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Theodolit mit Einrichtung zum photographischen Abbilden der Teilkreisstellungen
Bei Theodoliten sind Einrichtungen zum photographischen Abbilden der beiden Teilkreisstellungen
für das Festlegen von Bewegungsbahnen, insbesondere derjenigen von in der Luft sich
bewegenden Körpern, Flugzeugen, Pilotballonen o. dgl. bekannt. Gemäß dem Hauptpatent
sind bei solchem Theodolit das Fernrohr und die Teilkreise sowie zweckmäßig ein
Zeitanzeiger derart eingebaut, daß auf demselben Bild der zweckmäßig in Verbindung
mit einem an sich bekannten Gitter abgebildete, beobachtete Bewegungskörper in einem
seitlich oder unter den Abbildungen der Meßglieder der Teilkreisteile o. dgl. befindlichen
Bildteil erscheint.
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Nun geben bekanntlich bei einem Theodolit die Teilkreisablesungen
den tatsächlichen Wert der Richtungskoordinaten nur dann an, wenn sich der angezielte
Gegenstand genau im Mittelpunkt des optischen Gesichtsfeldes befindet. Liegt der
Gegenstand außerhalb dieses Mittelpunktes, so muß auf Grund besonderer Berechnungen
oder nach dem sonst in der Bildmessung bekannten Verfahren eine Korrektur der Teilkreisablesungen
vorgenommen werden. Es ist auch bekannt, daß sich diese Korrekturen am einfachsten
errechnen lassen, wenn der Bildpunkt auf ein rechtwinkliges Koordinatensystem bezogen
wird, dessen Achsen die Hauptrichtuneen des Gesichtsfeldes angeben. Bei dem Theodoliten
der gewöhnlichen Bauart würden diese Hauptrichtungen die waagerechte und die senkrechte
Richtung sein. In einem solchen Fall kann man, wenn x und y die rechtwinkligen Koordinaten
des Bildpunktes gegenüber dem erwähnten, in die Hauptrichtungen des Gesichtsfeldes
gelegten Koordinatensystem angeben, die Korrekturen &a und 8h mit hinreichender
Genauigkeit aus den Teilkreisablesungen a und h. nach den Formeln berechnen: ca-x#sech
und ck-y Im Gegensatz hierzu ergeben sich bei der Anordnung des mit dem Gesichtsfeld
abgebildeten Achsenkreuzes in anderen Richtungen für Berechnungen nach diesenFormeln
Koordinatentransformationen, die eine schwierige Rechnung erfordern. Bei der in
dem Hauptpatent dargestellten Ausführungsform liegt nun das mit dem Gesichtsfeld
abgebildete Achsenkreuz nicht immer in den Hauptrichtungen des Gesichtsfeldes.
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Die Erfindung beseitigt diesen Übelstand dadurch, daß zum Einstellen
des Gitters oder Fadenkreuzes nach den Hauptrichtungen des Fernrohr-Gesichtsfeldes
(bei feststehendem Film
und Gitter) eine Bilddrehung bewirkende
optische Mittel, z. B. ein Aufrichteprisma, eingeschaltet wird. Es kann dann die
Berechnung der Korrektur nach der angegebenen einfachen Formelerfolgen. EinNachteildieserEinrichtung
wäre es, sofern die erst angegebene Ausführungsform des mit dem Fernrohr sich drehenden
Gitters und Filmes verwendet wird, daß sich hierbei bei der Änderung des Höhenwinkels
die Teilkreisbilder auf dem Film oder der Platte bezüglich ihrer Lage gegenüber
dem Gesichtsfeldbild ändern würden; d. h. sie würden eine wechselnd schiefe Lage
erhalten (Abb.2), wodurch die Auswertung des Filmstreifens erschwert wird. Man kann
aber diese Schwierigkeit dadurch überwinden, daß die das Bild drehenden Mittel in
den Strahlengang eingeschaltet werden. In allen Fällen werden die das -Bild drehenden
Mittel durch ein geeignetes Getriebe mit der Aufnahmekamera so verbunden, daß sie
die Hauptrichtungen des von ihnen beeinflußten Bildes so drehen, daß sie zu der
Hauptrichtung des anderen Bildes gleichgerichtet sind.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Gegenstandes
des Erfindung, ,und zwar Abb. i einen Schnitt durch einen Theodoliten gemäß der
Erfindung, Abb. 2 und Abt. 3 Teile des Filmes.
