DE4038521C2 - Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes - Google Patents

Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes

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Description

Die Erfindung bezieht sich gemäß den Oberbegriffen der beigefügten Ansprüche 1 und 6.
In konventioneller Weise wird der Koordinaten-Wert eines Vermessungspunktes P₃ in der folgenden Weise erhalten. Wie in Fig. 16 veranschaulicht, wird ein auf einen Referenzpunkt P₀ positioniertes Tachymeter a abgeglichen, und ein Mast c mit einem darauf angebrachten Reflexionsspiegel b wird an dem Vermessungspunkt P₃ vertikal positioniert. Dieser Mast c ist mit einem Libellenrohr d versehen, welches als Einrichtung bezeichnet werden kann, um den Mast c in einer vertikalen Stellung zu halten. Wenn unter diesen Bedingungen Licht von dem Tachymeter a abgegeben wird, wird das abgegebene Licht an dem reflektierenden Spiegel b reflektiert, und das reflektierte Licht wird von einem fotoempfindlichen Element aufgenommen. Aus einer Phasendifferenz zwischen dem von dem fotoempfindlichen Element abgegebenen empfangenen Signal und einem Referenzsignal wird eine Entfernung S zwischen dem Referenzpunkt P₀ und dem Vermessungspunkt P₃ mittels des Tachymeters a erhalten. Sodann können bezüglich der Horizontalebene ein Winkel und bezüglich der Vertikalebene ein Winkel Θz relativ zu dem Tachymeter am Referenzpunkt P₀ mittels des Tachymeters erhalten werden, indem die N- oder S-Richtung als x-Achse oder y-Achse festgelegt wird oder indem ein imaginäres Koordinatensystem bereitgestellt wird, dessen Achsen zu einer Referenzgröße gemacht werden, oder indem eine Ausrichtung auf das Koordinatensystem eines Daten- bzw. Bezugspunkts in dem Vermessungsbereich erfolgt. Unter Heranziehung der oben erwähnten Entfernung S, des Winkels bezüglich der Horizontalebene und des Winkels Θz bezüglich der Vertikalebene (ein Zenit-Winkel oder ein Höhenwinkel) kann der Koordinaten-Wert des Reflexionsspiegels ebenfalls erhalten werden. Sodann wird der Koordinaten-Wert des Vermessungspunkts P₃ dadurch erhalten, daß die Höhe Ph des reflektierenden Spiegels bzw. Reflexionsspiegels abgeleitet wird.
Fig. 17 veranschaulicht in einem Flußdiagramm ein konventionelles Meß-Verfahren zur Erzielung des Koordinaten-Werts des Vermessungspunktes.
Wie aus dem Flußdiagramm ersehen werden kann, werden die Maschinen-Höhe Mh und die Höhe Ph des reflektierenden Spiegels in eine Meßvorrichtung eingegeben, die das Tachymeter enthält, bevor die Vermessung ausgeführt wird. Diese Maschinen-Höhe Mh wird jeweils dann eingegeben, wenn der Vermessungs-Referenzpunkt P₀ verschoben wird, und die Höhe Ph des reflektierenden Spiegels d wird jeweils dann eingegeben, wenn der Vermessungspunkt P₃ geändert wird.
Aus dem Dokument DE 33 40 317 A1 ist ein Meßgerät zur gleichzeitigen Lage- und Höhenbestimmung von Punkten in schwer zugänglichen Hohlräumen, wie z. B. in der Kanalisation, beschrieben. Die Bestimmung der Koordinaten der Punkte erfolgt mittels zweier Spiegelprismen, die mit dem zu vermessenden Punkt auf einer Geraden liegen, wobei dieser Punkt am Ende des die beiden Spiegelprismen tragenden Teiles, also außerhalb der beiden Spiegelprismen auf einem äußeren Teilungspunkt angeordnet ist. Wenn der zu vermessende Punkt in engen Platzverhältnissen angeordnet ist oder sich z. B. an einem schwer zugänglichen Ort wie einem Bauteil oder dergleichen befindet, darf das Meßgerät nur sehr geringe Abmessungen aufweisen, um es in den beengten Platzverhältnissen handhaben zu können. Dabei müssen die beiden Spiegelprismen sehr nahe nebeneinander angeordnet werden. Insbesondere wenn sehr genaue Messungen erforderlich sind, müssen die Spiegelprismen sehr genau auf das Tachymeter ausgerichtet werden, was sehr umständlich und langwierig ist. Bei einer nicht exakten Ausrichtung der Spiegelprismen auf das Tachymeter können leicht Fehler in der Winkelmessung auftreten.
