CH639482A5

CH639482A5 - Messanordnung zur absteckung und aufmessung mittels eines elektronischen tachymeters.

Info

Publication number: CH639482A5
Application number: CH492379A
Authority: CH
Inventors: Hermann Goering; Peter Hentschel; Wolfgang Meyl
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1978-05-25
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1983-11-15
Also published as: DE2920565A1; US4442497A; DD136537B1; DD136537A1; US4321683A

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Abstek-kung und Aufmessung mittels eines elektronischen Tachymeters. Die Anwendung der Erfindung bietet sich insbesondere dann an, wenn ein elektronisches Tachymeter und ein Reflektor nach dem Polarverfahren zur Übertragung von Trassen-punkten in das Gelände oder zur Wiederherstellung von Punkten im trigonometrischen Aufnahmenetz benutzt werden. Bei der Absteckung kann der Reflektorstandpunkt auf Grund übermittelter Ortsveränderungskomponenten sukzessiv dem abzusteckenden Punkt genähert werden. Die Anwendung der Erfindung ist des weiteren möglich, wenn von einer Zentrale numerische Informationen an Empfänger über ein Funkkanal übermittelt und bei den Empfänger visuell dargestellt werden sollen. Das betrifft Dispatchersysteme, in denen neben der akustischen Informationsübertragung oder unter deren Ausschliessung numerische Informationen mittels Sprechfunkanlage übertragen, beim Empfänger gespeichert und bei Bedarf abgerufen werden.

Bei ingenieurgeodätischen Absteckungen nach dem Polarverfahren werden von bekannten Punkten (Festpunkten) projektierte Bauwerkspunkte durch Absetzen von Richtungen (Winkeln), Längen und Höhenunterschieden mit Hilfe geodätischer Geräte in die Örtlichkeit übertragen. Bei den bekannten Verfahren mit dem Einsatz eines elektronischen Tachymeters wird die Zielachse des Tachymeters in die Vertikalebene gebracht, die durch die Lotrichtung im Tachymeterstandpunkt und durch die Richtung nach dem abzusteckenden Punkt bestimmt ist. In dieser Vertikalebene wird der Reflektor eingewiesen und möglichst nahe am abzusteckenden Punkt aufgestellt. Vom Tachymeterstandpunkt wird die Strecke bis zum Reflektorstandpunkt gemessen und dann auf ihr und der Solllänge vom Tachymeterstandpunkt bis zum abzusteckenden Punkt das Differenzmass gebildet und dieses in der festgelegten Vertikalebene durch direkte Längenmessung vom Reflektorstandpunkt bis zum abzusteckenden Punkt abgesetzt. Die Einweisung des Reflektors und des abzusteckenden Punktes in die festgelegte Vertikalebene muss vom Tachymeterstandpunkt aus sehr genau erfolgen, was bei grösseren Entfernungen schwierig und zeitaufwendig ist. Die gemessene Strecke wird am Tachymeterstandpunkt erhalten, das Differenzmass aber am Reflektorstandpunkt benötigt. Bei der Aufnahme mit elektronischem Tachymeter können bei den bekannten technischen Lösungen die Messwerte am Tachymeterstandpunkt auf einen maschinenlesbaren Datenträger zwischengespeichert werden. Eine sofortige Übermittlung dieser numerischen Informationen an eine Auswertestation ist damit nicht möglich.

Ziel der Erfindung ist es, die mit einem elektronischen Tachymeter gewonnenen Messwerte oder aus ihnen abgeleitete numerische Informationen sofort zur Weiterverarbeitung an den Reflektorstandpunkt und an eine Auswertestation zu übermitteln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messanordnung für die Absteckung und Aufmessung mit Hilfe eines elektronischen Tachymeters zu gestalten, mit deren Hilfe numerische Informationen sofort an den Reflektorstandort und an eine Auswertestation übermittelt werden können.

Die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die am Tachymeterstandpunkt erhaltenen Messwerte oder aus ihnen abgeleitete Grössen zur Weiterverarbeitung auch sofort an andere Orte übertragen werden sollten. So ist es insbesondere bei der Absteckung nützlich, am Reflektorstandpunkt während der Messung gespeicherte und visuell darstellbare Informationen über eine notwendige Lageveränderung zu erhalten, damit sie zielgerichtet an den Ort des abzusteckenden Punktes gebracht werden kann. Werden solche Informationen akustisch übertragen, dann sind ein unerwünschter Empfang durch Dritte, sowie Sprech- und Hörfehler nicht ausgeschlossen, so dass eine Rückversicherung notwendig ist, die für die am Informationsaustausch beteiligten Personen eine stärkere physische und psychische Belastung bedeutet, als es bei der erfindungsgemässen Informationsübertragung der Fall ist.

