RU2060461C1 - Code theodolite - Google Patents
Code theodolite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060461C1 RU2060461C1 SU5043195A RU2060461C1 RU 2060461 C1 RU2060461 C1 RU 2060461C1 SU 5043195 A SU5043195 A SU 5043195A RU 2060461 C1 RU2060461 C1 RU 2060461C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- telescope
- code
- angular position
- input
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Telescopes (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и, в частности, к конструкции геодезических угломерных приборов. The invention relates to optical instrumentation and, in particular, to the design of geodetic goniometric devices.
При угловых измерениях высокой точности одним из источников ошибок являются угловые смещения подставки теодолита с горизонтальным лимбом относительно головки штатива и относительно земли в процессе измерения угла между двумя направлениями на визирные цели. In angular measurements of high accuracy, one of the sources of error is the angular displacement of the theodolite stand with a horizontal limb relative to the tripod head and relative to the ground during the measurement of the angle between two directions to the target.
Известен оптический теодолит типа Т05 [1] в котором на подставке установлена поверительная зрительная труба с окулярным микрометром. Наведя визирную ось поверительной зрительной трубы на удаленную марку или одну из наблюдаемых визирных целей, наблюдатель или его помощник может обнаружить и измерять угловую величину смещения подставки теодолита в процессе измерения угла. Known optical theodolite type T05 [1] in which on the stand is installed a verification telescope with an ocular micrometer. By pointing the line of sight of the verification telescope to a distant mark or one of the observable sighting targets, the observer or his assistant can detect and measure the angular displacement of the theodolite stand during angle measurement.
Недостатком известного оптического теодолита является то, что приходится использовать помощника наблюдателя для работы с поверительной зрительной трубой или самому наблюдателю производить отсчеты по окулярному микрометру поверительной зрительной трубы до и/или после отсчетов микрометра главной зрительной трубы, условно принимая угловые смещения происходящими линейно во времени. A disadvantage of the known optical theodolite is that it is necessary to use the assistant observer to work with the verification telescope or the observer himself to take readings on the eyepiece micrometer of the verification telescope before and / or after readings of the micrometer of the main telescope, conditionally accepting angular displacements occurring linearly in time.
Наиболее близким по технической сущности является электронный теодолит или электронный тахеометр [2] Он содержит установленную на подставке с тремя подъемными винтами вертикальную ось вращения с алидадой. Алидада на двух вертикальных подставках несет горизонтальную ось вращения со зрительной трубой. Горизонтальный и вертикальный кодовые лимбы расположены соответственно на вертикальной и горизонтальной осях вращения. На алидаде установлены датчики углового положения кодовых лимбов, микропроцессорные вычислительные устройства, преобразующие сигналы датчиков углов в цифровую форму, и блок отображения информации об измерениях в виде цифрового табло. The closest in technical essence is an electronic theodolite or an electronic total station [2] It contains a vertical axis of rotation with an alidade mounted on a stand with three lifting screws. Alidad on two vertical stands carries a horizontal axis of rotation with a telescope. The horizontal and vertical code limbs are located respectively on the vertical and horizontal axes of rotation. The alidade is equipped with encoder angular position sensors, microprocessor-based computing devices that convert the signals of angle sensors to digital form, and a unit for displaying measurement information in the form of a digital display.
Недостатком известного кодового теодолита является отсутствие устройства, учитывающего угловые смещения подставки теодолита в процессе измерений углов, что снижает точность измерений. A disadvantage of the known code theodolite is the lack of a device that takes into account the angular displacements of the theodolite stand in the process of measuring angles, which reduces the accuracy of the measurements.
Цель изобретения повышение точности и производительности труда при угломерных измерениях за счет введения поверительной зрительной трубы с окулярным микрометром и автоматизации слежения за положением наблюдаемой цели в поле зрения главной и поверительной зрительных труб. The purpose of the invention is to increase the accuracy and labor productivity during goniometric measurements by introducing a verification telescope with an ocular micrometer and automating tracking the position of the observed target in the field of view of the main and verification telescopes.
