CN101198839B - 大地测量目标物体和测量*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大地测量目标物体，包括：至少一个反射器表面；具有检测器(18)的接收通道，其用于接收通过测量单元(2″)发送的电磁辐射(ES)；以及具有辐射源(13′)的发射通道。相关联的传输端口和/或接收端口被集成入反射器表面或被设置为与反射器表面邻接，这样，被调制成用于传输数据的辐射(RS)可以在由测量单元(2″)所产生的辐射(ES)的横截面(5″)中、沿测量单元(2″)的方向传输。

Description

大地测量目标物体和测量***

技术领域

本发明涉及大地测量目标物体、用于这种大地测量目标物体的模块化部件、以及用于在确定大地测量目标物***置的大地测量中传送数据的方法。

背景技术

在许多大地测量应用中，通过在测量位置处置放特殊设计的目标物体来进行位置的测量。所述目标物体通常包括具有可见标记的铅锤杆或用于限定测量路径或测量位置的反射器。通常使用具有距离和角度测量功能的总站或经纬仪作为用于测量的中央测量单元，还可以通过中央单元来测量相对大量的目标物体，所述中央单元需要目标物体的标识。在这样的测量任务中，大量的数据、指令、语言和其它信息段在目标物体和中央测量单元之间传输，以用于控制测量进程并且用于指定或记录测量参数。这种数据的实例为目标物体的标识、铅锤杆的倾度、反射器在地面上的高度、检测器常数或诸如温度或气压的测量值。

然而，测量***或其数据处理能力的电子智能几乎总是存在于中央测量单元中。另一方面，目标物体为尚未配备有电子智能的标准无源物。当前用于在目标物体和测量单元之间的通信的方案基于无线电或无线GSM。此外，常常通过语言进行传送，这样由于理解问题可能出现错误。

现有技术描述了多种用于将数据传送集成到测量进程中的方法。

US 6,133,998公开了一种用于大地测量设备的目标搜索的方法和装置。通过靠近反射器设置的接收器来检测自导引单元的扫描射束，并且所采集的信息经由无线电通信传至自导引单元。此外，由于结构的尺寸及其对由于反射器和接收器的平行设置所导致的干扰的敏感性，因此尤其是因较高的技术复杂性和不够紧凑的结果而使得不利于使用无线电线路。

US 6,295,174描述了一种棱镜装置，该棱镜装置包括用于从大地测量设备向棱镜装置进行光学传输的附加接收设备。辐射从反射器的区域中通过光学路径耦合射出，且被传输至接收器的平行于轴线设置的接收表面。接收状态通过以不同颜色发光的两个发光二极管指示。由于设置有两个分离的部件和一个光纤链路，因此设计复杂，对干扰敏感并且不是非常紧凑。此外，数据仅沿一个方向传送，并且反射器的反射能力因所附的链路而降低。

EP 0,716,288描述了一种测量设备，其中关于离开所要求位置的观测单元的偏差信息通过从测量设备发射至观测单元的激光射束的可变中断而被传输。激光被布置成与实际测量激光的轴线平行，并且射束相对于反射器偏离地发射至接收器单元上。这种设置也不够紧凑并且仅仅沿一个方向通信。

在EP 1,176,429中公开了从便携式距离测量仪至观测单元的光学数据传输。这种数据传输也仅仅沿一个方向进行。此外该装置通常只适用于短距离。由于光学设计和较弱的方向稳定性，因此该装置不能在较长的距离上执行距离测量和数据传输。

US 6,023,326公开了一种测量***，该测量***包括能够沿双向进行数据传输的测量设备和目标物体。反射器被设置为在测量标尺上的目标物体，并且光学检测器设置在下方，信号光发射单元设置在上方，不同的部件之间在空间上分开。信号光发射单元产生调制光，所述调制光沿着测量设备的方向被发射以用于精确地空间定向，并且也能够用于传输控制信息。此外，能够进行从测量设备到检测器的数据传输。然而，具有多个形态上分离的部件的测量标尺的设计复杂，对干扰敏感并且不是非常紧凑。此外，所有这三个部件均具有分离的射束或接收轴线，这些轴线被布置为一个在另一个的上方地在空间上分离，并且相互不共线。为了进行通信，使用两个分离的射束路径，从而要求分离的光学***。

