RU2077026C1

RU2077026C1 - Method of test of parallelism of axis of sight of geodetic level and axis of level and geodetic level for its realization

Info

Publication number: RU2077026C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Викторович Богуненко; Георгий Андреевич Брух; Игорь Евгеньевич Гринюк; Игорь Матвеевич Пасько; Игорь Александрович Корчин
Original assignee: Центральное конструкторское бюро "Арсенал"
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1997-04-10

Abstract

FIELD: geodetic instruments. SUBSTANCE: repeat referencing of telescope of geodetic level I to geodetic beacon 3 or geodetic levelling rod 4 is performed with same installation of geodetic level with its turn through 180 deg and break of its collimating ray through 180 deg via optical reflecting element 2, for instance, prism placed in front of objective lens of telescope I of geodetic level. EFFECT: improved functional precision. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области геодезических приборов, в частности к нивелирам, предназначенным для измерения превышений при помощи горизонтального визирного луча. The invention relates to the field of geodetic instruments, in particular to levels intended for measuring elevations using a horizontal line of sight.

Основным требованием к нивелирам с уровнем, предназначенным для определения превышения при помощи горизонтальной прямой линии, является параллельность визирной оси и оси уровня. The main requirement for levels with a level, designed to determine the excess using a horizontal straight line, is the parallelism of the sight axis and the level axis.

Нивелиры обладают инструментальными погрешностями, нарушающими параллельность визирной оси и оси уровня, что снижает точность результатов измерений. Levels have instrumental errors that violate the parallelism of the sight axis and level axis, which reduces the accuracy of the measurement results.

Эти погрешности определяются различиями в точности сборки и юстировки для изготовлении приборов, а также нарушением юстировки в процессе эксплуатации. These errors are determined by differences in the accuracy of assembly and alignment for the manufacture of devices, as well as violation of the alignment during operation.

Известен способ проверки параллельности визирных осей нивелира и его уровня, который заключается в том, что нивелир устанавливают в точке, находящейся в приблизительно равных расстояниях (30-50 м) от точек, в которых поочередно устанавливают рейки и при приведенном на середину пузырьке уровня берут по этим рейкам отсчета а₁ и b₁ (1). Полученное при этом значение превышения Δha₁-b₁ свободно от ошибок из-за равенства расстояний от реек. Затем устанавливают нивелир в точку, максимально приближенную к одной из реек и после приведения пузырька уровня на середину берут отсчет b₂.A known method of checking the parallelism of the sighting axes of the level and its level, which consists in the fact that the level is installed at a point located at approximately equal distances (30-50 m) from the points at which the rails are alternately installed and, when the level bubble is brought to the middle, take these rails of reference a ₁ and b ₁ (1). The resulting excess value Δha ₁ -b ₁ free from errors due to the equality of the distances from the rails. Then set the level to a point as close as possible to one of the rails and after bringing the level bubble to the middle, take the count b ₂ .

Если визирная ось горизонтальна, отсчет, взятый во втором положении нивелира по удаленной от него рейки, равен h+b₂. Если отсчет не равен этой сумме, перемещают сетку исправительными винтами до равенства.If the line of sight is horizontal, the count taken in the second position of the level along the rail removed from it is equal to h + b ₂ . If the count is not equal to this sum, move the grid with correction screws until they are equal.

Для контроля этот процесс повторяют. To control this process is repeated.

Недостатками этого способа является необходимость сильно изменять фокусировку зрительной трубы из-за значительного различия в расстоянии от нивелира до точек установки реек, что вызывало погрешность за счет смещения фокусирующей линзы. The disadvantages of this method is the need to greatly change the focus of the telescope due to the significant difference in the distance from the level to the points of installation of the rails, which caused an error due to the displacement of the focusing lens.

Кроме того, способ громоздок, требует разбивки полигона, переноса реек, многократных вычислений, что делает затруднительным использование его, особенно в процесса нивелировки. In addition, the method is cumbersome, requires a breakdown of the polygon, transfer rails, multiple calculations, which makes it difficult to use it, especially in the leveling process.

Более близким к изобретению является способ юстировки, который может быть использован в нивелирах любых типов (2). Closer to the invention is an alignment method that can be used in all types of levels (2).

Линию длиной 45-60 м делят на три равные части длиной m₁. На двух граничных точках среднего участка устанавливают рейки, а на крайних точках линии поочередно устанавливают нивелир. На каждой точке нахождения инструмента берут отсчеты по обеим рейкам а₁ и b₁, a₂ и b₂ при приведенном на средину пузырьке уровня.A line with a length of 45-60 m is divided into three equal parts with a length of m ₁ . At two boundary points of the middle section, rails are installed, and at the extreme points of the line, a level is alternately set. At each point where the tool is located, samples are taken on both rails a ₁ and b ₁ , a ₂ and b ₂ with the level bubble brought to the middle.