Bei der Polarabsteckung wird davon ausgegangen, dass in einem äusseren Bezugssystem ein Festpunkt, ein abzusteckender Punkt und ein Tachymeterstandpunkt durch ihre Koordinaten festgelegt sind. Aus diesen Koordinaten sowie aus dem Richtungswinkel und der Strecke, die beide auf dem Tachymeterstandpunkt zum Reflektorstandpunkt gemessen werden, werden mit Hilfe einer am Tachymeterstandpunkt befindlichen Recheneinrichtung nach bekannten Formeln die Koordinaten des Reflektorstandpunktes und anschliessend die polaren und/oder orthogonalen Absteckelemente a, e und Ax, Ay für den abzusteckenden Punkt in bezug auf ein momentanes, örtliches Koordinatensystem x, y berechnet, welches durch den Reflektorstandpunkt als Koordinatenursprung und eine von ihm ausgehende, definierte Richtung (z.B. nach einem im äusseren Bezugssystem festliegenden Punkt oder die Nordrichtung) als Koordinatenachse festgelegt ist. Die Absteckelemente werden als Ortsveränderungskomponenten für den Reflektorstandpunkt aufgefasst und mit Hilfe der erfindungsgemässen Messanordnung an ihn übertragen und visuell dargestellt. Auf Grund dieser Information kann der Reflektor-

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Standpunkt iterativ so verändert werden, dass sich sein Ort dem des abzusteckenden Punktes sukzessiv bis zur zulässigen Toleranz nähert.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Messanordnung besteht am Standort des elektronischen Tachymeters aus einem Informationsanalysator und aus je einer an sich bekannten elektronischen Rechen- und Übertragungseinrichtung. Sie besteht am Reflektorstandpunkt oder an der Auswertestation aus einer an sich bekannten Empfangseinrichtung und einem Impulsintegrator.

Der Informationsanalysator und Impulsintegrator können Taschengeräte für den mobilen und/oder stationären Einsatz sein. Die Messanordnung ermöglicht es, die mittels elektronischen Tachymeter erhaltenen Messwerte oder aus ihnen abgeleitete Grössen einer digitalen Ziffernanzeige mit Hilfe des Informationsanalysators zeitmultiplex zu entnehmen und so aufzubereiten, dass sie von der Übertragungseinrichtung impulslängenmoduliert an die Empfangseinrichtung über einen Übertragungskanal (z.B. Funkkanal) übermittelt werden können. Die mit der Empfangseinrichtung erhaltenen Impulse werden im Impulsintegrator aufbereitet, gespeichert und bei Bedarf als numerische Informationen visuell (z.B. mit Ziffernanzeige) dargestellt.

Eine erhebliche Verbesserung der Messanordnung ergibt sich durch die Verwendung eines vollautomatisch arbeitenden Tachymeters mit eingebautem Mikrorechner, Datenausgabe und Modulator. In diesem Fall entfällt der aufwendige Informationsanalysator.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Punktanordnung bei der Durchführung einer Polarabsteckung,

Fig. 2 das Blockdiagramm eines Informationsanalysators Fig. 3 das Blockdiagramm eines Impulsintegrators, Fig. 4 das Blockdiagramm einer erfindungsgemässen Messanordnung unter Verwendung eines automatischen Tachymeters und

Fig. 5 das Blockdiagramm des automatischen Tachymeters.

Zur Anwendung des Verfahrens der Polarabsteckung ist in Fig. 1 entsprechend der schematischen Punktanordnung im Tachymeterstandpunkt T ein elektronisches Tachymeter messbereit aufgestellt. In der Nähe des abzusteckenden Punktes P wird der Reflektorstandpunkt R gewählt. Vom Tachymeterstandpunkt T werden der Richtungswinkel r zwischen einem Festpunkt F und dem Reflektorstandpunkt R sowie die Strecke s bis zum Reflektorstandpunkt R gemessen. Aus diesen gemessenen Werten, die vorzugsweise automatisch einer am Tachymeterstandpunkt T befindlichen nicht dargestellten elektronischen Recheneinrichtung zugeführt werden, und den in ihr gespeicherten Koordinaten des Festpunktes F, des abzusteckenden Punktes P und des Tachymeterstandpunktes T werden nach bekannten Formeln sofort die polaren und/oder orthogonalen Ortsveränderungskomponente a, e und A x, A y in einem momentanen, örtlichen Koordinatensystem berechnet, in welchem der Reflektorstandpunkt R der Koordinatenursprung ist und die Richtung von ihm nach dem Tachymeterstandpunkt T die positive Abszissenachse darstellt. Mit Hilfe der Messanordnung werden die Ortsveränderungskomponenten an den Reflektorstandpunkt R übermittelt und visuell dargestellt. Auf Grund dieser Information wird die Lage des Reflektorstandpunktes R bezüglich des Tachymeterstandpunktes T so verändert, dass sein Ort sich dem des abzusteckenden Punktes P nähert. Dann werden die angegebenen Verfahrensschritte wiederholt und iterativ solange weitergeführt, bis sich der Reflektorstandpunkt R sukzessiv dem Ort des abzusteckenden Punktes P so genähert hat, dass die Ortsveränderungskomponenten in der vorgegebenen Toleranz liegen. In diesem Fall kann nach bekannten Verfahren die trigonometrische Höhenübertragung vom Tachymeterstandpunkt T nach dem Reflektorstandpunkt R vorgenommen und eine Höhenangabe sowie eine Punktnummer (Stationierung) an ihn übermittelt und visuell dargestellt werden.

