WO2006079604A1 - Modular erweiterbare geodätische totalstation - Google Patents

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WO2006079604A1
WO2006079604A1 PCT/EP2006/050318 EP2006050318W WO2006079604A1 WO 2006079604 A1 WO2006079604 A1 WO 2006079604A1 EP 2006050318 W EP2006050318 W EP 2006050318W WO 2006079604 A1 WO2006079604 A1 WO 2006079604A1
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WO
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interface
data interface
total station
mechanical
peripheral component
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Application number
PCT/EP2006/050318
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Schwarz
Original Assignee
Leica Geosystems Ag
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Publication date
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Priority to EP06707767A priority patent/EP1842028B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00

Definitions

  • the invention relates to a geodetic total station for the optical measurement of horizontal angles, vertical angles and distances according to the preamble of claim 1 and an attachment part of a rotatable upper part of a geodetic total station according to the preamble of claim 9.
  • Total stations for the electrosensory measurement of angles and distances have long been known from the prior art and are also referred to as electronic tachymeter or computer tachymeter. Modern total stations have powerful microprocessors for the digital processing and storage of acquired measurement data.
  • the devices are usually manufactured in a compact and integrated design, with mostly coaxial distance and angle measuring elements and computing, control and
  • Total stations are integrated in one device. Depending on the configuration level of the total station, means are integrated for the motorisation of the target optics, for reflectorless distance measurement, for the automatic target search and tracking and for the remote control of the entire device.
  • Total stations known from the prior art furthermore have a data interface for connecting external peripheral components, for example a radio receiving and / or transmitting unit, a GPS antenna, a personal computer, in particular a notebook, or a small computer, in particular a PDA.
  • the data interface is usually designed as a serial interface according to the standard RS-232 and is in data connection to
  • Microprocessor unit of the total station By means of the data interface, it is possible to output measured data collected and stored by the total station for external further processing, externally acquired measurement data for Read in storage and / or further processing in the total station, remote control signals for remote control of the total station or an external component in particular in mobile field use on or. output and transfer control software to the total station.
  • the data interface is of particular importance for special measurement tasks in field applications. Since the customer expectations for a total station and the application areas vary widely, the integration of components that are only occasionally required by customers or country-specific - especially legal - restrictions, such as radio licenses, subject, often not useful, which is why in these cases on external peripheral peripherals, which is connected to the total station via the data interface.
  • An example of this form radio receiving and / or transmitting units which are formed on the basis of national radio standards and legal telecommunications or broadcasting regulations as external, connectable to the total station peripheral components.
  • a complex conversion of the total station can be omitted when exporting the device, since only the external radio unit must be replaced.
  • the external arrangement of a radio unit contradicts the principle of total station, namely the integration of all elements in a single device.
  • an external satellite positioning unit with a satellite signal receiving antenna, in particular for receiving GPS, GLONASS or GALILEO signals, via the external data interface to connect the total station and thus the Microprocessor unit satellite position signals, by means of which the absolute position of the total station can be determined to supply.
  • a radio receiving unit for receiving correction data is additionally connected to the data interface or the satellite position determining unit, thereby providing the positioning accuracy can be increased to less than 5 millimeters.
  • Peripheral component the closure of the data interface is forgotten.
  • Self-closing covers for the data interface are relatively uncomfortable in handling and are easily damaged.
  • EP 0 423 162 Bl (Leica Heerbrugg AG) describes a terrestrial surveying system with a total station and a satellite position measuring unit with a receiver which can be uncoupled from the total station via positive centering and unambiguously connected with respect to its geometric relative position, the total station and the satellite position measuring unit are interconnected by a wireless communication device. Since the data transmission takes place wirelessly, a wired data interface can be omitted. However, the disclosed apparatus requires an additional wireless communication device that is subject to national broadcasting legislation and complicates the design of the entire device.
  • US 6,014,109 discloses a total station having at least one satellite signal antenna fixed eccentrically above the support of the top of the total station relative to the standing axis.
  • a total station is known, on which side of a support of the Alhidade a GPS receiver unit using a connector is detachably connected.
  • a GPS antenna is also detachably mounted on the top of the total station on the headband.
  • the GPS antenna is connected to the GPS receiver via an antenna cable.
  • US 5,760,748 Shows a C-shaped headband which is mounted between the foot of a total station and a tripod for mounting a satellite navigation antenna above the total station in its standing axis.
  • Total station is lowered. Even in the modular expanded state, the total station should be similar to a total station built in an integrated design. This apparent conflict of objectives has so far not been satisfactorily resolved.
  • the object of the invention is thus to provide a modularly expandable total station, which, starting from a total station basic equipment, which corresponds to the average customer requirements and does not have the handling of the total station in field use restricting data interfaces and mechanical interfaces, in view of special customer requirements or requirements so modular expandable and / or convertible, that the extended total station is similar to an integrated design.
  • Horizontal angles, vertical angles and distances to a distant target point have a generic about a vertical standing axis rotatable upper part, which is also referred to as Alhidade.
  • the upper part comprises a support with at least one column section, in particular two column sections, between which a telescopic sight rotatable about a horizontal tilt axis relative to the support, by means of which the target point and the horizontal angle of the upper part about the standing axis, the vertical angle of the telescope about the tilt axis and the distance from the telescope to the target point is detected by electrosensory, is arranged.
  • the telescope comprises an electrosensory distance meter, in particular a laser distance meter coaxial with the optical axis.
  • the support is preferably open fork-shaped.
  • pillar sections denj enigen particular two sections of the support, which extend substantially vertically and of which the rotatable about the tilt axis telescope is supported.
  • the entirety of the support sections and their mutual attachment forms the support, which thus forms the essential part of the upper part.
  • an electronic display control unit which are fed to the electrosensory detected measurement data, so that the position of the target point can be determined by the display control unit, visually displayed and stored in particular.
  • a microprocessor processing unit with electronic data storage means and a man-machine interface, in particular in the form of a display and a keyboard.
  • the display control unit can be designed in several parts.
  • At least one total station data interface having data communication with the display control unit and having electrical contact elements for enabling a data connection with at least one peripheral component on the upwardly facing side of the at least one support section.
  • the side of the column section should be understood which, in the case of normal alignment of the total station, has a vertical standing axis in the zenith direction, ie the top of the column section or the top side of the alhidade.
  • a mechanical support interface is also provided on this upwardly facing side of the at least one support section.
  • mechanical support interfaces are preferably located on both upwardly facing sides of the two support sections and the total station data interface is on at least one side facing upwards.
  • the upwardly facing side need not be a flat surface or side.
  • Under the upwardly facing side is generally to understand the upper portion of the support section, which may for example also have a conical shape.
  • the total station data interface and the mechanical support interfaces can therefore also be located laterally on the upper section of the support section.
  • an attachment is mechanically detachably coupled.
  • This releasable connection is effected by means of the at least one, arranged on the upwardly facing side of the at least one support section, mechanical support interface and at least one corresponding mechanical attachment part interface.
  • the attachment is designed as a U-shaped part open in its basic form with two vertical legs, on whose sides pointing downwards, in each case a mechanical attachment part interface is formed, the design and position of the attachment parts interfaces being such are that the mechanical support interfaces and the mechanical attachment interface enable a mutual, in particular non-positive or positive releasable connection.
  • the attachment part connects the upper ends of the two support sections.
  • at least one of the mechanical interfaces has a locking mechanism by means of which the corresponding mechanical interfaces can be firmly locked together mechanically and released again.
  • the attachment comprises at least one peripheral component and at least one attachment portion data interface having electrical contact elements in data communication with the peripheral component.
  • the at least one mechanical support interface, the at least one mechanical attachment interface, the at least one total station data interface and the at least one attachment data interface are arranged and configured such that the contact elements of the total station data interface and the contact elements of the attachment data interface by coupling the attachment to the support section in mutual electrical contact.
  • the electrical contact contact occurs preferably positively guided via the mechanical interfaces.
  • the mechanical interfaces and the data interfaces are common Interface formed by mechanical fasteners simultaneously serve as electrical contact elements.
  • the peripheral component which is in data communication with the display controller at least via the attachment data interface and the total station data interface, is e.g. B. from a radio receiving unit for receiving radio signals, a satellite positioning unit, in particular a GPS receiving unit, for receiving
  • Satellite signals or a radio transmitting unit for transmitting radio signals formed.
  • the peripheral component is generally any element which can be directly or indirectly in data connection via the data interfaces with the display control unit. This may in particular be a geodetic gyro, an electronic compass, a measuring sensor for atmospheric parameters, in particular temperature, air pressure and humidity, an active reflector, a rotating laser, another microprocessor unit, a display unit or a
  • the attachment part can have a plurality of peripheral components which are in data communication with the display control unit and / or one another.