Aus dem Artikel von Simo H. Laurila "Electronic Surveying in Practice", John Wiley & Sons, 1983, Seite 251 bis 256, sind Reflexionsanordnungen für eine Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes bekannt. Diese Reflexionsvorrichtung kann ein oder mehrere Schichtprismen aufweisen, an denen Einteilungen zur Kollimation angebracht sind, um das Ausrichten auf die Meßvorrichtung zu erleichtern. Bei der in dem Artikel beschriebenen Reflexionsanordnung muß das Schichtprisma senkrecht über dem zu vermessenden Punkt positioniert sein, da durch eine auf einem Tragteil für das Schichtprisma angebrachte Maßeinteilung die Höhe des Schichtprismas über dem zu vermessenden Punkt abgelesen wird. Aus dieser Höhe werden dann die Koordinaten des zu vermessenden Punktes berechnet. Diese bekannte Reflexionsanordnung weist ebenfalls den Nachteil auf, daß sie nicht in beengten Platzverhältnissen oder für sich an schwer zugänglichen Orten befindende zu vermessende Punkte verwendet werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit, eine Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 und dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 6 zur Verfügung zu stellen, die bei beengten Platzverhältnissen und sich an schwer zugänglichen Orten befindende zu vermessende Punkte verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch Vorrichtungen zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters mit den Merkmalen der beigefügten Ansprüche 1 und 6 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Die Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß dem beigefügten Anspruch 1 zeichnet sich insbesondere durch ein Lichtabdeckteil aus, das zum Abdecken jeweils eines der Schichtprismen vorgesehen ist. Insbesondere wenn die beiden Schichtprismen nahe beieinander angeordnet sind, kann somit dasjenige Schichtprisma, dessen Koordinaten gerade nicht vermessen werden, durch das Lichtabdeckteil abgedeckt werden, um die Vermessung der Koordinaten des anderen Schichtprismas nicht zu stören. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr klein und damit auch bei beengten Platzverhältnissen handhabbar ausgebildet ist.
Die Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß dem beigefügten Anspruch 6 zeichnet sich dadurch aus, daß der zu vermessenden Punkt sich auf einem inneren Teilungspunkt zwischen den beiden Schichtprismen der Reflexionsanordnung befindet. Diese Ausgestaltung erlaubt es, Punkte bei beengten Platzverhältnissen und insbesondere an schwer zugänglichen Orten, wie z. B. einem Bauteil, präzise zu vermessen.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem erläuternden Diagramm das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip.
Fig. 2 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine Vorrichtung zum Messen von Koordinaten.
Fig. 3 veranschaulicht in einem Flußdiagramm ein Verfahren zum Messen von Koordinaten.
Fig. 4 veranschaulicht in einer Perspektivansicht eine Reflexionsspiegel- Vorrichtung.
Fig. 5 und 6 veranschaulichen in einer Draufsicht bzw. in einer Schnittansicht einen Teil eines in der Reflexionsspiegel-Vorrichtung gemäß Fig. 4 zu verwendenden Plattenprismas.
Fig. 7 zeigt in einer Draufsicht einen wesentlichen Teil eines weiteren Beispiels des Plattenprismas.
Fig. 8 und 9 zeigen in einer Schnittansicht bzw. in einer Draufsicht eine Reflexionsspiegel- Vorrichtung.