Die Messanordnung kann am Tachymeterstandpunkt T aus einer programmierbaren elektronischen Recheneinrichtung mit einem Speicher für das Koordinatenfeld der Festpunkte und der abzusteckenden Punkte, einem Informationsanalysator (Fig. 2) und einem Handsprechfunkgerät (Übertragungseinrichtung) und am Reflektorstandpunkt R aus einem Signalintegrator (Fig. 3) und einem Handsprechfunkgerät (Empfangseinrichtung) bestehen. In die Recheneinrichtung werden die Nummer des Festpunktes F, des abzusteckenden Punktes P und des Tachymeterstandpunktes T von Hand und die gemessenen Werte, Richtungswinkel r und Strecke s, vorzugsweise automatisch eingegeben. Nach einem Rechenprogramm werden die polaren und/oder orthogonalen Ortsveränderungskomponenten a, e und A x, A y berechnet und mit Hilfe des Informationsanalysators von der digitalen Ziffernanzeige entnommen, aufbereitet und impulslängenmoduliert der Übertragungseinrichtung zugeführt und von ihr gesendet. Die in der Empfangseinrichtung ankommenden Impulse werden mit Hilfe des Impulsintegrators aufbereitet und visuell dargestellt.

Der Informationsanalysator besteht gemäss Fig. 2 aus einem Kontaktkamm 1, der über die Anschlüsse einer nicht dargestellten Sieben-Segment-Anzeige, z.B. eines Digitalrechners 16 gesteckt wird, sowie über ein Kabel 17 eine Verbindung zwischen dem Digitalrechner, einem Umkodierer 2 und einem Zähler 8 herstellt. Dabei ist der konstruktive Aufbau dem Rechnertyp angepasst. Die mittels des Kontaktkammes 1 entnommene Information beinhaltet am Ausgang der nicht dargestellten Segmenttreiber abgegriffene Ziffern, Kommas und Vorzeichen und eine an den Stellentreibern abgenommene Taktfrequenz.

Ein im Takt der Multiplexsteuerung des Digitalrechners 16 gesteuerter Zähler 8 wird mit einem von Hand voreinstellbaren Zähler 9 mittels einer Äquivalenzschaltung 10 auf Äquivalenz geprüft. Bei Äquivalenz wird das Zeichen, welches zu diesem Zeitpunkt über einen Umkodierer 2 am parallelen Eingang eines Schieberegisters 3 anliegt, übernommen und seriell ausgegeben. Die Ausgabe erfolgt über einen Impulslängenmodulator 4, in dem einem logischen Zustand H ein langer und einem logischem Zustand L ein kurzer Impuls zugeordnet ist, zur Übertragungseinrichtung 5. Durch ein Steuerteil 7 werden die serielle Ausgabe und die Modulation gesteuert. Nach Ausgabe eines Zeichens wird der Zähler 9 durch das Steuerteil 7 um eine Stelle zurückgestellt. Es wird erneut auf Äquivalenz geprüft und das nächste Zeichen übernommen. Der Vorgang wiederholt sich, bis der Zähler 9 den Stand Null erreicht hat und damit die vorgegebene Anzahl Zeichen aus dem Digitalrechner übernommen worden ist. Die Kommastelle wird während der Übertragung in einem Kommaspeicher 6 gespeichert. Das erfolgt, indem der Stand des Zählers 9 zu der Zeit in den Kommaspeicher 6 übernommen wird, zu der der Kommatreiber des Digitalrechners angesteuert wird. Die Kommastelle wird als letzte Information übertragen und mit dem Vorzeichen zu einer Information verschlüsselt.

