DE842272C - Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung - Google Patents

Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung

Info

Publication number
DE842272C
DE842272C DEP3101A DE0003101A DE842272C DE 842272 C DE842272 C DE 842272C DE P3101 A DEP3101 A DE P3101A DE 0003101 A DE0003101 A DE 0003101A DE 842272 C DE842272 C DE 842272C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gyro
gyroscope
suspended
housing
theodolite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP3101A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Dr Christoph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PLATH FA C
Original Assignee
PLATH FA C
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PLATH FA C filed Critical PLATH FA C
Priority to DEP3101A priority Critical patent/DE842272C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE842272C publication Critical patent/DE842272C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/34Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G01C19/38Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

  • Kreiselgerät zur Richtungsbestimmung Die Erfindung betrifft ein Kreiselgerät zur Richtungsbestimmung, insbesondere für Vermessungszwecke, mit aufgehängtem Kreiselelement.
  • Es ist bekannt, zur Richtungsbestimmung Kreiselgeräte zu verwenden. Es wird dabei von der Eigenschaft eines sich schnell um seine in der Horizontalebene liegende Achse drehenden Kreisels ausgegangen, sich mit seiner Achse in die Meridianrichtung einzustellen bzw. um diese hin und her zu schwingen. Voraussetzung dafür ist, daß der Kreisel sich um die Vertikale frei drehen kann. Es ist jedoch sehr schwierig, den Kreisel so zu lagern, daß eine ausreichend störmomentefreie Drehbarkeit um die Vertikale erreicht wird.
  • Vor allem bei Vermessungsgeräten, mit denen der Azimutwinkel eines angepeilten Objekts gegenüber der wahren Nordrichtung gemessen werden soll, und insbesondere bei Geräten, mit denen eine derartige Bestimmung unter Tage ausgeführt werden soll, sind die Anforderungen an die Genauigkeit und damit die erwähnten Schwierigkeiten besonders groß. Man war daher bisher bemüht, die Lagerung des Kreisels astatisch möglichst frei von Lagerdrehmomenten zu gestalten.
  • Zu diesem Zweck wurde das Kreiselelement in einer Flüssigkeit gelagert. Der Aufbau von Geräten, die mit einer derartigen Lagerung versehen sind, ist jedoch außerordentlich umständlich. Da Vermessungskreisel im Gegensatz zu Schiffskreiselkompassen zur Messung an verschiedenen Orten aufgebaut werden, ist dies ein großer Nachteil.
  • Ferner wurde vprgeschlagen, das Kreiselelement zwischen zwei Bändern aufzuhängen. Die Genauigkeit derartiger Geräte ist jedoch bisher für Vermessungszwecke nicht ausreichend.
  • Bei dem Richtkreisel nach der Erfindung wird eine auch für Messungen unter Tage ausreichende Meßgenauigkeit und gleichzeitig ein so einfacher Aufbau, daß das Gerät leicht und sicher befördert und rasch aufgestellt werden kann, dadurch erreicht, daß das Kreiselelement als Torsionspendel aufgehängt ist.
  • Dieses einfache Aufhängemittel wurde überraschenderweise bisher noch nicht für diesen Zweck vorgeschlagen.
  • Zugleich wird damit der bisher eingeschlagene Weg, die durch die Lagerung hervorgerufenen Drehmomente zu verringern, verlassen, indem bewußt solche Drehmomente zugelassen werden. Dabei ist allerdings Voraussetzung, daß diese genau bekannt und berechenbar sind, was dadurch erreicht wird, daß als Aufhängemittel ein Band od. dgl. mit konstanten elastischen Eigenschaften dient. Die im wesentlichen dabei in Frage kommenden Eigenschaften sind die Direktionskraft des Aufhängemittels sowie dessen Torsionsnullpunkt, d. h. also derjenige Punkt, um den der an dem Band aufgehängte, nicht rotierende Kreisel schwingt.
  • Zweckmäßigerweise ist das Gerät, wenn keine Zentrierungsvorrichtung vorgesehen ist, mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Ablesevorrichtungen versehen, durch die die Umkehrpunkte der Schwingungsbögen des Kreiselelementes beobachtet werden können. Durch diese doppelte Ablesung können kleine Translationsbewegungen des Kreiselelementes, die außer den Drehschwingungen um die vertikale Hochachse stattfinden, festgestellt werden.