Fig. 10 zeigt in einer Perspektivansicht eine erste Ausführungsform der Reflexionsspiegel-Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 11 und 12 zeigen in einer Draufsicht bzw. in einer Schnittansicht eine zweite Ausführungsform der Reflexionsspiegel- Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 13 und 14 zeigen in einer Draufsicht bzw. in einer Schnittansicht eine dritte Ausführungsform der Reflexionsspiegel- Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht einer vierten Ausführungsform der Reflexionsspiegel-Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 16 veranschaulicht in einem erläuternden Diagramm ein konventionelles Verfahren zum Messen von Koordinaten.
Fig. 17 veranschaulicht in einem Flußdiagramm ein konventionelles Verfahren zum Messen von Koordinaten.
Nunmehr wird die Erfindung detailliert beschrieben.
Die Reflexionsspiegel-Vorrichtung weist auf dem Tragteil reflektierende Spiegel bzw. Reflexionsspiegel auf, welche das von dem Tachymeter abgegebene Licht an zwei Punkten bzw. Stellen reflektieren, die auf einer Linie liegen, welche durch den Vermessungspunkt verläuft, und die von dem betreffenden Vermessungspunkt um einen bestimmten Abstand beabstandet sind. Die Vorrichtung wird an dem Vermessungspunkt unter einem beliebigen Winkel errichtet. Das von dem Tachymeter abgegebene Licht wird an den reflektierenden Spiegeln reflektiert, und die Abstände von dem Tachymeter zu den reflektierenden Spiegeln werden aus den Phasendifferenzen zwischen den empfangenen Signalen und den Referenzsignalen erhalten. Die Koordinaten-Werte (x₁, y₁, z₁), (x₂, y₂, z₂) der beiden Punkte bzw. Stellen werden aus den Distanzen, den Winkeln bezüglich der horizontalen Ebene und den Winkeln bezüglich der vertikalen Ebene erhalten, die durch die Tachymeter erhalten werden. Der Koordinaten- Wert (x₃, y₃, z₃) des Vermessungspunktes P₃ wird dadurch erhalten, daß in die folgende Gleichung die Koordinaten-Werte (x₁, y₁, z₁) (x₂, y₂, z₂) der beiden Punkte bzw. Stellen, die Distanz k₁ (Konstante) zwischen den beiden Punkten bzw. Stellen, die auf einen bestimmten Wert festgelegt worden ist, und eine Distanz k₂ (Konstante) zwischen dem Vermessungspunkt und einem der beiden Punkte bzw. Stellen (Koordinaten-Werte x₂, y₂, z₂) eingesetzt werden.
In der Gleichung (1) liegt k₂ im positiven (+) Bereich, wenn der Vermessungspunkt in dem äußeren Teilungspunkt relativ zu den beiden reflektierenden Spiegeln positioniert ist, und im negativen (-) Bereich, wenn der Vermessungspunkt im inneren Teilungspunkt liegt.
Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht in einem Erläuterungsdiagramm das Verfahren, das der vorliegenden Erfindung als allgemeines Prinzip zugrunde liegt.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Tachymeter einer Vorrichtung zum Messen von Koordinaten bezeichnet. Das Tachymeter wird an einem Meß- Referenzpunkt P₀ abgeglichen. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Mast bzw. eine Stange bezeichnet, der bzw. die an einem Vermessungspunkt P₃ unter einem beliebigen Winkel errichtet wird.
Ein reflektierendes Prisma bzw. Reflexionsprisma 4 ist an dem Mast 2 an einem Punkt P₂ fest angeschraubt, der von dem Überwachungspunkt P₃ um einen Abstand k₂ (Konstante) entfernt ist. Ein weiteres reflektierendes Prisma 3 ist an dem Mast 2 an einem Punkt P₁ fest angeschraubt, der von dem Punkt P₂ um einen Abstand k₁ (Konstante) entfernt ist. Die bildreflektierenden Flächen der Prismen 3, 4 sind unter diesen Bedingungen auf einer axialen Linie des Mastes 2 angeordnet. Es sei angenommen, daß die Koordinaten- Werte der beiden Punkte, die den oben erwähnten Punkten P₁ und P₂ entsprechen, gegeben sind mit P₁ (x₁, y₁, z₁) bzw. mit P₂ (x₂, y₂, z₂).