Цель достигается усовершенствованием известного кодового теодолита, содержащего установленную на подставке с первой вертикальной осью вращения алидаду, несущую на первой горизонтальной оси вращения главную зрительную трубу. Горизонтальный и вертикальный кодовые лимбы расположены соответственно на вертикальной и горизонтальной осях вращения. На алидаде установлены датчики углового положения кодовых лимбов. Кроме того, известный кодовый теодолит содержит вычислитель углового положения кодовых лимбов относительно коллимационной и горизонтальной плоскостей и блок отображения информации. При этом выход вычислителя углового положения вертикального кодового лимба подключен к первому входу блока отображения информации. The goal is achieved by improving the well-known code theodolite, containing an alidade mounted on a stand with a first vertical axis of rotation, bearing the main telescope on the first horizontal axis of rotation. The horizontal and vertical code limbs are located respectively on the vertical and horizontal axes of rotation. On alidad, angular position sensors of code limbs are installed. In addition, the known code theodolite contains a calculator of the angular position of the code limbs relative to the collimation and horizontal planes and an information display unit. The output of the calculator of the angular position of the vertical code limb is connected to the first input of the information display unit.
Отличительными признаками предлагаемого кодового теодолита является то, что в него введена поверительная зрительная труба с окулярным микрометром, выполненным с кодовым датчиком положения и вычислителем углового положения ее визирной оси, причем поверительная зрительная труба установлена на второй вертикальной оси вращения. Она снабжена расположенным на корпусе трубы перед объективом поверительной зрительной трубы плоским отражателем, установленным на второй горизонтальной оси вращения со вторым вертикальным кодовым лимбом, а датчик углового положения вертикального кодового лимба плоского отражателя установлен на корпусе поверительной зрительной трубы. Выходы кодового датчика положения окулярного микрометра и датчика углового положения второго вертикального кодового лимба соединены с вычислителями углового положения этих устройств. В кодовый теодолит введен блок учета поправки по отсчетам поверительной трубы при реальном наклоне линии визирования. Блок введения поправки выполнен в виде последовательно соединенных блоков определения косинуса угла наклона линии визирования поверительной зрительной трубы, блока умножения и сумматора. Distinctive features of the proposed code theodolite is that a verification telescope with an eyepiece micrometer, made with a code position sensor and a calculator of the angular position of its sight axis, is introduced into it, and the verification telescope is mounted on the second vertical axis of rotation. It is equipped with a flat reflector located on the pipe body in front of the lens of the verification telescope, mounted on the second horizontal axis of rotation with a second vertical code dial, and the angular position sensor of the vertical code dial of the flat reflector is mounted on the body of the verification telescope. The outputs of the ocular micrometer encoder and the angular encoder of the second vertical encoder are connected to the angular position calculators of these devices. In the code theodolite, a correction accounting unit for the readings of the verification pipe is introduced with a real inclination of the line of sight. The amendment introducing unit is made in the form of series-connected blocks for determining the cosine of the angle of inclination of the line of sight of a verification telescope, a multiplication unit, and an adder.
При этом блок вычисления углового положения горизонтального кодового лимба подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к второму входу блока отображения информации. Выход вычислителя углового положения второго вертикального кодового лимба подключен к первому входу блока определения косинуса, первый выход которого подключен к первому входу блока умножения. К второму входу этого блока подключен выход вычислителя кодового диска окулярного микрометра поверительной зрительной трубы, а первый выход блока умножения подключен к второму входу сумматора. In this case, the block for calculating the angular position of the horizontal code limb is connected to the first input of the adder, the output of which is connected to the second input of the information display unit. The output of the angular position calculator of the second vertical code limb is connected to the first input of the cosine determination unit, the first output of which is connected to the first input of the multiplication unit. To the second input of this unit is connected the output of the calculator of the code disk of the eyepiece micrometer of a verification telescope, and the first output of the multiplication unit is connected to the second input of the adder.
В главную зрительную трубу кодового теодолита может быть введен окулярный микрометр, выполненный как и у поверительной зрительной трубы с последовательно соединенными кодовым датчиком положения и вычислителем углового положения ее визирной оси относительно коллимационной плоскости и датчиком направления зенита и надира с блоком определения знака угла. An ocular micrometer can be inserted into the main telescope of the code theodolite, which is similar to that of a verification telescope with a coded position sensor and a calculator of the angular position of its sight axis relative to the collimation plane and a zenith and nadir direction sensor with an angle sign determination unit.
