DE948643C - Vorrichtung zum Vermessen von Gewaessern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern Zusatz zum Zusatzpatent 889521 Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung der im Patent 889 52I beschriebenen Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern. Diese l)esteht aus einem Gerät zur Messung der Wassertiefe und einem Ortungsgerät, die beide nach dem Imptilslaufzeitverfahren arbeiten und deren zusammengehörige Meßwerte zur unmittelbaren Darstellung der gesuchten Profilkurve durch eine gemeinsame Registriervorrichtung in einem orthogonalen Mehrkoordinatensystem aufgezeichnet werden, indem der Papiervorschub eines die Wassertiefe registrierenden Echographen in Abhängigkeit von dem horizontalen Abstand zwischen dem Meßstandort und einem festen Bezugspunkt gesteuert wird.
• Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß es zur Erlangung einer bequem auswertbaren Profilieichnung in erster Linie nur darauf an- kommt, Proportionalität zwischen dem Papiervorschub des Echographen und der Fahrgeschwindigkeit bzw. der horizontalen Abstandsgroße hierzu stellen. Es müssen also für die Aufzeichnung nur die Änderungen des horizontalen Abstandsdifferentials kompensiert werden. Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Registriervorrichtung für die Meßimpulse des Ortungsgerätes und eine Regeleinrichtung zur Veränderung der Lage der Meßimpulse in bezug auf den Aufzeichnungsträger in Richtung der Laufzeitachse oder quer dazu vorgesehen, durch die die registierte Abstandskurve derart gesteuert wird, Idaß sie mit einer vorgeschriebenen geradlinigen Abstandskurve zusammenfällt, und die hierzu erforderlichen Regelbewegungen werden gleichzeitig zur Steuerung des Papiervorschubes des Echographen benutzt.
• Es ist bekannt, einen Echographen mit einem Fahrtmesser so zu kombinieren, daß der Papiervorschub des Echographen durch den Fahrtmesser gesteuert wird. Durch eine solche Kombination kann nun zwar auch im wesentlichen eine profilgetreue Aufzeichnung erzielt werden, jedoch ergibt diese Messung keinesfalls die hohen Genauigkeiten, die für die Zwecke der Vermessung von Wasserwegen gefordert werden und durch die erfindungsgemäß Kombination eines Tiefenmellgerätes - mit einem Ortungsgerät erzielt werden. Durch das Ortungsgerät wird nicht die Fahrgeschwindigkeit, jedenfalls nicht unmittelbar, gemessen, sondern der Abstand des Meßpunktes von einem bekannten Bezugspunkt. Diese Abstandsmessung ist für jeden Meßpunkt, d. h. für jede Stelle des auszumessenden Profils, mit hoher Genauigkeit durchführbar, während die Fahrtmessung an sich bereits mit verhält-Msmäßig starken Relativfehlern behaftet ist, die sich außerdem noch während der ganzen Dauer der Fahrt addieren.
• Die geradlinige Aufzeichnung der horizontalen Abstände nach der Erfindung kann durch verschiedenen Vorschub des die Abstandskurve aufnehmenden Schreibstreifens herbeigeführt und der Schreibstreifen des Echographen mit einer, dazu proportionalen Geschwindigkeit verschoben werden.
• Das hat den Vorteil, daß sich für die Auufzeichnung der zur Regelung benutzten Abstandskurve und der Tiefenprofilkurve ein gemeinsamer Schreibstreifen verwenden läßt. Ferner gist es möglich, die geradlinige Aufzeichnung der horizontalen Abstand messungen durch verschiedene Nullpunktverschiebung ihrer Laufzeitachse herbeizuführen und den Schreibstreifen des Echographen mit einer dazu proportionalen Geschwindigkeit bzw. um einen der Nullpunktverschiebung proportionalen Betrag zu verschieben. Indem der Papiervorschub für das Tiefenlot gleichzeitig und proportional zum Differential der Laufzeitablenkgeschwindligkeit oder zum Papiervorschub bzw. zur Nullpunktverschtiebung der horizontalen Abstandsmessung geregelt wird, erzielt man so auch zwangläufig eine zum liorizontalabstand proportionale Vorschubgeschwindigkeit für den Schreibstreifen des Tiefenlotes. Die Verschiebung oder Veränderung des Laufzeitmaßstabes für die Abstandsmessung wird vorteilhaft durch die Meßimpulse für den Abstand selbst gesteuert.
