SU1767331A1

SU1767331A1 - Device for determining horizontal axis deviation of angular instrument

Info

Publication number: SU1767331A1
Application number: SU904847473A
Authority: SU
Inventors: Василий Сергеевич Плотников; Сергей Михайлович Корнеев; Руслан Олегович Канашкин
Original assignee: Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Использование: дл измерени горизонтальных и вертикальных углов. Сущность изобретени : в процессе измерени углов приборам коллиматор 5, с объективом 4 формирует световой поток от осветител 3, который направл етс на плоское зеркало 6, подвешенное шарнирно к горизонтальной оси 2 зрительной трубы 1. 2 ил.Use: for measuring horizontal and vertical angles. Summary of the invention: in the process of measuring the angles of the instruments, the collimator 5, with lens 4, generates a luminous flux from the illuminator 3, which is directed to a flat mirror 6 suspended hingedly to the horizontal axis 2 of the telescope 1. 2 Il.

Description

сриг.1srig.1

Изобретение относитс к области геодезического приборостроени и может быть использо.о J , юизмерительных прибс pax.The invention relates to the field of geodetic instrumentation and can be used for J, measurement tools pax.

Как известие, цепы и р д составл ющих погрешностей /зазрений углоизмеритель- HoiM прибором, имеющим осевую систему, содержащею горизонтальную и вертикальную оси, обусловлен отклонением этих осей от1 и тоЬретиче ского .положени в про- стрзнстХе, As for the news, the flails and a number of component errors / cusps of the angle measuring instrument — a HoiM device with an axial system containing a horizontal and vertical axis — is caused by the deviation of these axes from the one and the third position in the procession,

Положение осей уг ллоизмерительного приборе в пространстве обычно контролируетс различного рода уровн ми, показани которых могут сниматьс визуально или автоматически в цифповом виде,The position of the axes of the measuring instrument in space is usually controlled by various levels, the readings of which can be taken visually or automatically in digital form,

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству вл етс накладной уровень, содержащий установочный узел, выполненный с возмсж- ностью закреплени на горизонтальной оси углоизмерительного прибора, чувствительный элемент и узел индикации, позвол ющий осуществл ть визуальное отсчитывание. Недостатком этого устройст- ва вл етс невозможность контрол положени оси в динамическом режиме работы углоизмерительного прибора, а также невозможность контрол наклона углоизмерительного приСора в плоскости, перпендикул рной его горизонтальной оси.The closest to the technical entity to this device is the overhead level, which contains the installation unit, made with the possibility of fixing the angle measuring device on the horizontal axis, the sensing element and the display unit, which allows visual readout. The disadvantage of this device is the impossibility of controlling the position of the axis in the dynamic mode of operation of the angle-measuring device, as well as the impossibility of controlling the inclination of the angle-measuring device in the plane perpendicular to its horizontal axis.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем установочный узел, выполненный с возможностью закреплени на горизонтальной оси углоизмерительного прибора чувствительный элемент и узел индикации, установочный узел выполнен шарнирным, чувствительный эле- мент выполнен в виде друх плоских зеркал, .одно из которых выполнено с возможностью жесткого закреплени относительно опоры углоизмерительного прибора, другое соединено с установочным узлом, а узел индикации выполнен в виде коллиматора и фотоэлектрического двухкоординатного угломера , закрепленных неподвижно относительно корпуса углоизмерительного прибора и оптически сопр женных через оба зеркала. При этом зеркало, закрепленное на установочном узпе расположено таким образом, чтобы его отражающа поверхность была параллельна горизонтальной оси углоизмерительного прибора, и снабжено фиксатором, содержащим упор и подпружиненный палец, установленные со- осно с двух разных сторон от зеркала и механически сопр жены с ним, так что их ось пересекает вертикальную ось углоизмерительного прибора и перпенди улк рнз зго горизонтальной оси.This goal is achieved by the fact that in the device containing the installation unit, made with the possibility of mounting the sensor on the horizontal axis of the sensing device and the display unit, the installation unit is hinged, the sensitive element is made in the form of other flat mirrors, one of which is made the possibility of rigid fastening relative to the support of the angle measuring device, the other is connected to the installation unit, and the display unit is made in the form of a collimator and a photoelectric two-coordinate an inclinometer fixed fixed relative to the body of the angle-measuring instrument and optically conjugated through both mirrors. At the same time, the mirror mounted on the mounting uzpe is located in such a way that its reflecting surface is parallel to the horizontal axis of the angle-measuring device, and is provided with a fixture containing a stop and a spring-loaded finger, mounted on two different sides of the mirror and mechanically connected to it, so that their axis intersects the vertical axis of the angle-measuring device and the perpendicular of the horizontal axis.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - схема устройства фиксации зеркала, закрепленного на горизонтальной оси.FIG. 1 is a schematic diagram of the device; in fig. 2 is a diagram of a device for fixing a mirror fixed on a horizontal axis.