Das Tachymeter 1 der Vermessungsvorrichtung gibt Licht an die reflektierenden Prismen 3, 4 ab. Aus der Phasendifferenz zwischen den empfangenen Signalen und Referenzsignalen werden die Entfernungen S₁, S₂ zu den reflektierenden Prismen 3, 4 erhalten, und zwar in Verbindung mit dem horizontalen Winkel und den Zenit-Winkeln Θz₁, Θz₂ (oder den Höhen-Winkeln Θ′z₁, Θ′z₂) der reflektierenden Prismen 3, 4.
Die Vorrichtung zum Messen der Koordinaten die das Tachymeter verwendet, umfaßt, wie in Fig. 2 veranschaulicht: eine Entfernungs-Meßeinheit 5, eine Winkel- Meßeinheit 6 zum Messen des Winkels bezüglich der horizontalen Ebene, eine Winkel-Meßeinheit 7 zur Messung des Winkels bezüglich der vertikalen Ebene (diese Elemente bilden Elemente des Tachymeters); eine Betriebseinheit 8, die eine erste Recheneinheit zum Berechnen der Koordinaten- Werte der beiden Reflexionsspiegel-Positionen und eine zweite Recheneinrichtung zum Berechnen eines Koordinaten- Wertes des Vermessungspunktes aus den Koordinaten-Werten der beiden reflektierenden Spiegel aufweist; eine Anzeigeeinheit 9; eine Tastatur 43 und eine externe Datenausgabeeinheit 44. Die reflektierenden Spiegel sind auf einer geraden Linie positioniert, die durch den Vermessungspunkt verläuft; sie sind von dem Vermessungspunkt um bestimmte Abstände getrennt. Die Koordinaten-Werte der reflektierenden Spiegel werden aus den Distanzen zu den reflektierenden Spiegeln, den Winkeln bezüglich der horizontalen Ebene und den Winkeln bezüglich der vertikalen Ebene berechnet.
Das Verfahren zum Messen unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Meßvorrichtung wird anhand des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms erläutert. Zunächst werden die oben erwähnten konstanten Werte k₁, k₂ in die Meßvorrichtung eingegeben (Schritt 1), und außerdem wird die Maschinen-Höhe Mh der Vorrichtung eingegeben (Schritt 2). Sodann werden die Distanz bzw. Entfernung S₁ zum Punkt P₁, der Winkel ΘH₁ bezüglich der horizontalen Ebene und der Winkel bezüglich der vertikalen Ebene (entweder ein Zenit-Winkel Θz₁ oder ein Höhen-Winkel Θ′z₁) des Punktes P₁ sowie die Distanz S₂ zum Punkt P₂, der Horizontal- Winkel ΘH₂ und der Winkel bezüglich der vertikalen Ebene (ein Zenit-Winkel Θz₂ oder ein Höhen-Winkel Θ′z₂) mittels der Entfernungsmeßeinheit 5, der Winkelmeßeinheit 6 für die Winkelmessung bezüglich der horizontalen Ebene und der Winkelmeßeinheit 7 bezüglich der vertikalen Ebene (Zenit-Winkel oder Höhen-Winkel) gemessen (Schritte 3 und 4). Sodann werden in der Betriebseinheit 8 die gemessene Entfernung S₁ zum Punkt P₁, der Winkel ΘH₁ bezüglich der horizontalen Ebene und der Zenit-Winkel Θz₁ sowie die Entfernung zum Punkt P₂, der Winkel ΘH₂ bezüglich der horizontalen Ebene und der Zenit-Winkel Θz₂ in die folgenden Gleichungen eingesetzt, um die Koordinaten des Punktes P₁ (x₁, y₁, z₁) und die Koordinaten des Punktes P₂ (x₂, y₂, z₂) zu erhalten.