• Die Erfindung sei an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
• Abb. 1 zeigt eine Meßeinrichtung mit Handregelung des Papiervorschubes, Abb. 2 eine Meßeinrichtung mit selbsttätiger Regelung des Papiervorschubes.
• Die dargestellten Meßeinrichtungen dienen zur Aufnahme der Profillinie von Wasserstraßen. Sie bestehen aus einer Kombination eines akustischen Echolots zur vertikalen Echolotung für die Tiefenmessung und, einer Signalanlage zur horizontalen Abstandsbestimmung.
• Das Echolot für die Tiefenmessung arbeitet in der üblichen Weise mit einem Schallsender I, der von einem umlaufenden Nocken 3 gesteuert wird, un,d einem Schallempfänger 2, der die vom Boden des Gewässers zurückkehrenden Echos über einen Verstärker 4 einem Schreibgriffel 5 zuführt, der von einem umlaufenden Band 7 getragen wird und die Echos auf einem Schreibstreifen 22 zur Aufzeichnung bringt, so daß ihre Laufzeit bzw. die Wassertiefe an einer auf dem Schreibstreifen aufgedruckten Skala t abgelesen werden kann.
• Das Signalgerät zur horizontalen Abstandsmessung arbeitet mit einem Unterwasserschallsender 9 an einem festen Bezugspunkt des Gewässers, z. B. auf einer am Ufer ausgelegten Boje, der vom Vermessungsfahrzeug durch einen Steuernocken 23 und eine Funksignalanlage mit Sender Io und Empfänger II getastet wird und dessen Schallsignale durch einen Empfänger I2 aufgenommen werden. Die Laufzeit des Schalles von der Boje zum Vermessungsfahrzeug wird als Maß für den gesuchten horizontalen Abstand benutzt und ebenfalls zur Aufzeichnung gebracht.
• Bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Abb. I) ist eine Regelung des Papiervorschubes von Hand vorgesehen. Die für die gewünschte Proportionalität erforderliche Geschwindigkeit des Papiervorschubes wird durch einen Ibesonderen Schreiber für den horizontalen Abstand lediglich angezeigt. Dieser Schreiber arbeitet ebenso wie der Echograph des Tiefenlotes mit. einem Schreibgriffel 24, der von einem umlaufenden Band 25 getragen wird und die vom Unterwasserschallsender g ausgesandten und durch den Empfänger 12 aufgenommenen Signale auf dem Schreibstreifen 22 zur Aufzeichnung bringt. Wie ohne weiteres ersichtlich, wird bei gleichbleibender Fahrgeschwiindigkeit des Meßfahrzeuges auf der Meßstrecke der horizontale Abstand durch die Unterwasserschallsignale als gerade, gegenüber der Vorschubrichtung geneigte Linie auf dem Schreibstreifen 22 aufgezeichnet. Schwankungen in der Fahrgeschwindigkeit rufen jedoch entsprechende Abweichungen von der geraden Linie hervor. Diese Abweichungen können nun vom Beobachter festgestellt und an einer als Handregler ausgebildeten Regeleinrichtung 26 durch Veränderung der Geschwindigkeit für den Schreibstreifen derart kompensiert werden, daß trotz schwankender Fahrgeschwindfgkeit sämtliche Signalimpulse auf einer vorgeschriebenen geraden Linie zur Auf zeichnung kommen. Es können auf dem Papierstreifen zur Erleichterung der Regelung entsprechende gerade Linien g vorgedruckt sein.