Устройство определени отклонени горизонтальной оси углсизмерительного прибора , содержащего зрительную трубу 1 и горизонтальную ось 2, содержит осветитель 3, установленный в колиматоре 5 с объективом 4, плоское зеркало 6, подвешенной шарнирно к горизонтальной оси 2, опорное зеркало 7, установленное горизонтально на основании, св занной с Землей, и сптако- злектронный двухкоординатный угломер 8, содержащий объектив 9, фотоприемник 10 и усилитель 11, а также блок 12 обработки сигнала и вычислитель 13.The device for determining the deviation of the horizontal axis of the measuring instrument, containing the telescope 1 and the horizontal axis 2, contains the illuminator 3 installed in the collimator 5 with the lens 4, a flat mirror 6 suspended hinged to the horizontal axis 2, a supporting mirror 7 mounted horizontally on the base, connected Earth, and two-axis two-axis goniometer, containing the lens 9, the photodetector 10 and the amplifier 11, as well as the block 12 of the signal processing and the transmitter 13.

Устройство работае следующим образом .The device works as follows.

В процессе измерени углов прибором колгиматор 5 формирует световой поток, который направл етс на плоское зеркало 6. Отразившись от зеркал 6, световой поток подаетс на опорное зеркало 7, от которого он отражаетс в приемную систему двухко- ордиг атного оптико-электронного угломера 8. В угломере происходитс измерение угла наклона светового пучка относительно визирной оси угломера по дзум координатам, причем в первом случае эта координата соответствует наклону зеркала в плоскости, проход щей через горизонтальную ось 2 и вертикальную ось прибора (на чертеже не показана), а во втором случае наклону зер- ката в плоскости, перпендикул рной горизонтальной оси 2 и проход щей через вертикальную ось прибора, В блоке 12 производитс выделение полезной информации и преобразование ее в цифровой вид. Структура блока 12 зависит от типов анализатора и приемника излучени , примен емых в угломере. В данном случае может быть применен любой из известных способов измерени угловых координат в двух взаимно перпендикул рных плоскост х, например измерени с помощью ПЗС-матри- цы (прибор с зар довой св зью). В случае применени ПЗС-приемника блока 12 должен содержать систему обработки видеосигнала и АЦП (аналого-цифровой преобразователь). На выходе блока будут две координаты, выраженные в количествах элементов матрицы. На конкретном устройстве блока 12, видимо, нет необходимости останавливатьс , так как построение изме- рительных систем на ПЗС достаточно подробно рассмотрено в соответствующей литературе (Проектирование оптических систем/Под ред Р Шеннона, Д,, Д. Вайанте. М.: Мир, 1983, с, 363-421).In the process of measuring the angles with the device, the collimator 5 generates a luminous flux, which is directed to a flat mirror 6. Reflected from mirrors 6, the luminous flux is fed to the reference mirror 7, from which it is reflected to the receiving system of a two-coordinate optical-electronic goniometer 8. the goniometer measures the angle of inclination of the light beam relative to the sighting axis of the goniometer along zoom coordinates, and in the first case this coordinate corresponds to the inclination of the mirror in the plane passing through the horizontal axis 2 and the vertical axis device (not shown), while in the second case, the slope of grain-kata in a plane perpendicular to the horizontal axis 2 and extending through the vertical axis of the instrument, in the selection block 12 is manufactured of useful information and converting it to digital form. The structure of block 12 depends on the types of analyzer and radiation receiver used in the goniometer. In this case, any of the known methods for measuring the angular coordinates in two mutually perpendicular planes, for example, measurements using a CCD array (charge-coupled device), can be applied. In the case of the use of a CCD receiver unit 12 must contain a video signal processing system and an ADC (analog-to-digital converter). The output of the block will be two coordinates, expressed in quantities of matrix elements. Apparently, there is no need to stop on the specific device of the block 12, since the construction of measuring systems on a CCD is described in sufficient detail in the relevant literature (Design of optical systems / Edited by Shannon D, D., D. Wayante. M .: Mir, 1983 , s, 363-421).