DE 37 09 142 A1公开了一种用于经由光传递路径传递激光的设置，其中不存在进一步的、尤其是定向传感器。具有远角的回复反射器和作为基准光源的单独辐射源被用在接收器侧。然而，这并非是用于通信，而是用于有效地、尤其是在反射器或接收器中检测射束路径中的障碍物，或通过附近的反向散射检测污染。通过基准光源发射的辐射未经调制，从而未载有信息，这也是不合要求的。此外，仅仅描述了一种单向的传递路径，其中在一个时刻只出现一条向外引导和定向的辐射通道。另一方面，基准光路仅仅为内部的和不定向的，即所有光束均在发射装置或回复反射器中被引导。

EP 0,919,837 A2描述了用于经纬仪的数据通信装置，该经纬仪包括自动目标识别(ATR)功能。在物体空间中，射束通过声光调制器以扫描移动的方式移动。在此，目标或EDM测量轴线不与跟踪轴线平行，所述跟踪轴线具有可调节的角度并且能够在反射器单元的上方移动。如果目标或距离测量仪轴线指向反射器单元的中心，则跟踪射束可以被移动至目标物体上的任何所需位置。这种跟踪射束的光由于其在空间上可寻址并且由此到达观测单元上的接收器，因此而用于数据通信。因此，原则上无须在反射器上将发射装置和接收装置彼此靠近地设置。所公开的棱镜为圆形的，具有宽边区域，其不与反射器的其它部件重叠，在本方法中，这也是不要求的。距离测量射束并不用于通信。另一方面，该专利探讨了距离测量射束和反射器侧上的接收装置之间的交叉耦合的问题。对这种方法而言，原则上不要求发射孔径和接收孔径彼此靠近地设置。

现有技术的方法如此使用在形态上分离的部件，这些部件设置为与反射器的光学轴线间隔一定的距离，所述光学轴线限定大地测量。

发明内容

本发明的目的在于实现目标物体和中央测量单元之间的自动数据交换。

本发明的目的在于提供结构上集成的大地测量目标物体或用于这种目标物体的模块化部件，通过本发明可以向测量单元通信。

本发明的另一个目的在于减少或避免目标物体和测量单元之间的数据传输的误差。

本发明的又一个目的在于提供一种目标物体，该目标物体具有彼此靠近设置的发射器轴线和接收器轴线，从而可以通过共用的光学***或具有较小间离平行轴线的两个光学***在测量单元中进行采集和通信。

本发明的又一个目的在于在测量的过程中简化***的操作，所述***包括目标物体和测量单元。

本发明第一方面提供一种大地测量目标物体，该大地测量目标物体包括：至少一个反射器表面，尤其是光学的回复反射器；接收通道，其具有用于接收电磁辐射的检测器和光接收孔径；发射通道，其具有辐射源和光发射孔径，其中所述辐射源用于发射已调制的、尤其是在可见光或红外线范围内的用于发送数据的电磁发射辐射，所述发射通道和接收通道的光入射或光出射表面形成为具有向反射器表面的平坦过渡，发射孔径和/或接收孔径由此形成与反射器表面的呈相连接的孔径或公共孔径的形式的相关联的结合孔径，或者具有与作为公共有孔径的所述反射器表面共有的入射表面，尤其是被集成到反射器表面中。

本发明第二方面提供用于在大地测量中进行数据传输以确定上述大地测量目标物体的位置的方法，包括：大地测量单元，其具有测量辐射源；大地目标物体，其具有反射器表面和发射辐射源，所述发射辐射源用于产生被调制成用于发送数据的发射辐射；以及向目标物体发射具有测量射束轴线和测量射束横截面的测量辐射以确定位置；通过所述测量单元接收回射的测量辐射；由测量辐射来确定所述目标物体的位置，以及将发射辐射带有数据传输地再次发射至所述测量单元；用于测量辐射的接收孔径和用于发射辐射的发射孔径均在所发射的辐射的测量射束横截面的区域中。

本发明基于，将发射和接收通道和反射器部件结构化集成为共用单元，所述反射器部件例如为回复反射器或诸如三棱镜或四棱镜之类的更具体的形式。这种设计容许使用收发器作为与无源光学动作的回复反射器协作的发射器/接收器结合体。