Im Impulsintegrator Fig. 3 werden die in der nicht dargestellten Empfangseinrichtung (Handsprechfunkgerät) impulslängenmoduliert ankommenden Informationen in einem Verstärker 11 verstärkt und mittels einer Torschaltung 12 demoduliert. Die Torschaltung 12 gewährleistet das Ausschalten von Störimpulsen. Nach der Démodulation werden die Information in einem Umlaufspeicher 13 (Ringschieberegister) eingegeben. Mit einem Auswahlschalter 14 kann ein bestimmter Teil des Umlaufspeichers 13 einer Sieben-Segment-Anzeige 15

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In Fig. 4 sind mit 18 ein automatisches Tachymeters mit eingebautem Mikrorechner und Datenausgabe, 19 ein Modulator und 20 eine Übertragungseinrichtung (Handsprechfunkgerät) bezeichnet. Das Tachymeter 18 liefert die Signale der Messungsergebnisse und Punktidentifizierung an den Modulator 19, der sie moduliert an die Übertragungseinrichtung 20 weitergibt und diese ansteuert. Am Reflektorstandpunkt ist eine Empfangseinrichtung 21 (Handsprechfunkgerät) mit einem Demodulator 22 verbunden, der die Hochfrequenz- in Niederfrequenz-Informationen umformt und für einen Mikrorechner 23 aufbereitet. Der Mikrorechner 23 verarbeitet die empfangenen niederfrequenten Informationen nach einem festgelegten Programm und steuert eine Anzeigeeinheit 24 an.

Das automatische Tachymeter (18 in Fig. 4) verfügt gemäss Fig. 5 über eine Streckenmesseinrichtung 25, eine Winkelmesseinrichtung 26 und einen aus Ein- und Ausgabeeinheit 27,

Bedien- und Anzeigeeinheit 28, Datenausgang 29, Lese-Schreib-Speicher 30 und über einen aus Zentraleinheit 31 und Programmspeicher 32 bestehenden Mikrorechner.

Die mit dem automatischen Tachymeter über die einge-5 baute Streckenmesseinrichtung 25 bzw. Winkelmesseinrichtung 26 gewonnenen Daten werden über die Ein- und Ausgabeeinheit 27 im Lese- und Schreibspeicher 30 gespeichert und nach einem im Programmspeicher 32 festgelegten Programm mit den vor oder nach der Messung über die Bedien- und io Anzeigeeinheit 28 sowie die Ein- und Ausgabeeinheit 27 ebenfalls im Lese-Schreib-Speicher 30 eingegebenen Daten mit Hilfe des Mikroprozessors 31 verarbeitet und nach einem ebenfalls im Programmspeicher 32 gespeicherten Ausgabemodus über die Ein- und Ausgabeeinheit 27 an den Datenaus-15 gang 29 gegeben. Der Ausgabemodus kann z.B. als Impulslängenmodulation ausgelegt sein. Der Datenausgang 29 steuert einen Modulator (19 in Fig. 4) und dieser die Übertragungseinrichtung (20 in Fig. 4).

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Messanordnung zur Absteckung und Aufmessung mittels eines elektronischen Tachymeters, gekennzeichnet dadurch, dass sie am Tachymeterstandpunkt eine elektronische Rechen- und Übertragungseinrichtung und am Reflektorstandpunkt oder an einer Auswertestation eine Empfangseinrichtung und einen Impulsintegrator aufweist.

2. Messanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die elektronische Rechen- und Übertragungseinrichtung Bestandteil des Tachymeters ist und eine Zentraleinheit (31 ), einen Arbeitsspeicher (30), eine Ein- und Ausgabeeinheit (27) und einen Programmspeicher (32) umfasst.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Messanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der elektronischen Rechen- und Übertragungseinrichtung ein Informationsanalysator (1 bis 10) zugeordnet ist.

4. Messanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass der Informationsanalysator aus einem Kontaktkamm (1), einem Umkodierer (2), einem Schieberegister (3), einem Impulslängenmodulator (4), einem Kommaspeicher (6), einem Steuerteil (7), einem vom Takt einer Multiplexsteuerung einer Sieben-Segment-Anzeige gesteuerten Zähler (8), einem von Hand voreinstellbaren Zähler (9) und einer Äquivalenzschaltung (10) besteht.

5. Messanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass der Impulsintegrator aus einem Verstärker (11), einer Torschaltung (12), einem Umlaufspeicher (13), einem Auswahlschalter (14) und einer Sieben-Segment-Anzeige (15) besteht.

6. Messanordnung nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, dass der Informationsanalysator und der Impulsintegrator als Taschengeräte für den mobilen und/oder stationären Einsatz ausgebildet sind.