Wenn die Höhen-Winkel Θ′z₁, Θ′z₂ anstelle der Zenit-Winkel Θz₁, Θz₂ gemessen werden, werden die Höhen-Winkel Θ′z₁, Θ′z₂ in die Zenit-Winkel Θz₁, Θz₂ umgesetzt, da die Beziehung zwischen den Zenit-Winkeln und den Höhen-Winkeln gegeben ist durch Θ′z₁=π/2-Θz₁ und Θ′z₂=π/2-Θz₂. Die umgesetzten Zenit-Winkel Θz₁=π/2-Θ′z₁ und Θz₂=π/2-Θ′z₂ werden dann in die folgenden Gleichungen eingesetzt:
x = x₀+S sin Θz cos ΘH
y = y₀+S sin Θz cos ΘH (2)
z = z₀+Mh+S cos Θz
Hierin bedeuten x, y, z den x-Achsen-Koordinatenwert x₁ oder x₂ der Punkte P₁ oder P₂, den y-Achsen-Koordinatenwert y₁ oder y₂ bzw. den z-Achsen-Koordinatenwert z₁ oder z₂; S ist die Entfernung S₁ oder S₂ zum Punkt P₁ oder P₂; Θz ist der Zenit-Winkel Θz₁ oder Θz₂ des Punktes P₁ oder P₂, ΘH ist der Winkel ΘH₁ oder ΘH₂ des Punktes P₁ oder P₂ bezüglich der horizontalen Ebene; Mh ist die Maschinen-Höhe; x₀, y₀, z₀ ist der Ursprung eines beliebigen Koordinaten- Systems.
Sodann wird der Koordinaten-Wert (x₃, y₃, z₃) des Punktes P₃ dadurch erhalten, daß die Koordinaten-Werte der Punkte P₁ und P₂ in die oben erwähnte Gleichung (1) eingesetzt werden (Schritt 5).
Die Betriebseinheit 8 umfaßt eine Zentraleinheit bzw. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und ist mit einem (nicht dargestellten) Speicher versehen. Dieser Speicher speichert die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) sowie den Koordinaten- Wert (x₀, y₀, z₀) des Ursprungs bzw. Nullpunkts des Koordinaten-Systems, die Entfernungen k₁, k₂ und die Maschinen- Höhe Mh. Der Ursprung bzw. Nullpunkt des Koordinatensystems, der bei dem oben erwähnten eingegebenen beliebigen System (x₀, y₀, z₀) festgelegt worden ist, kann zu einem Meß-Referenzpunkt P₀ gemacht sein.
Der erzielte Koordinaten-Wert des Punktes P₃ wird in der Anzeigeeinheit 9 angezeigt und zugleich als externe Daten zum Speichern in einem Datensammler (nicht dargestellt) ausgegeben (Schritt 6). Wenn der Vermessungspunkt P₃ geändert wird (Schritt 7), wird die Prozedur zum Schritt 3 zurückgeführt, um einen neuen Koordinaten- Wert des Punktes P₃ zu erhalten. Wenn der Meß-Referenzpunkt P₀ verschoben wird (Schritt 8), wird der Koordinaten-Wert des Punktes P₃ durch Rückkehr zum Schritt 2 erhalten.
Fig. 4 veranschaulicht eine andere Reflexionsspiegel-Vorrichtung, die bei diesem Meßverfahren anzuwenden ist.
In Fig. 1 sind reflektierende Prismen als Reflexionsspiegel verwendet worden; bei dieser Vorrichtung werden Platten- bzw. Schichtenprismen 3A, 4A verwendet. Diese Platten- bzw. Schichtenprismen 3A, 4A sind, wie in Fig. 5 und 6 veranschaulicht, dadurch gebildet, daß kontinuierlich eine Oberfläche gebildet ist, die aus drei sich jeweils unter rechten Winkeln kreuzenden Seiten gebildet ist, welche an den Ecken von Würfeln (Reflexionsprismen) auf der Oberfläche einer Platte bzw. Schicht 17, wie einer aus Acrylharz, Polycarbonatharz oder dergleichen Material bestehenden Platte, identisch gebildet sind. Zusätzlich ist auf dieser reflektierenden Prismenoberfläche eine reflektierende Filmschicht 18 gebildet (das heißt eine durch Aluminium-Dampfablagerung gebildete Schicht); sodann ist auf der Oberseite der reflektierenden Filmschicht 18 eine transparente Harzschicht 19 gebildet. Am Boden der Schicht 17 ist eine Klebschicht 20 gebildet, und zwar für die Befestigung der Schicht 17. Bei der Konstruktion der Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A erlaubt eine kointinuierliche Anordnung von Eckenwürfeln eine Totalreflexion des einfallenden Lichtes in seine Ausgangsrichtung.