Из равенства заштрихованных треугольников следует
Δh = (a₁-Δ)-(b₁-2Δ) = (a₂-2Δ)-(b₂-Δ),
a₂= a₁-b₁+b₂+2Δ
Если визирный луч горизонтален, то Δ=0. Юстировка осуществляется перемещением сетки зрительной трубы до удовлетворения равенства
a₂=a₁-b₁+b₂.From the equality of the shaded triangles follows
Δh = (a ₁ -Δ) - (b ₁ -2Δ) = (a ₂ -2Δ) - (b ₂ -Δ),
a ₂ = a ₁ -b ₁ + b ₂ + 2Δ
If the target beam is horizontal, then Δ = 0. Adjustment is carried out by moving the telescope grid to satisfy equality
a ₂ = a ₁ -b ₁ + b ₂ .

Такой способ контроля параллельности визирной оси нивелира и оси уровня не обладает погрешностью, связанной с изменением фокусировки зрительной трубы. Однако он также достаточно громоздок в реализации, требует разбивки полигона, переносов нивелира и проведения многократных вычислений, что также затрудняет его применение, особенно для периодического контроля параллельности во время нивелирования, необходимость которого вызывается изменением атмосферных условиях или другими обстоятельствами работы. This method of controlling the parallelism of the sighting axis of the level and the level axis does not have an error associated with a change in the focus of the telescope. However, it is also rather cumbersome to implement, it requires the breakdown of the polygon, level transfers and multiple calculations, which also complicates its use, especially for periodic monitoring of parallelism during leveling, the need for which is caused by changes in atmospheric conditions or other working circumstances.

Технической задачей является упрощение методики и повышения точности контроля параллельности визирной оси нивелира и оси уровня и сокращение времени контроля. The technical task is to simplify the methodology and improve the accuracy of control of the parallelism of the sighting axis of the level and the level axis and reduce the time of control.

Технический результат достигается тем, что в способе приводят на средину пузырек уровня, проводят привязку нивелира к отсчетной рейке, поворачивают нивелир приблизительно на 180^o, выполняют поворот визирного луча нивелира на 180^o c помощью оптического отражательного элемента и при повторно приведенном на средину пузырьке уровня производят визирование нивелира на ту же отсчетную рейку и по величине смещения изображения сетки определяют взаимное положение визирной оси нивелира и оси уровня.The technical result is achieved by the fact that in the method a level bubble is brought to the middle, the level is anchored to the reference rail, the level is rotated approximately 180 ^o , the level sight beam is rotated 180 ^o using an optical reflective element and, when the level bubble is brought back to the middle, sighting the level on the same reference rail and the relative position of the grid line of sight and the level axis are determined by the magnitude of the offset image grid.

Совокупность и последовательность операций позволяет произвести контроль параллельности визирной оси нивелира и оси уровня с одной установки нивелира и исключает погрешность от изменения фокусировки зрительной трубы, не требует промежуточных вычислений, что обеспечивает повышенную точность контроля, значительно упрощает и ускоряет его и делает возможным периодическое проведение этого контроля при проведении нивелирования. The combination and sequence of operations allows you to control the parallelism of the sighting axis of the level and the level axis from one installation of the level and eliminates the error from changing the focus of the telescope, does not require intermediate calculations, which provides increased control accuracy, greatly simplifies and accelerates it, and makes it possible to periodically conduct this control during leveling.

Технический результат в устройстве достигается тем, что нивелир, содержащий зрительную трубу и цилиндрический уровень, оснащенный установочными винтами, дополнительно снабжен оптическим отражательным элементом, например, призмой ВкР-180^o, выполненным с возможностью периодического механического сопряжения с трубой нивелира и размещенным перед объективом зрительной трубы, обеспечивая при этом излом визирной оси нивелира на 180^o.The technical result in the device is achieved by the fact that the level containing the telescope and the cylindrical level, equipped with set screws, is additionally equipped with an optical reflective element, for example, a prism BKR-180 ^o , made with the possibility of periodic mechanical pairing with the level pipe and placed in front of the telescope lens while providing a break in the sighting axis of the level of 180 ^o .

На фиг. 1, 2 показан общий вид нивелира; на фиг. 3 вид А фиг. 2; на фиг. 4 изображение знака в поле зрения зрительной трубы нивелира; на фиг. 5 изображение рейки в поле зрения зрительной трубы нивелира. In FIG. 1, 2 shows a general view of the level; in FIG. 3 view A of FIG. 2; in FIG. 4 image of the mark in the field of view of the telescope of the level; in FIG. 5 image of the staff in the field of view of the telescope level.

Нивелир содержит зрительную трубу 1, механически сопрягаемый с трубой оптический отражательный элемент 2, например призму БкР 180^o, установленный по скользящей посадке на оправу объектива его зрительной трубы 1.The level contains a telescope 1, a mechanical reflective element 2 mechanically mating with the tube, for example, a prism BkR 180 ^o mounted on a sliding landing on the lens barrel of its telescope 1.

Для контроля нивелира по способу необходим также нивелирный знак 3 (например, перекрестие на стене) или нивелирная рейка 4, размещаемые перед объективом зрительной трубы 1. To control the level by the method, a level mark 3 (for example, a crosshair on the wall) or level bar 4, placed in front of the telescope lens 1, is also required.