  • Die durch die Translationsschwingungen verursachten Fehler bei der Ablesung der Umkehrpunkte können dadurch eliminiert werden, daß statt eines Ablesewertes der Wert aus der halben Summe beider Ablesewerte für einen Umkehrpunkt der Messung zugrunde gelegt wird. Aus mehreren derart gewonnenen Umkehrpunkten kann der Nullpunktwert K der Kreiselschwingungen errechnet werden.
  • Zur Ausschaltung von durch Konvektionsluftströme verursachten, nicht berechenbaren Störmomenten kann man das aufgehängte System im Vakuum schwingen lassen.
  • Man kann aber auch zur Ausschaltung der gleichen Störmomente das Äußere des aufgehängten Systems sowie das Innere des festen Teiles derart ausgestalten, daß beide symmetrische Formen in bezug auf die vertikale Hochachse haben.
  • In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Kreiselgerätes nach der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.
  • Der um eine Achse I drehbare Kreisel 2 ist mittels eines Kugellagers 3 in einem Kreiselgehäuse 4 gelagert. Das ganze Element ist in einer um eine vertikale Achse symmetrischen Kappe 5 untergebracht.
  • Starr mit dem Kreiselgehäuse 4 und der Kappe 5 ist eine Ableseskala 6 mit Kreisteilung verbunden. Dieses System ist mittels eines Bandes 7 in einem Gehäuse 8 derart aufgehängt, daß es um eine senkrechte Achse g schwingen kann. Das Band 7 ist mittels einer oberen und einer unteren Einspannvorrichtung IO und II an dem Gehäuse 8 des Gerätes und an dem Kreiselsystem befestigt.
  • Das Gehäuse 8 ist auf einem Dreifuß I2 mit Justierfüßen gelagert. Es besteht aus einem unteren breiten Teil, in dem das Kreiselsystem schwingt, und einem oberen verengten Teil, in dem das Aufhängeband 7 untergebracht ist. In den Absatzflächen zwischen dem unteren und dem oberen Teil des Gehäuses 8 sind Beobachtungsfenster I3 und 14 für zwei einander diametral gegenüberliegende Ablesemikroskope I5 und I6 angebracht. Die Ablesemikroskope sind mit Armen I7 und I8 verstellbar an dem verjüngten Teil des Gerätegehäuses 8 befestigt.
  • Am oberen Ende des verjüngten Gehäuseteiles ist ein Theodolit I9 derart angebracht, daß seine vertikale Drehachse mit der Achse g des Kreiselgerätes zusammenfällt. Der Theodolit kann in bekannter Weise abnehmbar an dem Gerät befestigt sein und mit seinem, eine Kreisteilung aufweisenden Horizontalring 20 direkt auf der oberen Gehäusewand des Gerätes aufheben. Das Theodolitfernrohr 21 kann dann genau in einem bestimmten Winkel gegenüber der mit dem Gerät bestimmten Meridianrichtung eingestellt werden.
  • Kappe 5 und Ableseskala 6 sind an ihrer Außenseite, das Gehäuse 8 an der Innenseite genau symmetrisch zur Vertikalachse gearbeitet. Auf diese Weise können durch Erwärmung hervorgerufene Konvektionsluftströme im Gehäuseinnern keine Störmomente hervorrufen. Das Innere des Gehäuses kann zusätzlich oder bei nicht vorhandener Symmetrie der erwähnten Teile evakuiert sein. Zu diesem Zweck kann in der Gehäusewand ein Evakuierhahn vorgesehen sein.
  • Nicht dargestellt sind in der Zeichnung die Quecksilberstromzuführungen für den Kreisel und die Kreiselstatorwicklung, die in bekannter Weise ausgeführt sein können. Ebenfalls nicht dargestellt ist eine Arretiervorrichtung für den Kreisel, die in bekannter Weise, beispielsweise am Boden des Gehäuses, angebracht sein kann und durch die verhindert wird, daß der Kreisel beim Transport beschädigt wird. In der Gehäusewand kann außerdem noch ein nicht dargestelltes Beobachtungsfenster für das Kreiselelement vorgesehen sein.
  • Zur Messung werden durch die Ablesemikroskope 15 und I6 und die Beobachtungsfenster I3 und 14 auf der Kreisteilung der Ableseskala 6 die Werte für die Umkehrpunkte der Schwingungen des Kreiselsystems abgelesen und der Nullpunktwert K gebildet. Infolge der Direktionskraft des Bandes liegen diese Umkehrpunkte nicht symmetrisch zur Meridianrichtung.