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Wie bei dem Hauptpatent ist i, 2 ein Fernrohr mit rechtwinklig gebrochenem
Lichtweg, durch welches der aufzunehmende Gegenstand beobachtet werden kann. Mit
dem Fernrohr fest verbunden ist die Aufnahmeoptik 3, 6a, 6b
welche
hier wie bei einem Spiegelteleskop ausgebildet ist. Das - Bild des angezielten Gegenstandes
wird, wie beim Hauptpatent, auf dem Film 7 entworfen. Die Aufnahmeoptik 3 ist mit
der Kippachse 30 zu einem Hohlkörper so verbunden, daß innerhalb dieses Körpers
der Film so gelagert ist, daß er sämtliche Schwenk-und Drehbewegungen des Aufnahmefernrohres
mitmacht. Ebenso ist auch das Fadenkreuz oder das Gitter mit dem Spiegelsystem 6,1,
6b verbunden, also so, daß es ebenfalls die Bewegungen desFernrohresmitausführt.
Diewaagerechteoder Kippachse ist im Lager 31 schwenkbar, welches um die Stehachse
32 gedreht werden kann. Letztere ist in dem Stativ oder Fuß 33 gelagert.
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Der Theodolit kann demnach in bekannter Weise um eine senkrechte undwaagerechteAchse
gedreht werden. Zum Anzeigen derwaagerechten Drehung dient, wie üblich, der waagerechte
Teilkreis 1q., welcher an seinem äußeren Umfang die Einteilung trägt. Die Ablesung
erfolgt mit Hilfe eines Nonius 14a. Die Drehung um die waagerechte Achse wird durch
den senkrechten Teilkreis 16 angezeigt, und zwar mit Hilfe eines Nonius 17. Die
jeweilige Lage des waagerechten und des senkrechten Teilkreises gegenüber den Nonien
wird über Spiegel oder Prismen 2o und 21 durch ein Rohr 22 unter Vermittlung eines
Prismas 34 auf die Rückseite des Filmes geworfen, wie dies auch in dem Hauptpatent
beschrieben ist.
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Wird das Aufnahmefernrohr um die Kippachse gedreht, so würde sich
das Prisma 34., welches ja in dem Fernrohrkörper gelagert ist und infolgedessen
die Drehung des Fernrohres mitmacht, gegenüber dem Prisma 21 verdrehen. Es würde
also zwar das Bild des aufgenommenen Gegenstandes richtig zu dem Fadenkreuz liegen,
um die obenerwähnte einfache Formel für die Korrektur verwenden zu können; es ergibt
sich aber für die Bilder der Teilkreise eine Schräglage, entsprechend der Schrägeinstellung
des Fernrohres. Ein solches Bild ist in Abb. 2 gezeigt.
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Diese Bildstürzung wird, wie es z. B. bei Rundblickfernrohren üblich
ist, durch Einschaltung eines Aufrichteprismas 35 beseitigt. Das Prisma 35 hegt
in einem Rohr 22, das, wie üblich, der Kippbewegung mit der halben Winkeldrehung
folgt. Hierzu trägt es ein Zahnrad 36, welches mit einem in dem festen Gehäuse drehbar
gelagerten Zahnrad 37 kämmt. Gleichachsig mit letzterem Zahnrad 37 und fest mit
ihm verbunden ist ein weiteres Zahnrad 38 vorgesehen, welches mit einem Zahnrad
39 kämmt, das fest auf dem rohrförmigen Ansatz q.o des Fernrohrgehäuses gelagert
ist und sich mit diesem dreht. Dreht sich also das Fernrohr um einen Winkel a, so
bleibt, wie bei einem Rundblickfernrohr, das Rohr 22 mit dem Aufrichteprisma um
den Winkel ' zurück, so daß das Bild der Teilkreise stets in die gleiche Lage zu
den Hauptrichtungen des Gesichtsfeldbildes gedreht wird und das Gesamtbild das in
Abb. 3 dargestellte Aussehen erhält.
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In das Rohr 22 sind noch zwei Linsen 41 und 42 eingeschaltet, von
denen erstere dazu dient, das Strahlenbündel der Teilkreisabbildung für den Durchgang
durch das Aufrichteprisma 35 parallel zu machen, während das zweite die Abbildung
besorgt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist, wie schon ausgeführt,
der Filmstreifen 7 und das Fadenkreuz oder das Gitter zusammen mit dem Aufnahmefernrohr
3 beweglich. Man könnte auch die Anordnung so lassen, wie sie in dem Hauptpatent
beschrieben ist, also den Film in einem feststehenden Apparat laufen lassen und
das Gitter oder das Fadenkreuz an einer feststehenden durchsichtigen Scheibe, die
in dem Hauptpatent mit io bezeichnet ist, anbringen. In diesem Falle müßte man dann
das Aufrichteprisma in den Strahlengang des Aufnahmefernrohres einschalten. Es würde
dann das Bild der Teilkreise feststehen, dagegen würden sich die Hauptrichtungen
des Gesichtsfeldbildes bei der Fernrohrdrehung entsprechend drehen.