  • the attachment component may be formed in one piece or in several parts.
  • the attachment component is composed of an adapter strap that is disposed above the support and that includes the attachment data interface and at least one separate peripheral component releasably connected to the adapter strap.
  • a mechanical adapter hanger interface, a mechanical peripheral component interface, an adapter hanger data interface, and the peripheral component Data interface are arranged and configured such that electrical contact elements of the Adapterbügel- data interface and electrical contact elements of the peripheral component data interface by coupling the peripheral component to the adapter bracket - especially forcibly guided - in mutual electrical contact, so that a data connection between the peripheral component via the peripheral component data interface
  • the adapter strap data interface, the tower parts data interface and the total station data interface is enabled with the display control unit.
  • the attachment can be in the standard equipment of the total station as a simple headband, as known from the prior art, with only two mechanical interfaces that correspond to the mechanical attachment parts interface, be formed. Instead of an attachment data interface, a free space in the headband is formed. Since the headband covers the total station data interface, it is always protected against mechanical influences and moisture and is concealed inconspicuously. The ingress of moisture can be additionally avoided by a built-in in the headband or on the upwardly facing side of the support section sealing lip.
  • a significant advantage of the invention is that the upper mechanical support interface can be used in a basic equipped total station for coupling a simple retaining bracket and thus obscured by namely, at the same time the total station data interface is hidden, and by expansion of the total station Removing a simple, inexpensive part, the headband, accessory parts in the form of an attachment with at least one either integrated or also coupled Peripheral component can be connected. Since a standard part assigned in the basic configuration of the total station can be exchanged for the attachment, which has an additional functionality due to the peripheral component integrated there, the integrated construction of the total station is preserved, since outside of the housing of the total station coupled modules can be omitted. Because the attachment is due to the exchange with the headband optical, functional and ergonomic part of the total station. In the standard mode visible mechanical
  • Interfaces can be omitted.
  • a further advantage of the invention is that the arrangement of the attachment within the standing axis, in one embodiment with the center of gravity in the standing axis, avoids asymmetric loading of the top of the total station and positions peripheral components at a site accessible from the side and from above can be. This proves to be especially advantageous if the additional component is designed as a radio unit, in particular as a GPS receiver unit.
  • Fig. Ia a geodetic total station with an attachment, which has a trained as a radio receiving unit and radio transmission unit peripheral components, in the decoupled state in an oblique view;
  • Fig. Ib the geodetic total station of FIG. Ia with the attachment in the coupled state in an oblique view;
  • Fig. Ic the geodetic total station of FIG. Ia and Ib with the attachment in the decoupled state in one
  • FIG. 2a shows a geodetic total station with an attachment which has an adapter bracket and two decouplers, designed as radio reception unit and satellite position determination unit
  • Fig. 2b shows the geodetic total station of FIG. 2a with the
  • FIG. 2c the geodetic total station of FIG. 2a and 2b with the attachment and the two peripheral components in the decoupled state in a detailed side view.
  • FIGS. 1a, 1b and 1c show in a purely schematic, not to scale representation a first possible embodiment of the total station according to the invention in different coupling states, views and degrees of detail.
  • a geodetic total station for optically measuring horizontal angles, vertical angles and distances to a distant target point has a top part 1a which can be rotated about a vertical standing axis V.
  • the upper part Ia is composed of a support 2 with a right column section 2a and a left column section 2b, a between them about the horizontal tilt axis H rotatably mounted telescopic sight 3, one on both sides of the upper part Ia arranged electronic display control unit 4 and an attachment part 20a together.
  • the target point can be targeted and the distance from the total station to the target point can be detected by electrosensory. Furthermore, means (not shown) are provided for the electrosensitive detection of the angular orientation of the upper part 1a and of the telescopic sight 3. These measurement data recorded by electrosensory sensors are supplied to the display control unit 4 and processed by it, so that the position of the target point relative to the total station can be determined, visually displayed and, in particular, stored by the display control unit 4.
  • a mechanical column interface 8a and 8b is arranged, each of which is formed by two parallel hook strips. Between the two hook strips of the right-hand support interface 8a, on the upwardly facing side 7a, there is a total station data interface 6 in data communication with the display control unit 4 with electrical contact elements 6a for enabling a data connection with at least one peripheral component.
  • the attachment 20a has a downwardly open U-shape and has a right mechanical attachment interface 21a corresponding to the right mechanical support interface 8a and a left mechanical attachment interface 21b corresponding to the left mechanical support interface 8b.
  • the attachment 20a can be detachably coupled mechanically above the support 2 and the scope 3, so that the
  • Attachment part 20a mechanically connects the two support sections 2a, 2b above.
  • the Fig. Ia and Ic show the decoupled state, while Figs. Ib shows the coupled state.
  • For decoupling for both attachments Interfaces 21a, 21b unlocking mechanisms 22a, 22b provided, through which the positive connection is releasable again and thus the attachment part 20a can be detached from the support 2.
  • the attachment 20a further includes a peripheral component formed as a radio receiving unit 40 and a radio transmitting unit 44, and a header data interface 23 having electrical contact elements 23a in data communication with the radio receiving unit 40 and the radio transmitting unit 44 via an electrical connection 46.
  • An antenna 47 is used for receiving and transmitting radio signals 41 and. 45.
  • Attachment data interface 23 are each arranged and configured so that the contact elements 6a of the total station data interface 6 and the contact elements 23a of the attachment data interface 23 by mutual coupling of the attachment part 20a to the two support sections 2a, 2b in mutual electrical contact, such as in Fig. Ic illustrates and in Fig. Ib happen.
  • the radio receiving unit 40 and the radio transmitting unit 44 via the attachment data interface 23 and the total station data interface 6 with the display control unit 4 in data connection, so that it is possible, for example, to transmit remote control signals from a remote control (not shown) to the total station and transmit measured data collected by the total station to the remote control.
  • Radio receiving unit 40 and the radio transmitter unit 44 takes place via the total station data interface 6, or in an alternative embodiment via a battery integrated in the attachment 20a.
  • the antenna 47 of the radio receiving unit 40 and the radio transmitter unit 44 is located above the remaining total station, so that optimum transmission and reception characteristics are ensured.
  • the attachment part 20a can easily be replaced with another attachment part with radio modules which correspond to a different radio standard.
  • the adaptation of the total station to national regulations is thus easily possible.
  • attachment part 20a can be replaced by a simple, visually corresponding to the attachment part 20a, j edoch neither over an attachment data interface 23 or a peripheral component possessing headband (not shown), which conceals the total station data interface 6 in non-modular expanded state of the total station and protects against damage and dirt.
  • the mechanical support interfaces 8a, 8b serve in this case indirectly to transport the total station via the headband.
  • FIGS. 2 a, 2 b and 2 c a second possible embodiment of the total station according to the invention in different coupling states, views and degrees of detail is shown in a purely schematic, not to scale representation. Since the differences from the first embodiment of FIG. Ia, Ib and Ic restrict to the attachment part 20b of the upper part Ib, only the attachment part 20b will be explained below. The same is in this embodiment, in contrast to the one-piece design in the first embodiment, a multi-part design and includes an adapter bracket 24 and two peripheral components that can be coupled to the adapter bracket 24 mechanically releasable again.
  • the adapter bracket 24 has two mechanical attachment parts interfaces 21a, 21b and an attachment data interface 23.
  • the adapter bracket 24 thus corresponds in terms of its interfaces to the support 2 to the attachment part 20a of the first embodiment. Furthermore, the adapter bracket 24 comprises a first adapter bracket data interface 25, a second adapter bracket data interface 25 ', both of which are in data connection with the attachment data interface 23 via electrical connections 48a, 48b and an interface management module 49 and in each case electrical contact elements 25a or 25a. 25a ', and first and second mechanical adapter strap interfaces 26, 26'.
  • the first Adapterbügel- data interface 25 and the first mechanical Adapterbügel- interface 26 are located on the top of the adapter bracket 24, wherein the first mechanical Adapterbügel- interface 26 is arranged centrally and symmetrically to the vertical axis V and is centrally traversed by this.
  • the second adapter hanger data interface 25 'and the second mechanical adapter hanger interface 26' are located on the underside of the adapter hanger 24.
  • the two peripheral components are as one
  • Satellite position determining unit 42 for mounting on the top of the attachment part 24 and as a radio receiving unit 40 'for mounting on the underside of the attachment part 24 is formed.
