SU1269065A1

SU1269065A1 - Trihedral corner reflector for three-coordinate optical orientator

Info

Publication number: SU1269065A1
Application number: SU853911407A
Authority: SU
Inventors: Сергей Васильевич Процко; Александр Петрович Хапалюк; Борис Юдкович Ханох; Татьяна Витальевна Гришина
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1986-11-07

Abstract

Изобретение может быть использовано дл определени взаимного углового положени или направлени на объекты при помощи оптического луча по автоколлимационной схеме. Цель изобретени - повышение чувствительности ориентатбра при определении угла скручивани . Уголковый отражатель содержит отражающие грани 1,2,3 и частично отражающую свет фронтальную грань, двугранные углы между которыми выполнены с отступлени ми . Отражатель устанавливаетс на одном объекте, а излучатель и приемный телескоп - на другом. Отражен-. ные от уголкового отражател пучки образуют в фокальной плоскости телескопа изображени источника света. По координатам линейного смещени изображени источника света вдоль а окружности с радиусом, завис щим от (Л отступлени величины двугранного угла , при повороте отражател вокруг оси скручивани определ ют величину угла скрутсивани . Дл определени ориентации по коллимационным углам используетс часть падающего пучка, отраженна от грани 4 отражател , 1 ил.The invention can be used to determine the mutual angular position or direction to objects using an optical beam using an autocollimation scheme. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the orientator when determining the twist angle. The corner reflector contains reflecting faces 1,2,3 and a partially reflecting frontal face, the dihedral angles between which are made with departures. The reflector is mounted on one object, and the emitter and receiving telescope - on another. Reflected. The beams from the corner reflector form images of the light source in the focal plane of the telescope. The coordinates of the linear displacement of the image of the light source along a circle with a radius depending on (L distance of the dihedral angle, while rotating the reflector around the twisting axis) determine the amount of twisting angle. reflector, 1 il.

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в геодезии, контрольноизмерительной технике, машиностроении и строительстве для определения 5 взаимного углового положения или направления на объекты при помощи оптического луча по автоколлимацйонной схеме.The invention relates to optical instrumentation and can be used in geodesy, instrumentation, engineering and construction to determine 5 mutual angular position or direction to objects using an optical beam according to the autocollimation scheme.

Цель изобретения - повышение чув- 10 ствительности оптического ориентатора при определении угла скручивания.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the optical orientator when determining the twist angle.

На чертеже схематично представлен отражатель..The drawing schematically shows a reflector ..

Уголковый отражатель содержит ,5 отражающие грани 1 - 3 и частично отражающую свет фронтальную грань 4, причем двугранный угол между гранями 1 и 2 равен 45° -6'₎₂, между гранями 1 и 3 90° ~(5_В и между гранями 2 39 и 3 90° Величины отступлений (5_η, ό% и £ выбираются из соотношений ф= -(л|Т + 2)ф ф = -(Ф + 1)фThe corner reflector contains, 5 reflecting faces 1 - 3 and a front face 4 partially reflecting light, the dihedral angle between faces 1 and 2 being 45 ° -6 ' _{) 2} , between faces 1 and 3 90 ° ~ (5 _V and between faces 2 39 and 3 90 ° The deviations (5 _η , ό% and £ are selected from the relations φ = - (λ | T + 2)

света, которые также располагаются попарно и зеркально-симметрично относительно центра поля пространства изображения.При повороте отражателя, а следовательно, связанного с ним объекта вокруг коллимационных осей одна из пар этих изображений неподвижна, а при повороте на некоторый угол вокруг оси скручивания эта пара смещается относительно центра поля на такой же угол по окружности, радиус R которой определяется соотношениемlights, which are also arranged in pairs and mirror-symmetrical with respect to the center of the field of the image space. When the reflector is rotated, and therefore the object associated with it around the collimation axes, one of the pairs of these images is stationary, and when it is rotated through an angle around the twist axis, this pair shifts relative to the center of the field by the same angle around the circle whose radius R is determined by the relation

2^1+sin²_T/8_ с.2 ^ 1 + sin ² _T / 8_ s.

я in² 31' /8 ‘I'm in ² 31 '/ 8'

6^14,6226 где £- фокусное расстояние объектива телескопа.6 ^ 14.6226 where £ is the focal length of the telescope objective.

По координатам линейного смещения изображения вдоль окружности однозначно определяют величину угла скручивания. Часть падающего пучка, отраженная от грани 4 отражателя как от плоского зеркала, служит для определения ориентации по коллимационным углам.The coordinates of the linear displacement of the image along the circle uniquely determine the value of the angle of twist. Part of the incident beam, reflected from the face 4 of the reflector as from a flat mirror, serves to determine the orientation of the collimation angles.

или ] <ν (4Σ + 2ф₃ где отступление величины дву30 гранного угла между отражающими .гранями 1 и 2 от 45°;or] <ν (4Σ + 2ph ₃ where the deviation of the magnitude of the dihedral angle between the reflecting faces 1 and 2 from 45 °;

<3, - отступление величины двугранного угла между отражающими гранями 1 и 3 от 90°;<3, - the deviation of the dihedral angle between the reflecting faces 1 and 3 from 90 °;

- произвольное отступление величины двугранного угла между отражающими гранями 2 и 3 от 90°, не превышающее 10°.- an arbitrary deviation of the dihedral angle between the reflecting faces 2 and 3 from 90 °, not exceeding 10 °.