  • Die Unstimmigkeit kann dadurch korrigiert werden, daß der Einspannkopf 10 gegenüber z. B. der oberen Gehäusewand bzw. dem oberen Gehäuseteil. oder die Gerätebasis 22 gegenüber dem Fuß 12 drehbar angeordnet sind und so lange der Kreiselachse nachgedreht werden, bis der Schwingungsnullpunkt bei rotierendem Kreisel und der Torsionsnullpunkt des Bandes od. dgl. bei nicht rotierendem Kreisel zusammenfallen. Dann befindet sich die Basis des auf dem Gerät aufgebauten Theodolits stets gleich ausgerichtet zum Meridian.
  • Für diese Basisausrichtung muß einmal durch eine Eichmessung der Wert an der Kreiseinteilung des Theodolithorizontalringes 20 festgestellt werden, bei dem die optische Achse des Theodolitfernrohrs 2I nach rechtweisend Nord zeigt, was beispielsweise durch Anpeilen eines Objekts von bekanntem Azimut geschehen kann. Wird danach das Gesamtgerät irgendwo anders aufgestellt, so bringt man durch Ubereinstimmung der Schwingungsnullpunkte bei ruhendem und laufendem Kreisel die Basis des Theodoliten in oben ausgeführte Meridianausrichtung. Durch Einstellen des Horizontalringes 20 auf den Eichwert kann man die optische Achse des Fernrohrs 21 nach Norden ausrichten.
  • Zweckmäßiger ist es jedoch, den Einspannkopf bei der Messung nicht zu drehen. Dafür ist es notwendig, statt eines Eichpunktes mindestens zwei Eichpunkte zu messen: Zu diesem Zweck mißt man bei irgendeiner Aufstellung des Gesamtgeräts sowohl den Schwingungsnullpunkt K des laufenden Kreisels als auch den Wert T am Theodolithorizontalring 20, bei dem die optische Achse des Fernrohrs nach Norden zeigt, was beispielsweise etwa durch Anpeilen eines Objekts von bekanntem Azimut geschehen kann. Danach dreht man das Gesamtgerät um einen Winkel um die Vertikale und mißt erneut die Werte K und T. Da T eine lieneare Funktion von K ist, genügt es an sich, zwei Wertepaare zu bestimmen. Im Interesse der Genauigkeit des Zusammenhangs zwischen T und K wird man jedoch für diesen einmaligen Eichprozeß mehrere Wertepaare aufnehmen. Mit Hilfe dieser experimentell ermittelten Eichgeraden kann man nunmehr bei beliebiger Aufstellung des Geräts aus dem gemessenen Nullpunkt K der Kreiselschwingungen den Theodolit auf den zugehörigen Wert T am Theodolithorizontalring 20 einstellen, so daß die optische Achse des Fernrohrs 21 nach Norden zeigt.
  • Die optische Achse des Theodolitfernrohrs 21 kann mit dem Gerät nach der Erfindung nach rechtweisend Nord mit einem möglichen Fehler maximal i 0,5' aus gerichtet werden. Mit der gleichen Genauigkeit kann man dann also auch das Azimut irgendeines angepeilten Objekts messen.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜcHE: I. Kreiselgerät zur Richtungsbestimmung, insbesondere für Vermessungszwecke, mit aufgehängte tem Kreiselelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselelement alsTorsionspendel aufgehängt ist.
  2. 2. Kreiselgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet. daß als Aufhängemittel ein Band (7) od. dgl. mit konstanten elastischen Eigenschaften (Direktionskraft, Lage des Torsionsnullpunktes) dient.
  3. 3. Kreiselgerät nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Ablesevorrichtungen (13, 15 und 14, I6) versehen ist.
  4. 4. Kreiselgerät nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung von durch Konvektionsluftströme verursachten Störmomenten das aufgehängte System im Vakuum schwingt.
  5. 5. Kreiselgerät nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung von durch Konvektionsluftströme verursachten Störmomenten das Äußere des aufgehängten Systems sowie das Innere des festen Teiles symmetrische Formen in bezug auf die vertikale Hochachse haben.
DEP3101A 1950-09-01 1950-09-01 Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung Expired DE842272C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP3101A DE842272C (de) 1950-09-01 1950-09-01 Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP3101A DE842272C (de) 1950-09-01 1950-09-01 Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE842272C true DE842272C (de) 1952-12-18