Die Plattenprismen 3A, 4A können, wie in Fig. 7 dargestellt, mittels Glasperlen bzw. -kugeln 21 aufgebaut sein, die verstreut vorgesehen sind, um auf einer durch Aluminium- Dampfniederschlagung gebildeten Oberfläche 22 integral gebildet zu sein.
Diese Plattenprismen 3A, 4A sind, wie in Fig. 4 veranschaulicht, an Platten 10 bzw. 11 angeklebt. Die Platten 10, 11 sind von horizontalen Tragachsen 13, 14 drehbar getragen, die von einem Rahmen 12 derart aufgenommen sind, daß ihre Neigungswinkel eingestellt werden können. Quereinteilungen 42 sind an den Platten 10, 11 zur Kollimation markiert. Ein Mast bzw. eine Stange 16 mit einer Kappe 15 ist am Boden des Rahmens 12 vorgesehen.
Die bildreflektierenden Oberflächen der Plattenprismen 3A, 4A koinzidieren mit der Rotationsmitte und sind so gelegt, daß sie mit der Mittelachse der Stange koinzidieren.
Die Entfernung zwischen den Plattenprismen 3A, 4A ist so bemessen, daß das von dem Tachymeter zu einem der betreffenden Plattenprismen 3A, 4A hin gerichtete Licht nicht auf das andere der Plattenprismen 3A, 4A einfällt. Dieser Abstand muß unter Berücksichtigung der Streuung bzw. Verteilung des abgegebenen Lichtes des Tachymeters bestimmt werden. Wenn beispielsweise die Plattenprismen 3A, 4A dazu verwendet werden, den Abstand innerhalb von 100 m zu messen, beträgt der Abstand zwischen ihnen 1 m. Wenn die Plattenprismen 3A, 4A so konstruiert sind, daß sie imstande sind, um 180° um die horizontalen Achsen 13, 14 gedreht zu werden (siehe die in Fig. 8 und 9 dargestellte Vorrichtung) dann ist in dem Fall, daß eines der Plattenprismen 3A oder 4A dazu verwendet wird, seinen Koordinaten-Wert zu erhalten, die Platte 10 oder 11, an der das andere der Plattenprismen 3A oder 4A befestigt bzw. angeklebt ist, umgedreht. Auf diese Weise fällt das von einem der Plattenprismen 3A oder 4A abgegebene Licht nicht auf das andere der Plattenprismen 3A oder 4A ein. Deshalb kann der Abstand zwischen den Plattenprismen 3A und 4A verkürzt werden, und die Reflexionsspiegel-Vorrichtung kann kleiner gemacht werden.
Gemäß Fig. 8 und 9 sind Drehknöpfe 23 an den Enden von drehbaren Wellen angebracht, die längs der horizontalen Achsen 13, 14 verlaufen. In dem Rahmen 12 sind hintere Öffnungen 24 gebildet. Einteilungen 42, die zur Kollimation dienen, sind vor dem Rahmen 12 und an den Platten 10, 11 vorgesehen.
Fig. 10 zeigt eine erste Ausführungsform einer Reflexionsspiegel- Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Der Rahmen 12 weist auf seiner Innenseite rückwärtige Öffnungen 24 auf, die um bestimmte vertikale Abstände voneinander getrennt sind. Die Platten 10, 11, die zu den rückwärtigen Öffnungen 24 hinweisen, sind an dem Rahmen 12 derart getragen, daß sie um horizontale Tragachsen 13, 14 drehbar sind. Zylindrische Rahmenteile 25 sind an den Platten 10, 11 gebildet. Innerhalb dieser zylindrischen Rahmenteile 25 sind Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A angebracht, und zwar zusammen mit einer Kappe 26, die an den zylindrischen Teilen 25 angebracht werden kann. Die Kappe 26 ist mittels einer Kette 27 mit dem mittleren Teil des Rahmens 12 verbunden.