Контроль параллельности визирной оси нивелира и оси уровня производится следующим образом. В нивелире 1 (фиг. 1) приводят на середину пузырек уровня, производят привязку нивелира к нивелирному знаку 3 или нивелирной рейке 4. При этом в поле зрения зрительной трубы нивелира 1 появится изображение 5 знака 3 (фиг. 4) или изображение 6 рейки 4 (фиг. 5) с делениями, обозначенными для облегчения описания изображения литерами А, В, С, Д, Е, где горизонтальная линия спроецировалась на деление В. Затем устанавливают перед объективом зрительной трубы 1 нивелира оптический отражательный элемент 2 (фиг. 2) типа призмы БкВ-180^o. Разворачивают нивелир приблизительно на 180^o, при этом с помощью отражательного элемента визирный луч нивелира также поворачивается на 180^o и после повторного приведения на середину пузырька уровня производят визирование на тот же нивелирный знак 3 или ту же нивелирную рейку 4. При этом в поле зрения зрительной трубы нивелира при параллельности осей нивелира и уровня получим изображение знака 7 (фиг. 4) или рейки 8 (фиг. 5). То, что горизонтальная линия вновь спроецируется на деление В, подтверждает параллельность осей нивелира и уровня.The parallelism of the sighting axis of the level and the level axis is controlled as follows. In level 1 (Fig. 1), a level bubble is brought into the middle, the level is anchored to leveling mark 3 or leveling rod 4. At the same time, image 5 of mark 3 (Fig. 4) or image 6 of rack 4 will appear in the field of view of the telescope of leveling 1. (Fig. 5) with divisions indicated to facilitate the description of the image by the letters A, B, C, D, E, where the horizontal line was projected onto division B. Then, an optical reflective element 2 (Fig. 2) of type prism BkV-180 ^o . The level is rotated approximately 180 ^o , while using the reflective element the target beam of the level is also rotated 180 ^o and after the second level is brought back to the middle of the level bubble, sight is made on the same level mark 3 or the same level bar 4. In this case, the visual field of view level pipe with parallel axis of the level and level we get an image of sign 7 (Fig. 4) or rail 8 (Fig. 5). The fact that the horizontal line is again projected onto division B confirms the parallelism of the level axes and the level.

В случае непараллельности осей нивелира и уровня изображение знака 3 или рейки 4 займет в поле зрения трубы нивелира (фиг. 4 и фиг. 5 соответственно) положение 9, 10, при этом горизонтальная линия спроецируется, например, на деление, обозначенное литерой Д (фиг. 5). In the event that the level axis and level axis are not parallel, the image of the sign 3 or rail 4 will occupy position 9, 10 in the field of view of the level pipe (Fig. 4 and Fig. 5, respectively), while the horizontal line is projected, for example, into the division indicated by letter D (Fig. . 5).

Разница Dh положений знака 5 и 9 (фиг. 4) или делений В и Д рейки на положение 10 составляет величину превышения, обусловленного непараллельностью осей. Перемещения сетку нивелира исправительными винтами до положения, в котором Δh=0, добиваемся параллельности осей нивелира и уровня. Достигнуть положения осей, при котором Δh=0, можно также с помощью перемещения оси уровня нивелира его установочными винтами. The difference Dh between the positions of the sign 5 and 9 (Fig. 4) or divisions B and D of the rail by position 10 is the excess due to the non-parallel axis. Moving the level grid with correction screws to the position in which Δh = 0, we achieve parallelism of the level axes and the level. It is also possible to achieve the position of the axes at which Δh = 0 by moving the level axis of the level with its set screws.

Способ и нивелир, его реализующий, позволяют обеспечить повышение точности контроля параллельности визирной оси зрительной трубы нивелира и оси уровня за счет упрощения методики контроля, для проведения которого в изобретении достаточно развернуть нивелир на 180^o и выполнить излом визирной оси зрительной трубы нивелира на 180^o.The method and the level implementing it make it possible to increase the accuracy of controlling the parallelism of the sight line axis of the level telescope and the level axis by simplifying the control procedure, for which the invention simply rotates the level 180 ^° and kinks the sight line axis of the level 180 ^° .

Claims

1. The method of controlling the parallelism of the sighting axis of the level and the level axis, which consists in bringing the level bubble in the middle and linking the level grid to the reference rail, while determining the relative position of the sighting axis of the level and the level axis by the amount of image displacement on the grid, characterized in that they rotate level 180 ^o , rotate the sighting beam of the level 180 ^o using an optical reflective element and when re-brought to the middle of the level bubble, the level is sighted at the same reference rail, after which the relative position of the sighting axis of the level and the level axis is determined by the magnitude of the displacement of the same image on the grid.

2. A level containing a telescope with a lens and a cylindrical level equipped with set screws, characterized in that it is equipped with an optical reflective element configured to periodically mechanically couple with the telescope and place it in front of its lens.

3. The level according to claim 2, characterized in that the optical reflective element is made in the form of a prism BkR 180 ^o .