Family

ID=5647911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP3101A Expired DE842272C (de) 1950-09-01 1950-09-01 Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE842272C (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2966744A (en) * 1958-07-18 1961-01-03 Mueller Fritz Kurt Gyroscopic theodolite assembly
US3146530A (en) * 1961-10-02 1964-09-01 Keith H Clark Pendulous north seeking gyroscopic assembly
US3162951A (en) * 1964-12-29 Stationary gyroscopic compass
US3172213A (en) * 1965-03-09 eklund
DE1211406B (de) * 1959-05-29 1966-02-24 Westfaelische Berggewerkschaft Bandgehaenge fuer Vermessungskreiselkompasse
DE1284639B (de) * 1960-02-23 1968-12-05 Lear Siegler Inc Kreisel-Meridianweiser
US3417474A (en) * 1965-10-19 1968-12-24 Gen Precision Systems Inc Gyrocompass
US3452444A (en) * 1965-02-26 1969-07-01 Tokyo Keiki Kk Meridian detector

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162951A (en) * 1964-12-29 Stationary gyroscopic compass
US3172213A (en) * 1965-03-09 eklund
US2966744A (en) * 1958-07-18 1961-01-03 Mueller Fritz Kurt Gyroscopic theodolite assembly
DE1211406B (de) * 1959-05-29 1966-02-24 Westfaelische Berggewerkschaft Bandgehaenge fuer Vermessungskreiselkompasse
DE1284639B (de) * 1960-02-23 1968-12-05 Lear Siegler Inc Kreisel-Meridianweiser
US3146530A (en) * 1961-10-02 1964-09-01 Keith H Clark Pendulous north seeking gyroscopic assembly
US3452444A (en) * 1965-02-26 1969-07-01 Tokyo Keiki Kk Meridian detector
US3417474A (en) * 1965-10-19 1968-12-24 Gen Precision Systems Inc Gyrocompass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE842272C (de) Kreiselgeraet zur Richtungsbestimmung
DE2836859A1 (de) Traegheitsrichtgeraet
US4027399A (en) Positional sensing
GB885946A (en) Gyro compass
DE1773600C3 (de) Doppler-Trägheits-Navigationsanlage
CH625338A5 (de)
US2407416A (en) Level or like surveying instrument
DE2731134B2 (de) Verfahren zur Stabilisierung von Empfangsantennen
DE2632112A1 (de) Richtvorrichtung und -verfahren
DE2157438C3 (de) Kreiselgesteuerte Stabilisierungseinrichtung
DE1623479B1 (de) Kreiselkompass
US2656606A (en) Surveying instrument
DE4141034C2 (de) Verfahren und Vermessungskreiselkompaß zur Messung der Nordablage
SU842406A1 (ru) Устройство дл уничтожени креновойдЕВиАции
DE2923988C2 (de) Navigationseinrichtung für Oberflächenfahrzeuge
DE2734319A1 (de) Vermessungskreiselkompass
DE646425C (de) Kreiselpendel zur Ermittlung des Lotes oder des Horizontes auf bewegter Plattform, insbesondere Fahrzeugen
US2822617A (en) Level
DE501414C (de) Kreiselhorizont mit Stabilisierungsvorrichtung
CH483006A (de) Markscheider-Kreiselkompass
DE854266C (de) Verfahren und Geraet zur geodaetischen Hubschrauber-Ortung
DE504783C (de) Feldmess- oder Nivelliergeraet
DE1798159A1 (de) Markscheider-Kreiselkompass
US2869238A (en) Football postion indicator
US196234A (en) Improvement in combined spirit-level and square