden und daß eine Abrufmöglich­ keit für früher gemessene Punkte vorgesehen wird, um diese auch während des Messens zu lesen oder zu verän­ dern.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den gemessenen Koordinaten­ punkten Flächen und Massen berechnet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus bekannten Koordinatenpunkten die Koordinaten des aktuellen Tachymeterstandortes bestimmt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (5) die gespeicherten Daten an andere Medien überspielt und damit zur Weiter­ verarbeitung auf stationären EDV-Anlagen bereitstellt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtstrahl (4) ein Laserstrahl eingesetzt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (4) von einem in den Meßstrahl (M) des Distanzmeßgeräts (2) bzw. in den Zielstrahl (N, 4) des Theodoliten-Fernrohrs eingebrachter Laserstrahl ist, der aus einer am Tachymeter (1, 2) befestigten Laser­ strahlröhre (6) ausgesandt wird, daß der Reflektor (3) an seiner Rückseite eine auf den betreffenden Meßpunkt (X) ansetzbare Spitze (7) besitzt, die in einem defi­ nierten Abstand und in einer definierten Lage zur Refle­ xionsebene angeordnet ist und daß die Variablen von Abstand und Lage vom Computer (5) in Verbindung mit der Meßstrecke berücksichtigt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) für die biaxiale Messung eine gekröpfte Reflektorhalterung (8) besitzt, deren gekröpf­ ter Teil als Nadelspitze (7) ausgeführt den Sehstrahl durch den Theodoliten (1) repräsentiert, während die Lage des Reflektors gleichzeitig in der Achse des Meß­ strahls bzw. Laserstrahls vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Reflektorhalterung (8) eine Kugel­ kopfanordnung (9) vorgesehen ist und daß diese Anordnung an der Spitze eines Teleskopstabs (10) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) in einem Rahmen (11) auf einer horizontierbaren Kippachse (12) senkrecht zur Zielebene (E) gelagert ist und daß in der vertikalen Zielebene (E) liegend, ein Meßstabadapter (14) am Rahmen zur Aufnahme eines verstellbaren Maßstabs (18) mit einer verschiebbaren Dosenlibelle (19) zur Lotrechtstellung dieses Meßstabs angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Reflektor (3) eine auf die Zielebene (E) ausrichtbare Zieleinrichtung (13) trägt, daß der Rahmen (11) seitliche, in der Kippachse (12) liegende Adapter (14) besitzt, auf die Verlängerungs-Maßstäbe (15) mit der Kippachse fluchtend aufsetzbar sind und daß die Verlängerungsmaßstäbe eine meßpunktseitige Spitze (16) und eine Röhrenlibelle (17) tragen.