  • a first mechanical peripheral component interface 31 is formed centrally to the antenna center A and a first peripheral component data interface 32 with electrical contact elements 32a, while on top of the radio reception unit 40 ' with its antenna 50, a second mechanical peripheral component interface 31 'and a second peripheral component data interface 32' with electrical contact elements 32a 'are located.
  • the peripheral components 42, 40' can be mechanically detachably coupled to the adapter bracket 24.
  • the mechanical adapter bracket interfaces 26, 26 ', the mechanical peripheral component interfaces 31, 31', the adapter bracket data interfaces 25, 25 'and the peripheral component data interfaces 32, 32' are each arranged and configured such that the electrical contact elements 25a respectively . 25a 'of the adapter bracket data interface 25 or. 25 'and the electrical contact elements 32a and. 32a 'of the peripheral component data interface 32 and. 32 'by coupling the satellite position determination unit 42 or. the radio receiving unit 40 'to the adapter bracket 24 in particular forcibly guided in mutual electrical contact.
  • the satellite signal receiving antenna 42a of the satellite position determining unit 42 is arranged on the attachment 20 such that the antenna center A of the satellite signal receiving antenna 42a is force-centered on the standing axis V.
  • the satellite position determination unit 42 and the radio reception unit 40 ' are in each case connected via the first or the second reception unit 40'. second peripheral component data interface 32 or. 32 ', the first resp. second adapter hanger data interface 25 resp. 25 ', the electrical connections 48a, 48b, the interface management module 49, the attachment data interface 23 and the total station data interface 6 with the display control unit 4 in data connection.
  • the satellite position determination unit 42 receives satellite signals 43, in particular GPS signals, and forwards them directly or indirectly to the display control unit 4. Thus, the absolute position of the Total station can be determined with an accuracy of about 5 to 10 meters. To improve the positioning accuracy, the radio receiving unit 40 'receives radio signals 41' transmitted from a reference station (not shown), such as the RTK or DGPS transmitter.
  • the achievable determination accuracy of the absolute position of the total station is thereby less than 5 millimeters. In combination with a relative angle and distance measurement by the total station, it is thus possible to determine the absolute position of a target point with high accuracy.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine geodätische Totalstation mit einem Oberteil (Ia) , das eine Stütze (2) mit mindestens einem Stützenabschnitt (2a; 2b) , eine elektronische Anzeige-Steuereinheit (4) , eine Totalstations-Datenschnittstelle (6) mit elektrischen Kontakt elementen (6a) und ein Aufsatzteil (20) , das oberhalb der Stütze (2) und des Fernrohrs (3) mittels mindestens einer mechanischen Stützen-Schnittstelle (8a; 8b) und mindestens einer entsprechenden mechanischen Aufsatzteil-Schnittstelle (21a; 21b) mechanisch lösbar angekoppelt ist, aufweist. Die Totalstations-Datenschnittstelle (6) ist am Stützenabschnitt (2a; 2b) angeordnet, wobei das Aufsatzteil (20) die Peripheriekomponente umfasst und eine, elektrische Kontakt elemente (23a) aufweisende Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) , die mit der Peripheriekomponente in Datenverbindung steht, besitzt. Die mechanische Stützen-Schnittstelle (8a,- 8b) , die mechanische Aufsatzteil-Schnittstelle (21a; 21b) , die Totalstations-Datenschnittstelle (6) und die Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) sind derart angeordnet, dass die Kontakt elemente (6a, 23a) der Totalstations-Datenschnittstelle (6) und der Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) durch Ankoppeln des Aufsatzteils (20) an den Stützenabschnitt (2a; 2b) in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten.

Description

Modular erweiterbare geodätische Totalstation
Die Erfindung betrifft eine geodätische Totalstation zur optischen Messung von Horizontalwinkeln, Vertikalwinkeln und Distanzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Aufsatzteil eines drehbaren Oberteils einer geodätischen Totalstation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Totalstationen zum elektrosensorischen Messen von Winkeln und Strecken sind seit längerem aus dem Stand der Technik bekannt und werden auch als elektronische Tachymeter oder Computer- Tachymeter bezeichnet . Moderne Totalstationen verfügen über leistungsfähige Mikroprozessoren zur digitalen Weiterverarbeitung und Speicherung erfasster Messdaten . Die Geräte sind in der Regel in kompakter und integrierter Bauweise hergestellt, wobei meist koaxiale Distanz- und Winkelmesselemente sowie Rechen-, Steuer- und
Speichereinheiten in einem Gerät integriert sind. Abhängig von der Ausbaustufe der Totalstation sind Mittel zur Motorisierung der Zieloptik, zur reflektorlosen Streckenmessung, zur automatischen Zielsuche und -Verfolgung und zur Fernsteuerung des gesamten Geräts integriert . Aus dem Stand der Technik bekannte Totalstationen verfügen weiters über eine Datenschnittstelle zum Anschluss externer Peripheriekomponenten, beispielsweise einer Funkempfangs- und/oder Sendeeinheit, einer GPS-Antenne, einem Personal Computer, insbesondere einem Notebook, oder einem Kleincomputer, insbesondere PDA. Die Datenschnittstelle ist in der Regel als serielle Schnittstelle nach dem Standard RS-232 ausgeführt und steht in Datenverbindung zur
Mikroprozessoreinheit der Totalstation . Mittels der Datenschnittstelle ist es möglich, von der Totalstation erfasste und gespeicherte Messdaten zur externen Weiterverarbeitung auszugeben, extern erfasste Messdaten zur Speicherung und/oder Weiterverarbeitung in die Totalstation einzulesen, Fernsteuersignale zur Fernsteuerung der Totalstation oder einer externen Komponente insbesondere im mobilen Feldeinsatz ein- bzw . auszugeben und Steuerungs- Software in die Totalstation zu überspielen .
Der Datenschnittstelle kommt bei Erweiterung der Totalstation mit Zusatzperipherie für besondere Messaufgaben im Feldeinsatz eine besondere Bedeutung zu . Da die Kundenerwartungen an eine Totalstation und die Einsatzgebiete stark variieren, ist die Integration von Komponenten, die nur vereinzelt von Kunden benötigt werden oder landesspezifischen - insbesondere gesetzlichen - Einschränkungen, beispielsweise Funkzulassungen, unterliegen, oft nicht sinnvoll, weshalb in diesen Fällen auf externe Zusatzperipherie, die über die Datenschnittstelle an die Totalstation angeschlossen wird, zurückgegriffen wird. Ein Beispiel hierfür bilden Funkempfangs- und/oder -Sendeeinheiten, die aufgrund nationaler Funkstandards und gesetzlicher Telekommunikations- oder Rundfunkvorschriften als externe, an die Totalstation anschliessbare Peripheriekomponenten ausgebildet sind. Somit kann eine aufwendige Umrüstung der Totalstation bei Export des Geräts entfallen, da lediglich die externe Funkeinheit ausgetauscht werden muss . Jedoch widerspricht die externe Anordnung einer Funkeinheit dem Prinzip der Totalstation, nämlich der Integrierung sämtlicher Elemente in einem einzigen Gerät .
Ausserdem ist es möglich, wie beispielsweise in der US 5, 821 , 900 oder der EP 0 892 245 A3 beschrieben, eine externe Satellitenpositionsbestimmungseinheit mit einer Satellitensignalempfangsantenne, insbesondere zum Empfang von GPS-, GLONASS- oder GALILEO-Signalen, über die externe Datenschnitt an die Totalstation anzuschliessen und somit der Mikroprozessoreinheit Satellitenpositionssignale, mittels welchen die absolute Position der Totalstation ermittelt werden kann, zuzuführen . Da die Positionsbestimmungsgenauigkeit durch den alleinigen Empfang von Satellitensignalen zwischen 5 bis 10 Metern liegt, wird in der Regel zusätzlich eine Funkempfangseinheit zum Empfang von Korrekturdaten, insbesondere nach dem RTK- oder DGPS-Standard, an die Datenschnittstelle oder die Satellitenpositionsbestimmungseinheit angeschlossen, wodurch die Positionsbestimmungsgenauigkeit auf bis unter 5 Millimeter erhöht werden kann .
Die bekannten, universell einsetzbaren und für den Feldeinsatz tauglichen Datenschnittstellen sind seitlich an der Stütze oder Alhidade der Totalstation, direkt an der Anzeigeeinheit oder am Unterteil der Totalstation angeordnet . Ein besonderes Problem ist der Schutz der unbelegten Datenschnittstelle vor Verunreinigungen oder Feuchtigkeit . Zum Verschluss der Datenschnittstelle dienen Abdeckkappen oder Pfropfen . Jedoch besteht die Gefahr, dass nach Entfernen der externen
Peripheriekomponente das Verschliessen der Datenschnittstelle vergessen wird. Selbstschliessende Abdeckungen für die Datenschnittstelle sind relativ unkomfortabel in der Handhabung und werden leicht beschädigt .