Bei der Konstruktion dieser Ausführungsform wird in dem Fall, daß der Koordinaten-Wert des Platten- bzw. Schichtprismas 3A erhalten wird, die Kappe 26 auf das untere zylindrische Rahmenteil 25 aufgesetzt, um das Platten- bzw. Schichtprisma 4A abzudecken, so daß das von dem Tachymeter 1 abgegebene Licht lediglich auf das Platten- bzw. Schichtprisma 3A einfällt. Wenn der Koordinaten-Wert des unteren Platten- bzw. Schichtprismas 4A erhalten wird, wird die Kappe 26 auf das obere zylindrische Rahmenteil 25 aufgesetzt, um das Platten- bzw. Schichtprisma 3A abzudecken.
In Fig. 11 und 12 ist eine zweite Ausführungsform der Spiegelreflexions-Vorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Blende 27 an Stelle der Kappe 26 bei der vorhergehenden Ausführungsform verwendet. Diese Blende 27 liegt mit ihren Seitenteilen in Gleitnuten 28, die an der Innenseite der beiden Seitenwände des Rahmens 12 gebildet sind. Durch Anwendung eines Bedienungsknopfes 29 kann die Blende 27 vor die Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A verschoben werden, so daß die betreffenden Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A selektiv abgedeckt werden können. Plattenfedern (nicht dargestellt) sind an den Seitenteilen der Blende 27 vorgesehen, und Rast-Stopnuten 30 sind an bestimmten Stellen längs der Gleitnuten gebildet. Durch Anlage der Plattenfedern an bzw. in den Rast-Stopnuten 30 wird die Blende 27 in einer geschlossenen Stellung für jedes der Plattenprismen 3A, 4A stillgesetzt und kann in dieser Position gelassen werden.
Die Plattenprismen 3A, 4A sind an den Platten 10, 11 angebracht bzw. angeklebt, die um daran angebrachten Wellen 13, 14 mit Hilfe von Knöpfen 23 an den Enden der betreffenden Wellen drehbar sind.
In Fig. 13 und 14 ist eine dritte Ausführungsform der Reflexionsspiegel-Vorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Bei dieser Ausführungsform ist die mit der Gleitnut 28 in Eingriff stehende Blende 27 mit einem Band 32 verbunden, welches zwischen zwei Riemenscheiben 31 verläuft, so daß durch Antrieb des Bandes bzw. Riemens mittels eines Elektromotors 33 die beiden Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A selektiv abgedeckt werden können. Ein Mikroschalter 34 wird durch ein Schaltelement 35 betätigt, um den Betrieb des Elektromotors 33 stillzusetzen, wenn die Blende 27 eine bestimmte Position (das ist eine Stellung zum Schließen des Plattenprismas 3A oder 4A) erreicht. Auf der Rückseite des Rahmens 12 ist ein (nicht dargestelltes) Steuerfeld vorgesehen, welches mit einem Schalter ausgestattet ist, mit dessen Hilfe der Elektromotor 33 in die Rechts- und Links-Richtung in Drehung versetzt wird, sowie mit einem elektrischen Leistungsschalter. Diese Schalter sind in konventioneller Weise aufgebaut und betrieben. Die Platten 10, 11, an denen die Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A befestigt sind, sind jeweils mit einer Welle 13, 14 versehen, die mittels eines Knopfes 23 gedreht werden kann.
Bei den obigen Ausführungsformen sind die Schichtenprismen 3A, 4A beide auf derselben Seite vorgesehen wie der Überwachungs- bzw. Vermessungspunkt P₃. Es erfolgt daher eine Messung eines Vermessungspunkts in einem äußeren Teilungspunkt. Wie in Fig. 15 veranschaulicht, können die Schichtenprismen 3A, 4A auf beiden Seiten des Meßpunktes P₃ vorgesehen sein, womit eine Messung eines Vermessungspunktes in einen inneren Teilungspunkt durchgeführt wird. In diesem Falle ist, wie weiter oben beschrieben, der Wert k₂ gemäß der Gleichung (1) negativ (-).