在收发器的光发射和光接收轴线被定位为尽可能地靠近反射器的光学轴线的同时，反射器的反射性不会显著地降低，该轴线由中央站和回复反射器的光学中心之间的连接线限定。

为此，如此布置发射和接收通道的光入射或光出射表面，以使得它们的光学轴线与反射器的光学轴线重合，或者至少平行于并且尽可能地靠近反射器的光学轴线。发射和接收通道的光入射或光出射表面可以形成为具有向反射器表面的平坦过渡，从而形成结合表面或公共入射表面。发射和接收通道由此与反射器的功能一起集成为(至少部分共用的)光学孔径，从而形成结合孔径，即相连接的孔径或公共孔径的形式。

如果能够将入射或出射表面直接集成到否则用于反射的表面中则是尤其有利的。反射通道和接收通道随后限定连接至目标物体的、从入射表面至相应的光电部件(即，发射器或接收器)的光学路径。通道可以具有附加的偏转元件、滤波器或类似部件。

用于发射通道或接收通道的光学孔径可以设置在反射器表面的边缘处，或者设置在现有技术中用作反射器区域的区域处，或者设置在反射器表面自身的区域中。第一方法在模块化设计方面是有利的，其能够支持可能的改进。第二方法容许用于反射器、发射器和接收器的各轴线的特别接近的空间设置。

关于通常用于大地测量应用的目标物体，可以确定两种基本类型，对此也可以实现相应的集成。

第一实施方式为360°反射器，该反射器在原则上应能够独立于现有取向地使用。该实施方式通常包括多个回复反射器，其通常为三棱镜的形式，并且三角形反射器表面的边缘区域可以是经过打磨的，从而不会显著地减小有效光入射孔径。收发器或发射和接收通道的发射和接收孔径可以定位在被打磨位置处。边缘区域也应该尽可能地靠近回复反射器的光学中心。由于三棱镜被定向为它们的三个角彼此相对，因此通常在由反射器表面限定的主体的中心存在用于集成收发器部件的很小的空间。因此，这些部件可以布置在主体内部的顶部和/或底部，或者发射表面区域的外侧，并且通过发射和接收通道的相应射束引导元件来实现与发射孔径和接收孔径的连接。

第二实施方式涉及简单定向的回复反射器，该回复反射器具有优选为三角形的入射表面，从而借此形成尽可能长的边缘。为了形成发射器孔径，中心定位的三角被打磨；为了形成接收孔径，至少一个边缘被例如通过抛光反射层制成透明的，由此形成孔径，所述孔径可以安装附加的光导部件。

在这些紧凑实施方式的情况下，各轴线在形态上集成在壳体中而靠在一起，从而可以通过公共光学***或通过布置成结构化地靠在一起的光学***来实现反射器的观测和通过测量单元的数据传输辐射的发射以及通过目标物体发射的数据传输辐射的检测。

为了通过中央测量单元传输数据，例如，在任何情况下在距离测量中使用的激光射束可以附加地被调制，或者另一激光射束被耦合入同一射束路径中，从而以相同的轴线光学地进行测量和数据传输。由于光接收孔径和反射器在形态上集成在目标物体上，因此辐射被部分地接收以用于数据评估，同时以限定的方式被发送回，以用于通过测量单元进行距离测量。然而，不仅通过用于测量自身的辐射，而且通过用于其它目的的辐射(例如用于自动目标搜索或目标识别)，也可以实现向目标物体的数据传输或通过目标物体的响应的初始化。

沿着相同的轴线或至少靠近所述轴线，从目标物体的发射器发射辐射。所述辐射可以随后例如通过总站的物体被接收，并且可以被为其它目的(例如为了目标搜索或目标识别)而设置的部件评估。

作为结构化集成的结果，由此实现了目标物体和中央测量单元设计的加强的紧凑性和坚固性。此外，位于测量单元中的部件也可以用于数据传输。

由于从发射器和接收器到反射器轴线的距离较小，因此发射单元的散度以及目标物体和中央测量单元的接收单元的视场的散度可以保持得较小，从而信号强度和范围均由此得到改善。通过结构化集成，尤其是通过在目标物体中的两个传感器轴线的平行设置，传输误差的概率沿两个方向均显著地减小。

尽管通过在所述反射器孔径内的发射器孔径和接收器孔径的结构化定位略微降低了有效反射器孔径，然而与现有技术相比，通过中央测量单元的现在易于达到的较小测量射束散度，可以显著地增加辐照度以及由此的信号强度。