В блоке 13 осуществл етс вычисление углов наклона горизонтзльной и вертикальной осей и соответствующих поправок в результаты измерений прибором,In block 13, the tilt angles of the horizontal and vertical axes and the corresponding corrections to the measurement results by the instrument are calculated,

Вычисление углов наклона осуществл етс с учетом количества отражений пучка от зеркал. Так, при двух последовательных отражени х (фиг. 1), угол наклона а горизонтальной осиThe slope angles are calculated taking into account the number of beam reflections from the mirrors. So, with two consecutive reflections (Fig. 1), the angle of inclination of the horizontal axis

где у - угол, измерений угломером по соответствующей наклону координат,where y is the angle, measurement by the goniometer on the corresponding slope of the coordinates

угол наклона ft вертикапьной оси в плоскости измерений 1tilt angle ft of the vertical axis in the measurement plane 1

аbut

где а- угол, измеренный угломером по соответствующей наклону координате.where a is the angle measured by the goniometer along the coordinate corresponding to the slope.

Вычислени поправок в измерени производ тс аналогично прототипу а соответствии с известными формулами геодезического инструмента и геодезии. (Плотников В. С, Геодезические приборы. М.: Недра, 1Э87, с 29 - 30) Описанное устройство позвол ет в автоматическом режиме контролировать положение осей углоизмерительного прибора в протранстве пп всем параметрам, включа и относительный наклон горизонтальной оси относительно вертикальной в процессеCalculations of corrections to measurements are made similarly to the prototype and in accordance with the known formulas of the geodetic instrument and geodesy. (Plotnikov V. S, Geodetic instruments. M .: Nedra, 1E87, pp. 29 - 30) The described device allows in automatic mode to control the position of the axes of the angle-measuring device in protranstv pp all parameters, including the relative inclination of the horizontal axis relative to the vertical in the process

измерени , например за счет неправильностей цапф Такой контроль особенно необходим при измерени х в динамике, когда методические приемы исключени погрешностей осевых систем, например измерени при двух кругах, не могут быть применены. Предложенное устройство решает эту проблему , позвол измер ть текущие значени суммарного наклона вертикальной осиmeasurements, for example, due to irregularities of the trunnions. Such control is especially necessary when measuring in dynamics, when the methodological techniques for eliminating errors of axial systems, for example, measurements with two circles, cannot be applied. The proposed device solves this problem by allowing measurement of the current values of the total slope of the vertical axis.

вместе с горизонтальной в плоскости, проход щей через горизонтальную собственно вертикальную оси.together with the horizontal one in the plane passing through the horizontal axis itself.

Claims

The invention The device for determining the deviation of the horizontal axis of an angle-measuring device, comprising an installation unit adapted to be fixed on the horizontal axis of an angle-measuring device, a sensitive element and an indication unit, characterized in that, in order to improve the accuracy, the installation unit is hinged, the sensitive element is in the form two flat mirrors, one of which is made with the possibility of rigid fastening relative to the support of the angle measuring device, the other EHO to the docking unit, and the display unit is in the form of collimator and photomultiplier transducer disposed fixedly relative to one of the mirrors and optically conjugated through both mirrors,

..

((rig f)

Fig 2