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, Theodolite oder Totalstationen mit einem abnehmbaren Bügelgriff oberhalb der Alhidade auf der Oberseite der beiden Stützen, zwischen denen das Fernrohr angeordnet ist, auszustatten . In der JP 04212012 A wird eine Totalstation mit einem abnehmbaren Bügelgriff beschrieben, in welchem eine Batterie zur Stromversorgung der Totalstation integriert ist . In der EP 0 481 307 A2 (Asahi Seimitsu Kabushiki Kaisha) wird eine Messvorrichtung in Form einer Totalstation mit einer abnehmbaren Batterie ebenfalls in Form eines abnehmbaren Bügelgriffs , der oberhalb der Alhidade auf der Oberseite der beiden Stützen montiert ist, gezeigt . Auf dem Bügelgriff ist ein GPS-Empfänger mittels einer lösbaren mechanischen Schnittstelle derart fixierbar, dass das Antennenzentrum der GPS-Antenne von der Stehachse durchlaufen wird.
Die EP 0 423 162 Bl (Leica Heerbrugg AG) beschreibt ein terrestrisches Vermessungssystem mit einer Totalstation und einer Satelliten-Positions-Messeinheit mit einem Empfänger, der mit der Totalstation über eine Zwangszentrierung entkoppelbar und bezüglich seiner geometrischen Relativposition eindeutig verbunden werden kann, wobei die Totalstation und die Satelliten-Positions-Messeinheit durch eine drahtlose Datenübermittlungseinrichtung miteinander verbunden sind. Da die Datenübermittlung drahtlos erfolgt, kann eine drahtgebundenen Datenschnittstelle entfallen . Jedoch erfordert die offenbarte Vorrichtung eine zusätzliche drahtlose Datenübermittlungseinrichtung, die den nationalen gesetzlichen Rundfunkvorschriften unterworfen ist und den Aufbau der gesamten Vorrichtung verkompliziert .
Die US 6, 014 , 109 offenbart eine Totalstation mit mindestens einer relativ zur Stehachse exzentrisch oberhalb der Stütze des Oberteils der Totalstation fest angeordneten Satellitensignalantenne .
Aus der DE 196 35 591 Al (Nikon Corp . ) ist eine Totalstation bekannt, an welcher seitlich an einer Stütze der Alhidade eine GPS-Empfangseinheit unter Verwendung eines Verbinders lösbar verbunden ist . Eine GPS-Antenne ist ebenfalls lösbar auf der Oberseite der Totalstation an dem Haltebügel angebracht . Die GPS-Antenne ist über ein Antennenkabel mit der GPS- Empfangseinheit verbunden . Die US 5, 760 , 748 (Beckingham et al . ) zeigt einen C-förmigen Haltebügel, der zwischen dem Fuss einer Totalstation und einem Stativ befestigt wird, zum Montieren einer Satellitennavigationsantenne oberhalb der Totalstation in deren Stehachse .
Die Erweiterung einer Totalstation mit externen, im Feldeinsatz zur Anwendung kommenden Peripheriekomponenten ist vor allem in Hinblick auf die Handhabbarkeit der Totalstation problematisch, da nicht nur eine Datenanbindung der Peripheriekomponente an die Totalstation, sondern auch eine mechanische Anbindung erfolgen muss . Einerseits besteht die Möglichkeit, die Peripheriekomponente am Stativ oder Unterteil der Totalstation anzuschliessen . Da in diesem Fall die externe Peripheriekomponente nicht der Alhidade der Totalstation folgt und ein mit der an der Alhidade angeordneten
Datenschnittstelle verbundenes Kabel geschleppt werden muss , hat sich diese Variante als nachteilig erwiesen . Aus diesem Grunde erfolgt die Anordnung zahlreicher externer
Peripheriekomponenten im Stand der Technik direkt seitlich an der Alhidade . Hierdurch wird die Alhidade j edoch einseitig belastet, was vor allem bei Hochpräzisionsinstrumenten ein erhebliches Problem darstellt . Ausserdem verschlechtert sich hierdurch die Handhabbarkeit der Totalstation .
Die Schaffung einer modularen Erweiterbarkeit einer Totalstation erfordert zwangsläufig die Ausstattung der Totalstation mit Datenschnittstellen und mechanischen Schnittstellen . Das Vorhandensein dieser Schnittstellen darf jedoch die Handhabbarkeit einer Totalstation in der Grundkonfiguration nicht negativ beeinträchtigen . Die Schnittstellen sollen daher einerseits im unerweiterten Zustand möglichst verborgen und geschützt angeordnet sein, jedoch zur modularen Erweiterbarkeit der Totalstation an einem in ergonomischer Hinsicht leicht zugänglichen Ort untergebracht sein, der die ergonomisch sinnvolle Anordnung einer Peripheriekomponente erlaubt, ohne dass hierdurch die Funktionalität, Handhabbarkeit oder Messpräzision der
Totalstation herabgesetzt wird. Auch im modular erweiterten Zustand soll die Totalstation einer in integrierter Bauweise aufgebauten Totalstation gleichen . Dieser scheinbare Zielkonflikt konnte bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden .
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine modular erweiterbare Totalstation zur Verfügung zu stellen, die ausgehend von einer Totalstations-Grundausstattung, die den durchschnittlichen Kundenwünschen entspricht und keine die Handhabbarkeit der Totalstation im Feldeinsatz einschränkenden Datenschnittstellen und mechanische Schnittstellen aufweist, in Hinblick auf spezielle Kundenwünsche oder Anforderungen derart modular erweiterbar und/oder umrüstbar ist, dass die erweiterte Totalstation einer integrierten Bauweise gleicht .
Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst . Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen .
Die geodätische Totalstation zur optischen Messung von
Horizontalwinkeln, Vertikalwinkeln und Distanzen zu einem beabstandeten Zielpunkt besitzt gattungsgemäss ein um eine vertikale Stehachse drehbares Oberteil, das auch als Alhidade bezeichnet wird. Das Oberteil umfasst eine Stütze mit mindestens einem Stützenabschnitt, im Speziellen zwei Stützenabschnitten, zwischen denen ein um eine horizontale Kippachse relativ zur Stütze drehbares Zielfernrohr, mittels welchem der Zielpunkt anzielbar und der Horizontalwinkel des Oberteils um die Stehachse, der Vertikalwinkel des Fernrohrs um die Kippachse und die Entfernung von dem Fernrohr zu dem Zielpunkt elektrosensorisch erfassbar ist, angeordnet ist . Das Fernrohr umfasst neben der Zieloptik einen elektrosensorischen Distanzmesser, insbesondere einen zur optischen Achse koaxialen Laserdistanzmesser auf . Die Stütze ist bevorzugt nach oben offen gabelförmig ausgebildet . Hierbei werden als Stützenabschnitte diej enigen insbesondere zwei Abschnitte der Stütze bezeichnet, die sich im Wesentlichen vertikal erstrecken und von denen das um die Kippachse drehbare Fernrohr gestützt wird. Die Gesamtheit der Stützenabschnitte und deren gegenseitige Befestigung bildet die Stütze, die somit den wesentlichen Bestandteil des Oberteils bildet . Es ist j edoch auch möglich, lediglich einen Stützenabschnitt zu verwenden, j edoch ist dem Fachmann bekannt, dass hierdurch die Messgenauigkeit erheblich sinkt . Weiters befindet sich am
Oberteil eine elektronische Anzeige-Steuereinheit, welcher die elektrosensorisch erfassten Messdaten zugeführt sind, so dass die Position des Zielpunkts durch die Anzeige-Steuereinheit ermittelbar, optisch anzeigbar und insbesondere speicherbar ist . Unter der Anzeige-Steuereinheit wird im Allgemeinen eine Mikroprozessor-Recheneinheit mit elektronischen Datenspeichermitteln und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere in Form eines Displays und einer Tastatur, verstanden . Die Anzeige-Steuereinheit kann mehrteilig ausgebildet sein .