• Mit oder Regeleinrichtung 26 für die Papiervorschubgeschwindigkeit werden alle Schwankungen der Fahrgeschwindigkeit des Meßfahrzeuges kompensiert, und es wird weitgehende Proportionalität zwischen dem Papiervorschub des Schreibstreifens 22 und dem tatsächlichen horizontalen Abstand erzielt, der an einer'Skala a des Schreibstreifens abgelesen werden kann.
• Die Kompensation des Abstanesdifferentials kann auch, wie in Abb. 2 dargestellt, selbsttätig erfolgen. Auch hier wird die Abstandskurve in eine gerade Linie gezwungen, jedoch abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel nicht in eine gerade.
• Linie bestimmter Neigung zur Laufzeitachse der Abstandsmessung, sondern in eine zur Laufzeitachse senkrechte Gerade. Dies wird dadurch erreicht, daß synchron zum Schreilbgriffel 24 der. horizontalen Abstandsmessung ein Kontakt 27 über eine feste Kontaktbahn mit z. B. drei Kontakten 28, 29, 30 hinweggeführt wird. Der Kontakt 27 ist von dem Schreibgriffel 24 isoliert auf dem umlaufenden Band 25 angeordnet und steuert einen Motor 3I, der zur Nullpunktverschiebung des Abstandsschreibers' über ein Zahnradgetriebe 32 mit Schnecke 33 vorgesehen ist. Treffen die vom Sender g kommenden Signalimpulse -in dem Augenblick ein, in dem sich der Steuerkontakt 27 über dem Kontakt 28 befindet, so bleibt der Motor unbeeinflußt, d. h. in Ruhe; es tritf dann keine Verstellung des Nullpunktes der Schreibvorrichtung ein. SobaLd dagegen die Echos zu einem anderen Zeitpunkt ankommen, wird, je nachdem ob der umlaufende Kontakt 27 sich auf dem Kontaktstück 29 oder 30 befindet, der Motor durch mehr oder weniger starke Impulse zum Laufen gebracht und verstellt dadurch zum Zweck einer Nullpunktverschiebung über die Schnecke 33 den Sendekontakt 34 für den Kurzwellensender Io SO weit, bis die vom Unterwasserschal isender ausgesandten Sigriale wieder auf den Kontakt 28 fallen und dadurch der Motor 3I zum Stehen gebracht wird. Bei Eintreffen der Signalimpulse auf dem Kontakt 30 erhält der Motor 3I einen stärkeren Antriebsimpuls -als bei Eintreffen auf dem Kontakt 29.
• Durch den auf solche Weise selbsttätig von den Meßimpulsen für den Horizontalabstand gesteuerten Elektromotor 31 wird gleichzeitig auch der Papiervorschub für-das Tiefenlot gesteuert und dadurch erreicht, daß zwischen diesem Papiervorschub und dem Horizontal abstand die gewünschte Proportionalität besteht. Nach Betätigung eines Ausschalters 36 kann auch der Papiervorschub unabhängig vom horizontalen Abstandswert erfolgen. Die Einrichtung zur Nullpunktverschiebung ist mit einer An-2eigevorrichtung35 für den horizontalen Abstand verbunden Diese Anzeigevorrichtung. kann auch benutzt werden, um z. B. beim Beginn der Messung die Nullpunktverschiebung schnell von Hand auf den dem horizontalen Abstand zu diesem Zeitpunkt entsprechenden-Wert zu bringen.