Его выход подключен к третьему входу блока сумматора, третий вход блока умножения подключен к выходу вычислителя углового положения визирной оси главной зрительной трубы относительно коллимационной плоскости. Второй выход блока вычисления углового положения первого вертикального кодового лимба подключен к второму входу определения косинуса, второй выход которого подключен к четвертому входу блока умножения, а второй выход блока умножения подключен к четвертому входу сумматора. Its output is connected to the third input of the adder block, the third input of the multiplication unit is connected to the output of the calculator of the angular position of the target axis of the main telescope relative to the collimation plane. The second output of the block for calculating the angular position of the first vertical code limb is connected to the second input of the cosine determination, the second output of which is connected to the fourth input of the multiplication block, and the second output of the multiplication block is connected to the fourth input of the adder.
Главная и поверительная зрительная трубы могут быть выполнены со светоделителями, установленными между объективами и их фокальными плоскостями. Первые выходы светоделителей сопряжены с фотоприемниками, выходы которых подключены к вторым выходам вычислителей углового положения окулярных микрометров. The main and verification telescopes can be made with beam splitters installed between the lenses and their focal planes. The first outputs of the beam splitters are coupled to photodetectors, the outputs of which are connected to the second outputs of the calculators of the angular position of the ocular micrometers.
В главную и поверительную зрительную трубы могут быть введены регулируемые ограничители поля фотоприемников и устройства отображения границ полей фотоприемников в полях зрения окуляров зрительных труб. Adjustable photodetector field limiters and photodetector field boundary display devices in the fields of view of the telescope eyepieces can be introduced into the main and verification telescopes.
На фиг. 1 показана функциональная схема возможного варианта исполнения кодового теодолита; на фиг. 2 оптическая схема одной из зрительных труб. In FIG. 1 shows a functional diagram of a possible embodiment of a code theodolite; in FIG. 2 optical diagram of one of the telescopes.
Схемы содержат зрительную трубу 1, горизонтальный кодовый лимб 2, вертикальный кодовый лимб 3, датчик 4 углового положения горизонтального кодового лимба, датчик 5 углового положения вертикального кодового лимба, вычислитель 6 углового положения горизонтального кодового лимба, вычислитель 7 углового положения вертикального кодового лимба, блок 8 отображения информации, блок 9 введения поправки, окулярный микрометр 10 главной зрительной трубы, кодовый датчик 11 положения окулярного микрометра главной зрительной трубы, вычислитель 12 углового положения визирной оси относительно коллимационной плоскости, датчик 13 направления зенита и надира, блок 14 определения знака угла, блок 15 определения величины косинуса угла наклона, блок 16 умножения, сумматор 17, поверительную зрительную трубу 18, плоский отражатель 19, фотоприемник 20 поверительной зрительной трубы, фотоприемник 21 главной зрительной трубы, окулярный микрометр 22 поверительной зрительной трубы, кодовый датчик 23 положения окулярного микрометра поверительной зрительной трубы, вычислитель 24 углового положения окулярного микрометра поверительной зрительной трубы, вертикальный кодовый лимб плоского отражателя 25, датчик 26 углового положения вертикального кодового лимба плоского отражателя, вычислитель 27 углового положения вертикального кодового лимба плоского отражателя, объектив 28 зрительной трубы, окуляр 29 зрительной трубы, светоделитель 30, зеркально-линзовый отражатель 31, сетку 32 нитей, пластины 33 ограничителя поля фотоприемника, вспомогательный источник 34 света. The schemes include a
Поверительная зрительная труба 18 установлена на вертикальной оси вращения, закрепленной на подставке теодолита. Установленный перед объективом поверительной зрительной трубы 18 плоский отражатель 19 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси вращения, с которой связан вертикальный кодовый лимб плоского отражателя 25 и датчик 26 углового положения вертикального кодового лимба плоского отражателя. Из-за удвоения отражателем отклонения лучей его цена деления в два раза отличается от цены деления датчика 5. На поверительной зрительной трубе 18 установлен ее окулярный микрометр 22, кодовый датчик 23 положения окулярного микрометра поверительной зрительной трубы. На главной зрительной трубе установлен светоделитель и фотоприемник 21, на поверительной зрительной трубе установлен второй светоделитель и второй фотоприемник 20. Кроме того, кодовый теодолит содержит вычислитель углового положения окулярного микрометра поверительной зрительной трубы 24, аналогичный вычислителю углового положения окулярного микрометра главной зрительной трубы 12, вычислитель углового положения вертикального кодового лимба плоского отражателя 27, аналогичный вычислителю углового положения вертикального кодового лимба 7. Окулярный микрометр поверительной зрительной трубы 22 может быть выполнен по одной из известных схем, так же как и окулярный микрометр главной зрительной трубы 10. The