Отражатель устанавливается на одном объекте и жестко связан с ним, а излучатель, формирующий коллимированный пучок оптических лучей, и при- 45 емный телескоп, ось которого совмещена с осью падающего на отражатель оптического пучка, устанавливаются на другом объекте.The reflector is mounted on one object and rigidly connected with it, and the emitter forming a collimated beam of optical rays and a receiving telescope, whose axis is aligned with the axis of the optical beam incident on the reflector, are installed on another object.

При падении на отражатель колли- 50 мированного пучка оптических лучей формируются десять отраженных пучков, которые принимаются телескопом. Отраженные пучки располагаются попарно и зеркально-симметрично относитель-55 но оси визирования телескопа. В фокальной плоскости телескопа образуется десять изображений источникаWhen a collimated beam of optical rays is incident on the reflector, ten reflected beams are formed, which are received by the telescope. Reflected beams are arranged in pairs and mirror-symmetrically relative to 55 along the axis of sight of the telescope. Ten images of the source are formed in the focal plane of the telescope.

Чувствительность ориентатора при определении угла скручивания прямо пропорциональна радиусу окружности, по которой смещаются изображения отраженных пучков относительно центра поля пространства изображения. В известном устройстве максимальный радиус окружности R, по которой смещается пара пучков при повороте отражателя относительно оси Скручивания, определяется величинойThe sensitivity of the orientator when determining the twist angle is directly proportional to the radius of the circle along which the images of the reflected beams are displaced relative to the center of the field of the image space. In the known device, the maximum radius of the circle R, along which a pair of beams moves when the reflector rotates relative to the Twist axis, is determined by

R f (5 ^ 5,2262 ftS,, . 'R f (5 ^ 5.2262 ftS ,,. '

SinJT/8 ’ 25’SinJT / 8 ’25’

Следовательно, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает примерно в три раза большую чувствительность при определении углов скручивания.Therefore, the proposed device in comparison with the known provides about three times greater sensitivity in determining the angles of twisting.

Claims

The invention relates to optical instrumentation and can be used in geodesy, test-measuring equipment, mechanical engineering and construction to determine the mutual angular position of the direction of objects on an object using an optical beam according to an autocollimation scheme. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the optical orientator when determining the twist angle. The schematic representation of the reflector is shown in the drawing. The corner reflector contains the faces 1–3 and the front face 4, which partially reflects light, and the dihedral angle between faces 1 and 2 is 45 ° - (S, between faces 1 and 3 90 ° –6 , and between facets 2 and 3, 90 °. The magnitudes of deviations (5, 6, j and (Sj, are chosen from the ratios e, r - (2) 6, e, - - (0 (5, e, r. ( 47 + 2) 5 1 Ь 8, where the deviation of the magnitude of the dihedral angle between reflecting facets 1 and 2 from 45 °; QIJ is the deviation of the value of the dihedral angle between reflecting faces 1 and 3 from 90 °; b - arbitrary the retreat of the magnitude is dihedral angle between the reflecting faces 2 and 3. 3 from 90 °, not exceeding 10 °. The reflector is installed on the same object and is rigidly connected with it, and the emitter that forms a collimated optical beam and the receiving telescope, the axis which is aligned with the axis of the optical beam incident on the reflector, mounted on another object. When a collimated beam of optical rays falls on the reflector, ten reflected beams are formed which are received by a telescope. The reflected beams are arranged in pairs and mirror-symmetrically relative to the axis of sight of the telescope. In the focal plane of the telescope, ten images of the light source are formed, which are also arranged in pairs and mirror-symmetrically with respect to the center of the image space. When the reflector is rotated, and therefore the object associated with it around the collimation axes, one of the pairs of these images is fixed and at some angle around the twisting axis, this pair is displaced relative to the center of the field by the same angle of rotation along a circle, the radius K of which is defined by the ratio 2 11§1 T / 8,6226 f (5., where i is the focal distance telescope objective lens .. The coordinates of the linear displacement of the image along the circumference unambiguously determine the magnitude of the twist angle. Part of the incident beam reflected from the face 4 of the reflector as from a flat mirror is used to determine the orientation of the collimation angles. the radius of the circle along which the images of the reflected beams are displaced relative to the center of the field of image space. In the known device, the maximum radius of the circle K 5 according to which a pair of beams is displaced when the reflector is rotated relative to the Twist axis, is determined by the value of R -t - ,,, f сУ "; 5.2262 fS 51ПЗГ / 8 2J Therefore, the proposed device, compared with the known, provides about three times greater sensitivity in determining twist angles. Claims of the invention A three-angle corner reflector for a three-coordinate optical orientator, two dihedral angles of which are made with departures from 90 °, and the third - from 45 °, so that, in order to increase the sensitivity of the orientator when determining the twisting angle, the indicated deviations of the dihedral angles are chosen from the ratios

5, - (IT 2) („

(If2 1) 5.,

(G2Ch 2) 5.3

in, (s ,,,

P

where (5, j is the deviation of the magnitude of the two-sided angle between the first

and second reflective faces from 45 °;

deviation of two-. the face angle between the first and third reflecting faces from 90 °;

an arbitrary deviation of the dihedral angle between the second and third reflecting faces from 90 °, not exceeding 10.