Erfindungsgemäss befindet sich mindestens eine mit der Anzeige-Steuereinheit in Datenverbindung stehende, elektrische Kontaktelemente aufweisende Totalstations-Datenschnittstelle zur Ermöglichung einer Datenverbindung mit mindestens einer Peripheriekomponente an der nach oben weisenden Seite des mindestens einen Stützenabschnitts . Als nach oben weisend sei diej enige Seite des Stützenabschnitts zu verstehen, die bei normaler Ausrichtung der Totalstation mit vertikaler Stehachse in Zenitrichtung weist, also die Oberseite des Stützenabschnitts oder die Oberseite der Alhidade . Auf dieser nach oben weisenden Seite des mindestens einen Stützenabschnitts ist ausserdem eine mechanische Stützen- Schnittstelle vorgesehen . Bei zwei Stützenabschnitten befinden sich bevorzugt auf beiden nach oben weisenden Seiten der zwei Stützenabschnitte mechanische Stützen-Schnittstellen und auf mindestens einer nach oben weisenden Seite die Totalstations- Datenschnittstelle . Selbstverständlich muss es sich bei der nach oben weisenden Seite nicht um eine ebene Fläche oder Seite handeln . Unter der nach oben weisenden Seite ist generell der obere Abschnitt des Stützenabschnitts zu verstehen, der beispielsweise auch eine Kegelform haben kann . Die Totalstations-Datenschnittstelle und die mechanische Stützen-Schnittstellen können sich somit auch seitlich am oberen Abschnitt des Stützenabschnitts befinden .
Oberhalb der Stütze und des Fernrohrs ist ein Aufsatzteil mechanisch lösbar angekoppelt . Diese lösbare Verbindung erfolgt mittels der mindestens einen, auf der nach oben weisenden Seite des mindestens einen Stützenabschnitts angeordneten, mechanischen Stützen-Schnittstelle und mindestens einer entsprechenden mechanischen Aufsatzteil- Schnittstelle . Bevorzugt ist das Aufsatzteil als ein in seiner Grundform nach unten offenes , U-förmiges Teil mit zwei vertikalen Schenkeln ausgebildet, auf deren nach unten weisenden Seiten die j eweils eine mechanische Aufsatzteil- Schnittstelle ausgeformt ist, wobei die Ausgestaltung und Position der Aufsatzteil-Schnittstellen derart sind, dass die mechanischen Stützen-Schnittstellen und die mechanischen Aufsatzteil-Schnittstelle eine gegenseitige, insbesondere kraft- oder formschlüssige lösbare Verbindung ermöglichen . In diesem Fall verbindet das Aufsatzteil die oberen Enden der zwei Stützenabschnitte . Bevorzugt besitzt mindestens eine der mechanischen Schnittstellen einen Verriegelungsmechanismus , mittels welchem die entsprechenden mechanischen Schnittstellen fest miteinander verriegelt mechanisch verbunden und wieder gelöst werden können .
Das Aufsatzteil umfasst mindestens eine Peripheriekomponente und mindestens eine, elektrische Kontaktelemente aufweisende Aufsatzteil-Datenschnittstelle, die mit der Peripheriekomponente in Datenverbindung steht . Erfindungsgemäss sind die mindestens eine mechanische Stützen- Schnittstelle, die mindestens eine mechanische Aufsatzteil- Schnittstelle, die mindestens eine Totalstations- Datenschnittstelle und die mindestens eine Aufsatzteil- Datenschnittstelle derart angeordnet und ausgebildet, dass die Kontaktelemente der Totalstations-Datenschnittstelle und die Kontaktelemente der Aufsatzteil-Datenschnittstelle durch Ankoppeln des Aufsatzteils an den Stützenabschnitt in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten . Das elektrische In- Kontakt-Treten erfolgt bevorzugt zwangsgeführt über die mechanischen Schnittstellen . Jedoch ist es alternativ ebenfalls möglich, das gegenseitige Koppeln der mechanischen Schnittstellen und das gegenseitige Koppeln der elektrischen Datenschnittstellen kinematisch zu trennen, indem beispielsweise sowohl ein Verriegelungsmechanismus für die mechanischen Schnittstellen, als auch für die Datenschnittstellen zum Einsatz kommt .
In einer alternativen Ausführungsform sind die mechanischen Schnittstellen und die Datenschnittstellen als gemeinsame Schnittstelle ausgebildet, indem mechanische Verbindungselemente gleichzeitig als elektrische Kontaktelemente dienen .
Die Peripheriekomponente, die mit der Anzeige-Steuereinheit zumindest über die Aufsatzteil-Datenschnittstelle und die Totalstations-Datenschnittstelle in Datenverbindung steht, wird z . B . von einer Funkempfangseinheit zum Empfang von Funksignalen, einer Satellitenpositionsbestimmungseinheit, insbesondere einer GPS-Empfangseinheit, zum Empfang von
Satellitensignalen, oder einer Funksendeeinheit zum Senden von Funksignalen gebildet . Unter der Peripheriekomponente ist jedoch allgemein j edes Element, das über die Datenschnittstellen mit der Anzeige-Steuereinheit direkt oder indirekt in Datenverbindung stehen kann, zu verstehen . Dies kann insbesondere ein geodätischer Kreisel, ein elektronischer Kompass , eine Messsensor für atmosphärische Messgrössen, insbesondere Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit, ein aktiver Reflektor, ein Rotationslaser, eine weitere Mikroprozessoreinheit, eine Anzeigeeinheit oder ein
Speichermedium sein . Weiters ist es möglich, dass das Aufsatzteil mehrere Peripheriekomponenten, die mit der Anzeige-Steuereinheit und/oder untereinander in Datenverbindung stehen, aufweist .
Die Aufsatzkomponente kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein . In einer möglichen Ausführungsform setzt sich die Aufsatzkomponente aus einem Adapterbügel, der oberhalb der Stütze angeordnet wird und die Aufsatzteil- Datenschnittstelle umfasst, und mindestens einer getrennten, lösbar mit dem Adapterbügel verbundenen Peripheriekomponente zusammen . Eine mechanische Adapterbügel-Schnittstelle, eine mechanische Peripheriekomponenten-Schnittstelle, eine Adapterbügel-Datenschnittstelle und die Peripheriekomponenten- Datenschnittstelle sind derart angeordnet und ausgebildet, dass elektrische Kontaktelemente der Adapterbügel- Datenschnittstelle und elektrische Kontaktelemente der Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle durch Ankoppeln der Peripheriekomponente an den Adapterbügel - insbesondere zwangsgeführt - in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten, so dass eine Datenverbindung zwischen der Peripheriekomponente über die Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle, die Adapterbügel-Datenschnittstelle, die Aufsatzteil- Datenschnittstelle und die Totalstations-Datenschnittstelle mit der Anzeige-Steuereinheit ermöglich wird.
Das Aufsatzteil kann in der Standardausstattung der Totalstation als ein einfacher Haltebügel, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mit lediglich zwei mechanischen Schnittstellen, die den mechanischen Aufsatzteil- Schnittstellen entsprechen, aufweisen, ausgebildet sein . Anstelle einer Aufsatzteil-Datenschnittstelle ist ein Freiraum im Haltebügel ausgebildet . Da der Haltebügel die Totalstations-Datenschnittstelle abdeckt, ist diese stets vor mechanischen Einflüssen und Feuchtigkeit geschützt und wird unauffällig verdeckt . Das Eindringen von Feuchtigkeit kann zusätzlich durch eine im Haltebügel oder an der nach oben weisenden Seite des Stützenabschnitts integrierten Dichtlippe vermieden werden . Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die oberen mechanischen Stützen- Schnittstelle bei einer grundausgestatteten Totalstation zur Ankopplung eines einfachen Haltebügels verwendet werden können und somit von nämlichem verdeckt werden, wobei gleichzeitig auch die Totalstations-Datenschnittstelle verdeckt wird, und bei Erweiterung der Totalstation durch Entfernen eines einfachen, kostengünstigen Teils , dem Haltebügel, Zubehörkomponenten in Form eines Aufsatzteils mit mindestens einer entweder integrierten oder ebenfalls angekoppelten Peripheriekomponente anschliessbar sind. Da ein in der Grundausstattung der Totalstation zugeordnetes Standardteil gegen das Aufsatzteil, das aufgrund der dort integrierten Peripheriekomponente über eine Zusatzfunktionalität verfügt, ausgetauscht werden kann, bleibt die integrierte Bauweise der Totalstation erhalten, da aussen an das Gehäuse der Totalstation angekoppelte Module entfallen können . Denn das Aufsatzteil wird aufgrund des Austauschs mit dem Haltebügel optischer, funktionaler und ergonomischer Bestandteil der Totalstation . Im Standardbetrieb sichtbare mechanische
Schnittstellen können entfallen . Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Anordnung des Aufsatzteils innerhalb der Stehachse, in einer Ausführungsform mit dem Schwerpunkt in der Stehachse, eine asymmetrische Belastung des Oberteils der Totalstation vermieden wird und Peripheriekomponenten an einem von der Seite und von oben zugänglichen Ort positioniert werden können . Dies erweist sich vor allem dann als besonders vorteilhaft, wenn die Zusatzkomponente als Funkeinheit, insbesondere als GPS- Empfangseinheit, ausgebildet ist .