В блоке 15 определения величины косинуса угла наклона функционально преобразуется код угла наклона плоского отражателя 19 из вычислительного углового положения вертикального кодового лимба плоского отражателя 27 в код косинуса угла наклона отклоненного плоским отражателем 19 продолжения визирной оси поверительной зрительной трубы 18. В блоке 16 умножения функционально преобразуется код угла отклонения продолжения визирной оси от горизонтальной плоскости из блока 24 в код этого угла, умноженного на величину, обратную косинусу угла отклонения от горизонтальной плоскости продолжения визирной оси, отклоненной плоским отражателем 19, поступившим из блока 15. В сумматоре 17 складываются углы из блока вычислителя 6 углового положения горизонтального кодового лимба и блока 16 умножения, из которого поступают поправки, отражающие положение окулярного микрометра главной зрительной трубы 10 и микрометра поверительной зрительной трубы 22. При установке на главной 1 и поверительной 18 зрительных трубах светоделителей и фотоприемников 20 и 21 сигналы от них поступают на входы вычислителя углового положения окулярного микрометра главной зрительной трубы 12 и вычислителя углового положения окулярного микрометра поверительной зрительной трубы 24. In the
Зрительная труба, изображенная на фиг. 2, имеет объектив 28 и установленные на его оптической оси микрометр 10 или 22, светоделитель 30, сетку нитей 32 и окуляр 29. Ортогонально оптической оси объектива 29 установлены зеркально-линзовый отражатель 31 и фотоприемник 20 или 21, перед которым расположены пластины ограничителя поля фотоприемника 33 и вспомогательный источник 34 света. Пластины ограничителя 33 могут быть выполнены из тонкого листового материала с прямоугольными вырезами или из стекла с нанесенным на него непрозрачным покрытием с прямоугольным пробелом. По краям выреза или пробела нанесены белые полосы, служащие опознавательными линиями краев поля фотоприемника 20 или 21. Пластины 33 могут перемещаться микрометренными винтами, не показанными на чертеже. Плоский отражатель 19 выполнен в виде призмы куба. The telescope shown in FIG. 2, has a
Кодовый теодолит работает следующим образом. Установленный на штатив или другую подставку теодолит наводят на соседний наблюдательный пункт разворотами вокруг вертикальной и горизонтальной осей главной зрительной трубы 1 и алидады. Поверительную зрительную трубу 18 наводят на удаленную марку или соседний наблюдаемый пункт. При этом наведение по вертикали производится наклоном плоского отражателя 19, установленного перед объективом 28 поверительной зрительной трубы. Затем производят точное наведение окулярными микрометрами 10 и 22. Соответствующая информация поступает с кодовых датчиков 4, 5, 11, 13 и 26 на вычислители и в результате обработки в блоках 6, 7, 12, 24 и 27 и блоке 9 поступает в блок 8 отображения информации, откуда ее считывает наблюдатель в виде направления на соседний наблюдаемый пункт. Затем главная зрительная труба 1 наводится на второй наблюдаемый пункт, а поверительная зрительная труба 18 окулярным микрометром 22 повторно наводится на ту же удаленную марку или соседний наблюдательный пункт. В блоке 8 отображения информации появляется значение направления на второй наблюдаемый пункт с учетом сдвига подставки кодового теодолита относительно земли, измеренного по разности отсчетов кодового датчика 23 при наведении окулярного микрометра 22 на одну и ту же удаленную марку или соседний наблюдаемый пункт. Code theodolite works as follows. Theodolite mounted on a tripod or other support is directed at a nearby observation point by turns around the vertical and horizontal axes of the