Claims (11)

1. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschrãnkt, vielmehr sind -noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich. Insbesondere könnte die Kontrolle der abstandsabhängigen Regelung der Vorschubgeschwindigkeit durch eine besondere Schreilbvorrichtung mit Griffel 24 und Schreibstreifen 37 nach Abb. 2 auch weggelassen werden, da die Regelung bei dieser Ausführungsform ohne Aufzeichnung möglich ist: PATENTANSPRÜCHE: I.. Vorrichtung zum Vermessen von Gewässern nach Patent 889 52I, bestehend aus einem Gerät zur Messung ,der Wassertiefe und einem Ortungsgerät, die beide nach dem Impulslaufzeitverfahren arbeiten und deren zusammengehörige Meßwerte zur unmittelbaren Darstellung der gesuchten Profilkurve durch eine gemeinsame - Registriervorrichtung in einem orthogonalen Mehrkoordinatensystem aufgezeichnet werden, indem der Papiervorschub eines die Wassertiefe registrierenden Echographen in Abhängigkeit von dem horizontalen Abstand zwischen dein Meßstandort und einem festen Bezugspunkt gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet,. daß eine zusätzliche Registriervorrichtung für die Meßimpulse des -Ortungsgerätfes und eine Regeleinrichtung zur Veränderung der Lage der Meßimpulse in ber zug auf den Aufzeichnungsträger in Richtung der Laufzeitachse oder quer dazu vorgesehen sind, durch die die registrierte Abstanffskurve derart gesteuert wird, daß sie mit einer- vorgeschriebenen geradlinigen Abstandskurve zusammenfällt und daß die hierzu erforderlichen Regelhewegungen gleichzeitig den Papiervorschub des Echographen steuern.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Abstand durch einen im Rhythmus der hori,zontalen Abstandsmessung oszillierenden bzw. umTaufenden Schreibgriffel aufgezeichnet und dabei der Meßpunkt in Richtung der Achse der unab'hängigen Veränderlichen so verschoben bzw. der Maßstab in dieser Achse solchen- Veränderungen unterworfen wird, daß die Kurve des Hori-zontalabstandes stets, auch bei schwankender Fahrgeschwindigkeit -des Meßfahrzeulges, als gerade Linie vorzugsweise vorbestimmter Neigung erscheint und dlaß der Papiervorschub für das Tiefenlot gleichzeitig hierzu proportionalen Änderungen unterworfen wird; -
3. 3. Vorrichtung, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Aufzeichnung der horizontalen Abstandsmessungen - durch verschiedenen Vorschub des die .Abstandskurve aufnehmenden. Schreibstreifens herbeigeführt wird und daß der Schreibstreifen des Echos graphen mit einer dazu proportionalen Geschwindigkeit verschoben wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Aufzeichnung der horizontalen Abstandsmessungen durch verschiedene Nullpunktverschiebung ihrer Laufzeitachse herbeigeführt und daß der Schreibstreifen des Echographen mit einer dazu proportionalen Geschwindigkeit bzw; um einen der Nullpunktverschiebung proportionalen Betrag verschoben wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibstreifen für den Horizontalabstand mit einer oder mehreren Scharen vorgedruckter Geraden versehen ist, die bei Handregelung, der Aufzeichnung als Richtlinien zu verwenden sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2-, bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufzeich nung der zur Regelung benutzten Abstand kurve und der Tiefenprofilkurve ein gemeinsamer Schreibstreifen vorgesehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß- der Maßstab für die horizontale Albstandsmessung so verschoben oder, verändert wird, daß die Abstandsanzeige stets an derselben Stelle der Laufzeitskala erscheint und daß die hierzu erforderliche Änderung oder Verschiebung auch zur Steuerung des Papiervorschubes im Echographen dient.
8. S. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung oder Veränderung des Maßstabes für die horizontale Abstandsmessung eine Einrichtung zur Hand regelung bei gleichzeitiger Beobachtung der Abstandskurve vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung oder Veränderung des Maßstabes für die horizontaleAbstandsmessung durch die Meßimpulse für den Abstand selbst gesteuert wird, wobei die getrennte Aufzeichnung der Abstandskurve fortfallen kann.
10. I0; Vorriehtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Laufzeitmeßeinrichtung für die horizontale Abstandsmessung ein Motor vorgesehen ist, der ül ar eine synchron zur genannten Laufzeitmeßei irichtung betätigte Kontakteinrichtung geso wert wird und gleichzeitig den Papiervorschub des Tiefenlotes steuert.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch g und I0, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verstellung der Laufzeitmeßeinrichtung für die horizontale Abstandsmessung mit einem Zeiger für den horizontalen Abstand verbunden ist.

    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 454 007.