Die erfindungsgemässen Vorrichtungen werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird. Im Einzelnen zeigen :
Fig . Ia eine geodätische Totalstation mit einem Aufsatzteil, das eine als Funkempfangseinheit und Funksendeeinheit ausgebildete Peripheriekomponenten aufweist, im entkoppelten Zustand in einer Schrägansicht; Fig . Ib die geodätische Totalstation von Fig . Ia mit dem Aufsatzteil im angekoppelten Zustand in einer Schrägansicht;
Fig . Ic die geodätische Totalstation von Fig . Ia und Ib mit dem Aufsatzteil im entkoppelten Zustand in einer
Detailseitenansicht;
Fig . 2a eine geodätische Totalstation mit einem Aufsatzteil, das einen Adapterbügel und zwei von diesem entkoppelte, als Funkempfangseinheit und Satellitenpositionsbestimmungseinheit ausgebildete
Peripheriekomponenten aufweist, in einer Schrägansicht;
Fig . 2b die geodätische Totalstation von Fig . 2a mit dem
Aufsatzteil und den zwei Peripheriekomponenten im angekoppelten Zustand in einer Schrägansicht; und
Fig . 2c die geodätische Totalstation von Fig . 2a und 2b mit dem Aufsatzteil und den zwei Peripheriekomponenten im entkoppelten Zustand in einer Detailseitenansicht .
Die Figuren Ia, Ib und Ic zeigen in einer rein schematischen, nicht massstäblichen Darstellung eine erste mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Totalstation in unterschiedlichen Kopplungszuständen, Ansichten und Detaillierungsgraden . Die drei Figuren werden im Folgenden gemeinsam erläutert . Eine geodätische Totalstation zur optischen Messung von Horizontalwinkeln, Vertikalwinkeln und Distanzen zu einem beabstandeten Zielpunkt hat ein um eine vertikale Stehachse V drehbares Oberteil Ia . Das Oberteil Ia setzt sich aus einer Stütze 2 mit einem rechten Stützenabschnitt 2a und einem linken Stützenabschnitt 2b, einem zwischen diesen um die horizontale Kippachse H drehbar gelagerten Zielfernrohr 3, einer beidseitig am Oberteil Ia angeordneten elektronischen Anzeige-Steuereinheit 4 und einem Aufsatzteil 20a zusammen . Mittels des Zielfernrohrs 3 kann der Zielpunkt angezielt und die Entfernung von der Totalstation zu dem Zielpunkt elektrosensorisch erfasst werden . Weiters sind Mittel (nicht dargestellt) zum elektrosensorischen Erfassen der Winkelausrichtung des Oberteils Ia und des Zielfernrohrs 3 vorgesehen . Diese elektrosensorisch erfassten Messdaten werden der Anzeige-Steuereinheit 4 zugeführt und von dieser verarbeitet, so dass die Position des Zielpunkts relativ zur Totalstation durch die Anzeige-Steuereinheit 4 ermittelbar, optisch anzeigbar und insbesondere speicherbar ist . Auf den beiden nach oben weisenden Seiten 7a und 7b des rechten Stützenabschnitts 2a und des linken Stützenabschnitts 2b ist jeweils eine mechanische Stützen-Schnittstelle 8a und 8b angeordnet, die von j eweils zwei parallelen Hakenleisten gebildet werden . Zwischen den beiden Hakenleisten der rechten Stützen-Schnittstelle 8a befindet sich an der nach oben weisenden Seite 7a eine mit der Anzeige-Steuereinheit 4 in Datenverbindung stehende Totalstations-Datenschnittstelle 6 mit elektrischen Kontaktelemente 6a zur Ermöglichung einer Datenverbindung mit mindestens einer Peripheriekomponente .
Das Aufsatzteil 20a hat eine nach unten offene U-Form und besitzt eine der rechten mechanischen Stützen-Schnittstelle 8a entsprechende rechte mechanische Aufsatzteil-Schnittstelle 21a und eine der linken mechanischen Stützen-Schnittstelle 8b entsprechende linke mechanische Aufsatzteil-Schnittstelle 21b . Mittels dieser letztgenannten mechanischen Schnittstellen kann das Aufsatzteils 20a mechanisch oberhalb der Stütze 2 und des Zielfernrohrs 3 lösbar angekoppelt werden, so dass das
Aufsatzteil 20a die beiden Stützenabschnitte 2a, 2b oben mechanisch verbindet . Die Fig . Ia und Ic zeigt den entkoppelten Zustand, während die Fig . Ib den angekoppelten Zustand zeigt . Zur Entkopplung sind für beide Aufsatzteil- Schnittstellen 21a, 21b Entriegelungsmechanismen 22a, 22b vorgesehen, durch welche die formschlüssige Verbindung wieder lösbar ist und somit das Aufsatzteil 20a von der Stütze 2 gelöst werden kann .
Das Aufsatzteil 20a umfasst weiters eine Peripheriekomponente, die als eine Funkempfangseinheit 40 und eine Funksendeeinheit 44 ausgebildet ist, und eine Aufsatzteil-Datenschnittstelle 23 mit elektrischen Kontaktelementen 23a, die mit der Funkempfangseinheit 40 und der Funksendeeinheit 44 über eine elektrische Verbindung 46 in Datenverbindung steht . Eine Antenne 47 dient zum Empfangen und Senden von Funksignalen 41 bzw . 45. Die beiden mechanischen Stützen-Schnittstellen 8a, 8b, die beiden mechanischen Aufsatzteil-Schnittstelle 21a, 21b, die Totalstations-Datenschnittstelle 6 und die
Aufsatzteil-Datenschnittstelle 23 sind j eweils derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Kontaktelemente 6a der Totalstations-Datenschnittstelle 6 und die Kontaktelemente 23a der Aufsatzteil-Datenschnittstelle 23 durch Ankoppeln des Aufsatzteils 20a an die beiden Stützenabschnitte 2a, 2b in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten, wie in Fig . Ic veranschaulicht und in Fig . Ib geschehen . Somit stehen im angekoppelten Zustand, siehe Fig . Ib, die Funkempfangseinheit 40 und die Funksendeeinheit 44 über die Aufsatzteil- Datenschnittstelle 23 und die Totalstations-Datenschnittstelle 6 mit der Anzeige-Steuereinheit 4 in Datenverbindung, so dass es beispielsweise möglich ist, Fernsteuersignale von einer Fernbedienung (nicht dargestellt) an die Totalstation zu senden und von der Totalstation erfasste Messdaten an die Fernbedienung zu senden . Die Stromversorgung der
Funkempfangseinheit 40 und der Funksendeeinheit 44 erfolgt über die Totalstations-Datenschnittstelle 6, oder in einer alternativen Ausführungsform über eine im Aufsatzteil 20a integrierte Batterie . Die Antenne 47 der Funkempfangseinheit 40 und der Funksendeeinheit 44 befindet sich oberhalb der restlichen Totalstation, so dass optimale Sende- und Empfangseigenschaften gewährleistet sind.
Das Aufsatzteil 20a kann leicht gegen ein anderes Aufsatzteil mit Funkmodulen, die einem anderen Funkstandard entsprechen, ersetzt werden . Die Anpassung der Totalstation an nationale Vorschriften ist somit problemlos möglich .
Ausserdem kann das Aufsatzteil 20a gegen einen einfachen, optisch dem Aufsatzteil 20a entsprechenden, j edoch weder über eine Aufsatzteil-Datenschnittstelle 23 noch eine Peripheriekomponente verfügenden Haltebügel (nicht dargestellt) ersetzt werden, der im nicht modular erweiterten Zustand der Totalstation die Totalstations-Datenschnittstelle 6 verdeckt und vor Beschädigungen und Verschmutzungen schützt . Die mechanischen Stützen-Schnittstellen 8a, 8b dienen in diesem Fall indirekt dem Transport der Totalstation über den Haltebügel .