Для того, чтобы наблюдатель или его помощник не занимались повторными наведениями окулярного микрометра поверительной зрительной трубы 22, возможно использование фотоприемника 20, установленного в отделенном светоделителем 30 потоке излучения. Фотоприемник 20 может быть выполнен с чувствительным элементом в виде ПЗС-матрицы и фиксировать направление излучения от удаленной марки. Информация о положении источника излучения в виде цифрового кода поступает на блок 24 и учитывается при определении направления на любой из наблюдаемых пунктов. Источником излучения может быть солнечный свет, отраженный от марки, коллиматор с электрической подсветкой, прожектор с полупроводниковым лазером на соседнем наблюдаемом пункте и т.д. Аналогичная система на главной зрительной трубе 1 позволяет производить определения направления на соседний наблюдаемый пункт в полуавтоматическом режиме сначала визуально с использованием глаза наблюдателя, а затем фотоэлектрическим путем с использованием фотоприемника 21, подключенного к блоку 12. Для уменьшения паразитной засветки, которая может снижать точность измерений или мешать их проведению, используется регулируемый ограничитель поля фотоприемника 33. Чтобы наблюдатель мог иметь информацию о том, что попадает в поле фотоприемника 20 или 21, используется устройство отображения границ поля фотоприемника в поле зрения окуляра зрительной трубы. На фиг. 2 изображен один из возможных вариантов с зеркально-линзовым отражателем 31. Свет от белых полос на краях прямоугольных вырезов попадает сквозь светоделитель 30 на отражатель 31, от него после отражения светоделительным покрытием светоделителя 30 попадает на сетку 32. Пластины 33 и сетка 32 расположены на двойном фокусном расстоянии зеркально-линзового отражателя 31, и поэтому изображение белых полос видно наблюдателю через окуляр 29 на сетке 32 вместе с предметами местности. При необходимости может использоваться дополнительная подсветка от источника 34. In order to prevent the observer or his assistant from re-pointing the eyepiece micrometer of the
Технико-экономическое преимущество предлагаемого кодового теодолита заключается в повышении производительности труда за счет ускорения измерений из-за учета влияний смещений подставки теодолита и применения полуавтоматического режима измерений углов. The technical and economic advantage of the proposed code theodolite is to increase labor productivity by accelerating measurements due to the effects of the offsets of the theodolite stand and the use of a semi-automatic angle measurement mode.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043195 RU2060461C1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Code theodolite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043195 RU2060461C1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Code theodolite |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2060461C1 true RU2060461C1 (en) | 1996-05-20 |
Family
ID=21604730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5043195 RU2060461C1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Code theodolite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2060461C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452920C1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-10 | Сергей Иванович Чекалин | Electro-optical plumb |
-
1992
- 1992-05-22 RU SU5043195 patent/RU2060461C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Аникст Д.А. Высокоточные теодолиты Т1 и Т05 М.: Недра, 1987. 2. Захаров А.И. Геодезические приборы. М.: Недра, 1989, с.259-266. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452920C1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-10 | Сергей Иванович Чекалин | Electro-optical plumb |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4113381A (en) | Surveying instrument and method | |
US4108539A (en) | Reflecting lens system | |
US4335306A (en) | Surveying instrument | |
JPS5829844B2 (en) | Angle measuring device with telescope | |
US2757567A (en) | Theodolite having scale reading means | |
RU2060461C1 (en) | Code theodolite | |
RU85226U1 (en) | CORNER INSTRUMENT | |
US2619002A (en) | Optical scale reading system | |
RU2384812C1 (en) | Autocollimator for measuring angle of torque | |
US3557458A (en) | Coding theodolite | |
US2552893A (en) | Theodolite scale reading system | |
US2976760A (en) | Automatic tacheometer | |
US3575512A (en) | Optical apparatus for determining the orientation of an object with respect to reference axes | |
RU2644994C1 (en) | Angular-motion transducer | |
RU2036424C1 (en) | Code theodolite | |
Williams et al. | Two wavelength angular refraction measurement | |
SU849005A1 (en) | Device for measuring angle between sighting target directions | |
SU969103A1 (en) | Sight autocollimator device | |
RU2036420C1 (en) | Goniometer optical system | |
RU2059200C1 (en) | Angular instrument | |
RU2036422C1 (en) | Goniometer | |
RU2039932C1 (en) | Optical protractor | |
RU2036425C1 (en) | Goniometer | |
RU1791709C (en) | Device for measuring image angle of rotation of telescopic system | |
SU1339394A1 (en) | Theodolite |