Die Platten 10, 11, an denen die Schichtenprismen 3A, 4A angebracht sind, sind an einem Ende der Stangen 16 neigbar, die in einer geraden Linie angeordnet sind. Die anderen Enden der Stangen 16 sind mit einem Befestigungsteil 39 verbunden, welches durch Klemmschrauben 40 an einer zu messenden Konstruktion bzw. Struktur 41 angebracht ist.
Gemäß der Erfindung ist es im Unterschied zur konventionellen Technik nicht erforderlich, den Mast bzw. die Stange in einer perfekt vertikalen Position als ein mit reflektierenden Spiegeln versehenes Tragteil zu errichten.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, die Höhe des reflektierenden Spiegels jeweils dann zu erhalten, wenn der Meßpunkt geändert wird, um für die Berechnung der Koordinaten herangezogen zu werden. Deshalb ist die Meßarbeit sehr leicht bzw. bequem gemacht, und die Koordinaten-Werte können bequem an solchen Stellen, wie scharf geneigten Bereichen, in der Nähe einer Wand oder dergleichen erhalten werden, wo die Messung mit der konventionellen Vorrichtung schwierig war.
Ferner kann die Reflexionsspiegel- Vorrichtung als ein relativ kleines Gebilde konstruiert sein.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters, welches Licht an eine Reflexionsanordnung abgibt und das reflektierte Licht von dieser aufnimmt, wobei die Reflexionsanordnung an einem Tragteil angeordnet ist und an zwei mit dem Vermessungspunkt auf einer Geraden liegenden Punkten einstellbar ist, und wobei die Koordinaten des Vermessungspunktes aus den Koordinaten der beiden Einstellpunkte der Reflexionsanordnung unter Heranziehung des von dem Tachymeter ausgesendeten und von der Reflexionsanordnung reflektierten Lichtes berechenbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsanordnung zwei Schichtprismen (3A und 4A) umfaßt, die an Platten (10 und 11) angeordnet sind und an den beiden Einstellpunkten der Reflexionsanordnung am Tragteil getragen sind, wobei ein Lichtabdeckteil (26, 27) zum Abdecken jeweils eines der Schichtprismen (3A, 4A) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (12, 16) die beiden Schichtprismen (3A, 4A) längs horizontaler Tragachsen (13, 14) relativ zu dem Tragteil derart trägt, daß sie zur Einstellung der Neigung horizontal drehbar sind.
3. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtabdeckteil als Kappe (26) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtabdeckteil durch eine Blende (27) gebildet ist, die vor jeweils eines der beiden Schichtprismen (3A, 4A) geschoben werden kann.
5. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (10, 11) quer zueinander verlaufende Einteilungen (42) zur Kollimation aufweisen.
6. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters, welches Licht an eine Reflexionsanordnung abgibt und das reflektierte Licht von dieser aufnimmt, wobei die Reflexionsanordnung an einem Tragteil angeordnet ist und an zwei mit dem Vermessungspunkt auf einer Geraden liegenden Punkten einstellbar ist, und wobei die Koordinaten des Vermessungspunktes aus den Koordinaten der beiden Einstellpunkte der Reflexionsanordnung unter Heranziehung des von dem Tachymeter ausgesendeten und von der Reflexionsanordnung reflektierten Lichtes berechenbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsanordnung zwei Schichtprismen (3A und 4A) umfaßt, die an Platten (10 und 11) angeordnet sind und an den beiden Einstellpunkten der Reflexionsanordnung am Tragteil (16) getragen sind, wobei der Vermessungspunkt auf einem inneren Teilungspunkt zwischen den beiden Einstellpunkten der Reflexionsanordnung angeordnet ist.
7. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (16) die beiden Schichtprismen (3A, 4A) längs horizontaler Tragachsen (13, 14) relativ zu dem Tragteil (16) derart trägt, daß sie zur Einstellung der Neigung horizontal drehbar sind.
DE4038521A 1989-12-04 1990-12-03 Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes Expired - Fee Related DE4038521C2 (de)

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