In den Figuren 2a, 2b und 2c ist in einer rein schematischen, nicht massstäblichen Darstellung eine zweite mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Totalstation in unterschiedlichen Kopplungszuständen, Ansichten und Detaillierungsgraden dargestellt . Da sich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform von Fig . Ia, Ib und Ic auf das Aufsatzteil 20b des Oberteils Ib beschränken, wird im Folgenden nur das Aufsatzteil 20b erläutert . Selbiges ist in dieser Ausführungsform, im Gegensatz zur einteiligen Ausbildung im ersten Ausführungsbeispiel, mehrteilig ausgebildet und umfasst einen Adapterbügel 24 und zwei Peripheriekomponenten, die an den Adapterbügel 24 mechanisch wieder lösbar angekoppelt werden können . Der Adapterbügel 24 besitzt zwei mechanische Aufsatzteil-Schnittstellen 21a, 21b und eine Aufsatzteil-Datenschnittstelle 23. Der Adapterbügel 24 entspricht somit bezüglich seiner Schnittstellen zur Stütze 2 dem Aufsatzteil 20a aus dem ersten Ausführungsbeispiel . Weiters umfasst der Adapterbügel 24 eine erste Adapterbügel- Datenschnittstelle 25, eine zweite Adapterbügel- Datenschnittstelle 25' , die beide mit der Aufsatzteil- Datenschnittstelle 23 über elektrische Verbindungen 48a, 48b und ein Schnittstellenverwaltungsmodul 49 in Datenverbindung stehen und j eweils elektrische Kontaktelemente 25a bzw . 25a' aufweisen, und eine erste und zweite mechanische Adapterbügel- Schnittstelle 26, 26' . Die erste Adapterbügel- Datenschnittstelle 25 und die erste mechanische Adapterbügel- Schnittstelle 26 befinden sich auf der Oberseite der Adapterbügels 24 , wobei die erste mechanische Adapterbügel- Schnittstelle 26 zentrisch und symmetrisch zur Stehachse V angeordnet und von dieser zentrisch durchlaufen wird. Die zweite Adapterbügel-Datenschnittstelle 25' und die zweite mechanische Adapterbügel-Schnittstelle 26' befinden sich hingegen auf der Unterseite des Adapterbügels 24.
Die beiden Peripheriekomponenten sind als eine
Satellitenpositionsbestimmungseinheit 42 zur Anordnung auf der Oberseite des Aufsatzteils 24 und als eine Funkempfangseinheit 40 ' zur Anordnung auf der Unterseite des Aufsatzteils 24 ausgebildet . Auf der Unterseite der Satellitenpositionsbestimmungseinheit 42 mit ihrer Satellitensignalempfangs- antenne 42a mit dem Antennezentrum A sind eine erste mechanische Peripheriekomponenten-Schnittstelle 31 mittig zum Antennezentrum A und eine erste Peripheriekomponenten- Datenschnittstelle 32 mit elektrischen Kontaktelemente 32a ausgeformt, während sich auf der Oberseite der Funkempfangseinheit 40 ' mit seiner Antenne 50 eine zweite mechanische Peripheriekomponenten-Schnittstelle 31 ' und eine zweite Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle 32 ' mit elektrischen Kontaktelemente 32a' befinden . Über die mechanischen Peripheriekomponenten-Schnittstellen 31 , 31 ' können die Peripheriekomponenten 42 , 40 ' mechanisch lösbar an den Adapterbügel 24 angekoppelt werden . Die mechanischen Adapterbügel-Schnittstellen 26, 26' , die mechanische Peripheriekomponenten-Schnittstellen 31 , 31 ' , die Adapterbügel-Datenschnittstellen 25, 25' und die Peripheriekomponenten-Datenschnittstellen 32 , 32 ' sind j eweils derart angeordnet und ausgebildet, dass die elektrischen Kontaktelemente 25a bzw . 25a' der Adapterbügel- Datenschnittstelle 25 bzw . 25' und die elektrischen Kontaktelemente 32a bzw . 32a' der Peripheriekomponenten- Datenschnittstelle 32 bzw . 32 ' durch Ankoppeln der Satellitenpositionsbestimmungseinheit 42 bzw . der Funkempfangseinheit 40 ' an den Adapterbügel 24 insbesondere zwangsgeführt in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten . Durch die Anordnung der Schnittstellen ist die Satelliten- signalempfangsantenne 42a der Satellitenpositionsbestimmungseinheit 42 derart auf dem Aufsatzteil 20 anordnet ist, dass das Antennezentrum A der Satellitensignalempfangsantenne 42a auf der Stehachse V zwangszentriert liegt . Die Satellitenpositionsbestimmungseinheit 42 und die Funkempfangseinheit 40 ' stehen j eweils über die erste bzw . zweite Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle 32 bzw . 32 ' , die erste bzw . zweite Adapterbügel-Datenschnittstelle 25 bzw . 25' , die elektrischen Verbindungen 48a, 48b, das Schnittstellenverwaltungsmodul 49, die Aufsatzteil- Datenschnittstelle 23 und die Totalstations-Datenschnittstelle 6 mit der Anzeige-Steuereinheit 4 in Datenverbindung .
Von der Satellitenpositionsbestimmungseinheit 42 werden Satellitensignale 43, insbesondere GPS-Signale, empfangen und direkt oder indirekt an die Anzeige-Steuereinheit 4 weitergeleitet . Somit kann die absolute Position der Totalstation mit einer Genauigkeit von etwa 5 bis 10 Metern bestimmt werden . Zur Verbesserung der Positionsbestimmungsgenauigkeit empfängt die Funkempfangseinheit 40 ' Funksignale 41 ' , die von einer Referenzstation (nicht dargestellt) ausgesendet werden und beispielsweise dem RTK- oder DGPS-
Standard entsprechen, und leitet diese ebenfalls direkt oder indirekt an die Anzeige-Steuereinheit 4 weiter . Die erzielbare Bestimmungsgenauigkeit der absoluten Position der Totalstation beträgt hierdurch unter 5 Millimeter . In Kombination mit einer Relativwinkel- und Distanzmessung durch die Totalstation ist es somit möglich, die absolute Position eines Zielpunkts mit hoher Genauigkeit zu bestimmen .
Durch den Einsatz des beschriebenen Adapterbügels 24 erhöht sich die modulare Erweiterbarkeit nochmals . Auch bei dieser zweiten Ausführungsform können alternative Peripheriekomponenten eingesetzt werden . So ist es möglich, unterschiedliche Funkempfangseinheiten für unterschiedliche Referenzstationssignale und unterschiedliche Satelliten- positionsbestimmungseinheiten 42 für diverse Standards , beispielsweise GPS, GLONASS und GALILEO, bereitzustellen .
Selbstverständlich sind weitere alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere der Anordnung und Ausführung der mechanischen und elektrischen Schnittstellen, möglich .

Claims

Patentansprüche
1. Geodätische Totalstation zur optischen Messung von
Horizontalwinkeln, Vertikalwinkeln und Distanzen zu einem beabstandeten Zielpunkt, mit einem um eine vertikale Stehachse (V) drehbaren Oberteil (Ia, Ib) , das
• eine Stütze (2 ) mit mindestens einem Stützenabschnitt (2a; 2b) ,
• ein an dem mindestens einen Stützenabschnitt (2a; 2b) angeordnetes , um eine horizontale Kippachse (H) relativ zur Stütze (2 ) drehbares Zielfernrohr (3) , mittels welchem der Zielpunkt anzielbar und die Entfernung zu dem Zielpunkt elektrosensorisch erfassbar ist,
• eine elektronische Anzeige-Steuereinheit (4 ) , welcher elektrosensorisch erfasste Messdaten zugeführt sind, so dass die Position des Zielpunkts durch die Anzeige- Steuereinheit (4 ) ermittelbar, optisch anzeigbar und insbesondere speicherbar ist,
• mindestens eine mit der Anzeige-Steuereinheit (4 ) in Datenverbindung stehende, elektrische Kontaktelemente
( 6a) aufweisende Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) zur Ermöglichung einer Datenverbindung mit mindestens einer Peripheriekomponente und
• ein Aufsatzteil (20a, 20b) , das oberhalb der Stütze (2 ) und des Fernrohrs (3) mittels mindestens einer, auf der nach oben weisenden Seite (7a; 7b) des mindestens einen Stützenabschnitts (2a; 2b) angeordneten, mechanischen Stützen-Schnittstelle (8a; 8b) und mindestens einer entsprechenden mechanischen Aufsatzteil-Schnittstelle (21a; 21b) des Aufsatzteils (20a, 20b) mechanisch lösbar angekoppelt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass • die Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) an der nach oben weisenden Seite (7a; 7b) des mindestens einen Stützenabschnitts (2a; 2b) angeordnet ist,
• das Aufsatzteil (20a, 20b) die mindestens eine Peripheriekomponente umfasst und mindestens eine, elektrische Kontaktelemente (23a) aufweisende Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) , die mit der Peripheriekomponente in Datenverbindung steht, besitzt, und • die mechanische Stützen-Schnittstelle (8a; 8b) , die mechanische Aufsatzteil-Schnittstelle (21a; 21b) , die Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) und die Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Kontaktelemente ( 6a) der Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) und die
Kontaktelemente (23a) der Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) durch Ankoppeln des Aufsatzteils (20a, 20b) an den Stützenabschnitt (2a; 2b) - insbesondere zwangsgeführt - in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten .
2. Geodätische Totalstation nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
• die Stütze (2 ) nach oben offen gabelförmig ausgebildet ist und zwei Stützenabschnitte (2a, 2b) , zwischen denen das Zielfernrohr (3) angeordnet ist, mit j eweils einer mechanischen Stützen-Schnittstelle (8a, 8b) aufweist, und
• das Aufsatzteil (20a, 20b) oberhalb des Oberteils (1) mittels zweier entsprechenden mechanischen Aufsatzteil- Schnittstellen (21a, 21b) des Aufsatzteils (20a, 20b) mechanisch lösbar angekoppelt ist und die zwei Stützenabschnitte (2a, 2b) miteinander verbindet .
3. Geodätische Totalstation nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzteil (20b) mehrteilig ausgebildet ist und
• einen Adapterbügel (24 ) mit π der mindestens einen mechanischen Aufsatzteil- Schnittstelle (21a; 21b) , π der mindestens einen Aufsatzteil-Datenschnittstelle
(23) , π mindestens einer Adapterbügel-Datenschnittstelle (25, 25' ) , die mit der mindestens einen Aufsatzteil-
Datenschnittstelle (23) in Datenverbindung steht, und π mindestens einer mechanischen Adapterbügel- Schnittstelle (26, 26' ) , und
• die mindestens eine Peripheriekomponente mit π einer mechanischen Peripheriekomponenten-Schnittstelle (31 , 31 ' ) , mittels welcher die Peripheriekomponente mechanisch entkoppelbar an dem Adapterbügel (24 ) angekoppelt ist, und π einer Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle (32 , 32 ' ) umfasst, wobei die mechanische Adapterbügel-Schnittstelle (26, 26' ) , die mechanische Peripheriekomponenten- Schnittstelle (31 , 31 ' ) , die Adapterbügel- Datenschnittstelle (25, 25' ) und die Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle (32 , 32 ' ) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass elektrische Kontaktelemente (25a, 25a' ) der Adapterbügel- Datenschnittstelle (25, 25' ) und elektrische Kontaktelemente (32a, 32a' ) der Peripheriekomponenten- Datenschnittstelle (32 , 32 ' ) durch Ankoppeln der Peripheriekomponente an den Adapterbügel (24 ) - insbesondere zwangsgeführt - in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten .
4. Geodätische Totalstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass • das Aufsatzteil (20b) zwei Peripheriekomponenten umfasst und
• der Adapterbügel (24 ) zwei Adapterbügel- Datenschnittstellen (25, 25' ) und zwei mechanische Adapterbügel-Schnittstellen (26, 26' ) aufweist, wobei eine der zwei mechanischen Adapterbügel-Schnittstellen (26, 26' ) auf der Oberseite des Adapterbügels (24 ) zentrisch - insbesondere symmetrisch - zur Stehachse (V) angeordnet ist .
5. Geodätische Totalstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass
• die Peripheriekomponente als eine Funkempfangseinheit (40 , 40 ' ) zum Empfang von Funksignalen (41 , 41 ' ) ausgebildet ist und • die Funkempfangseinheit (40 , 40 ' ) zumindest über die Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) und die Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) mit der Anzeige- Steuereinheit (4 ) in Datenverbindung steht .
6. Geodätische Totalstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Funkempfangseinheit als eine
Satellitenpositionsbestimmungseinheit (42 ) , insbesondere eine GPS-Empfangseinheit, zum Empfang von Satellitensignalen (43) ausgebildet ist, mittels welcher die absolute Position der Totalstation bestimmbar ist, und • der Anzeige-Steuereinheit (4 ) Satellitenpositionsdaten zumindest über die Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) und die Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) zugeführt sind.
7. Geodätische Totalstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Satellitensignalempfangsantenne (42a) der Satellitenpositionsbestimmungseinheit (42 ) derart auf dem Aufsatzteil (20b) anordnet ist, dass das Antennenzentrum (A) der Satellitensignalempfangsantenne (42a) auf der Stehachse (V) liegt .
8. Geodätische Totalstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass
• die Peripheriekomponente als eine Funksendeeinheit (44 ) zum Senden von Funksignalen (45) ausgebildet ist und
• die Funksendeeinheit (44 ) zumindest über die Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) und die Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) mit der Anzeige- Steuereinheit (4 ) in Datenverbindung steht .
9. Aufsatzteil (20a, 20b) für ein drehbares Oberteil (1) einer geodätischen Totalstation, welches Oberteil (1) eine nach oben offene, gabelförmig ausgebildete Stütze (2 ) mit zwei Stützenabschnitten (2a, 2b) ,
• die beide j eweils auf der nach oben weisenden Seite (7a; 7b) mindestens eine mechanische Stützen-Schnittstelle (8a; 8b) und • von denen mindestens eine auf der nach oben weisenden
Seite (7a; 7b) eine mit einer Anzeige-Steuereinheit (4 ) der Totalstation in Datenverbindung stehende, elektrische Kontaktelemente ( 6a) aufweisende Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) zur Ermöglichung einer Datenverbindung mit mindestens einer Peripheriekomponente aufweist, umfasst, welches Aufsatzteil (20a, 20b) den mechanischen Stützen- Schnittstellen (8a; 8b) entsprechende mechanische Aufsatzteil-Schnittstellen (21a; 21b) aufweist, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das Aufsatzteil (20a, 20b) oberhalb der Stütze (2 ) mechanisch lösbar ankoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
• das Aufsatzteil (20a, 20b) mindestens eine Peripheriekomponente umfasst und mindestens eine, elektrische Kontaktelemente (23a) aufweisende Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) , die mit der
Peripheriekomponente in Datenverbindung steht, besitzt, und
• die mechanischen Aufsatzteil-Schnittstellen (21a; 21b) und die Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) bezogen auf die mechanische Stützen-Schnittstellen (8a; 8b) und die Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Kontaktelemente ( 6a) der Totalstations-Datenschnittstelle ( 6) und die Kontaktelemente (23a) der Aufsatzteil-Datenschnittstelle (23) durch Ankoppeln des Aufsatzteils (20 ) an den
Stützenabschnitt (2a; 2b) - insbesondere zwangsgeführt - in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten .
10. Aufsatzteil (20b) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzteil (20b) mehrteilig ausgebildet ist und
• einen Adapterbügel (24 ) mit π der mindestens einen mechanischen Aufsatzteil- Schnittstelle (21a; 21b) , π der mindestens einen Aufsatzteil-Datenschnittstelle
(23) , π mindestens einer Adapterbügel-Datenschnittstelle (25,
25' ) , die mit der mindestens einen Aufsatzteil- Datenschnittstelle (23) in Datenverbindung steht, und π mindestens einer mechanischen Adapterbügel- Schnittstelle (26, 26' ) , und • die mindestens eine Peripheriekomponente mit π einer mechanischen Peripheriekomponenten-Schnittstelle (31 , 31 ' ) , mittels welcher die Peripheriekomponente mechanisch entkoppelbar an dem Adapterbügel (24 ) angekoppelt ist, und π einer Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle (32 ,
32 ' ) umfasst, wobei die mechanische Adapterbügel-Schnittstelle (26, 26' ) , die mechanische Peripheriekomponenten- Schnittstelle (31 , 31 ' ) , die Adapterbügel- Datenschnittstelle (25, 25' ) und die
Peripheriekomponenten-Datenschnittstelle (32 , 32 ' ) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass elektrische Kontaktelemente (25a, 25a' ) der Adapterbügel- Datenschnittstelle (25, 25' ) und elektrische Kontaktelemente (32a, 32a' ) der Peripheriekomponenten- Datenschnittstelle (32 , 32 ' ) durch Ankoppeln der Peripheriekomponente an den Adapterbügel (24 ) - insbesondere zwangsgeführt - in gegenseitigen elektrischen Kontakt treten .
11. Aufsatzteil (20a, 20b) nach Anspruch 9 oder 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Peripheriekomponente als eine
Funkempfangseinheit (40 , 40 ' ) zum Empfang von Funksignalen (41 , 41 ' ) , eine Satellitenpositionsbestimmungseinheit (42 ) , insbesondere eine GPS-Empfangseinheit, zum Empfang on Satellitensignalen (43) , oder eine Funksendeeinheit (44 ) zum Senden von Funksignalen (45) ausgebildet ist .
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