此外，例如，在测量进程中，可以自动地执行以前人工实现的以下目标：

1.支持目标搜索进程：在进行了假定目标物体的初始观测之后，目标物体在接收到测量辐射之后将目标标识发射至中央站；这可以是例如反射器数量或反射器类型。中央站随后可以进行自身最优化配置以用于目标物体搜索，例如可以采用适当的距离测量程序，例如用于无反射器的测量或具有反射器的测量。

2.传输目标物体参数，例如，用于距离测量的目标高度或附加常数。

3.铅锤杆处的倾斜度监测。

4.从铅锤杆到中央站的倾斜度传输，以及导出坐标系的修正。

5.在相同反射器重复观测的情况下传输位置数量。

6.待发射参数的可配置性，例如选择参数或选择待使用的数据格式。

7.传输气象数据，例如温度、湿度和大气压力。

支持测量进程的功能有利于在非常宽的应用范围中的工作，例如：

-用于借助铅锤杆支架进行的双人测量任务的应用；

-监测固定目标物体，例如用于监测建筑物；

-自动化的一人测量任务，其中一个人通过铅锤杆操作整个***；

-在夜晚进行目标搜索和目标识别。而后目标物体的发射单元也选择以可见光发光。

如果目标物体附加地形成有用于基于人造卫星定位***的接收器，例如GPS、GLONASS或伽利略(Galileo)，则可以从目标物体发射用于这种定位***的合适数据。有利的可能应用还在于将这种目标物体集成到网络中，所述网络包括接收器，该接收器也可被用作例如用于不同***的基准站。

附图说明

下面将仅通过实施例并且参考在附图中示意性地示出的工作实施例来更详细地描述根据本发明的目标物体和根据本发明的模块化部件。具体而言：

图1示出了根据现有技术的具有目标物体的测量***的视图；

图2示出了根据现有技术的具有目标物体的测量***和根据本发明要实现的功能的视图；

图3a-3b示出了根据现有技术的全向反射器和根据现有技术的目标物体的第一工作实施例的视图；

图4示出了第一工作实施例的紧凑的几何关系的视图；

图5示出了用于实现第一工作实施例的模块化部件的使用的视图；

图6示出了鸟瞰第一工作实施例的收发器部件的视图；

图7a-图7c示出了作为根据本发明的目标物体的第二工作实施例的简单的回复反射器的视图；

图8示出了具有光学发射和接收孔径的第二工作实施例的反射器表面的视图；

图9示出了具有光学发射和接收孔径的第三工作实施例的反射器表面的视图；

图10示出了包括根据本发明的目标物体和具有公共发射和接收光学***的测量单元的***的视图；以及

图11示出了包括根据本发明的目标物体和具有平行的发射和接收光学***的测量单元的***的视图。

具体实施方式

图1示出了一种测量***，该测量***包括根据现有技术的目标物体和中央测量单元2的。目标物体包括铅锤杆1，在该铅锤杆1上设置有反射器3、用于从测量单元2发射出的辐射ES的接收器4以及用于传输回射的辐射RS的发射器6。为了控制分离的部件，可以使用类似的分离操作和控制单元7。所发射的辐射ES具有射束截面5，所述射束截面5在距离相对较大的情况下覆盖反射器3和接收器4两者，并且由此容许同时进行数据传输和测量。然而，这两个部件的这种适当的覆盖在靠近的范围内不断变差，甚至可以完全不存在，因此，在小于阈值距离的情况下，无法测量目标物体或者无法向目标物体传输数据。此外，发射器6必须以一定的散度发射回射辐射RS，所述散度确保通过测量单元2的接收部件的可靠的采集。

由于必须采用较大的射束散度和由此较大的射束横截面5，由此使得信号快速变弱，从而在间隔更大距离的情况下还会发生问题，并且较弱的信噪比阻止了对目标物体的测量或数据传输返回至测量单元2。临界距离均小于大地测量情况下的通常要求。

在铅锤杆1倾斜的情况下，可能出现以下问题：多个部件被设置为其轴线一个位于另一个之上，并且测量单元2的相应部件分别与之配准，则这些部件位于射束横截面5之外或位于测量单元2的接收器的采集区域之外。为了确保覆盖所有轴线，必须保持垂直定向和精确对准以用于测量。

此外，各部件具有相互调节和对准、机械坚固性差以及重量相对较高的问题。此外，发射器6和接收器4的公共电源比较复杂，从而易于出现故障。

图2示出了包括根据现有技术的目标物体和根据本发明所要实现的功能的测量***。第一类大地测量的目标物体为在铅锤杆1上的简单回复反射器8。第二类大地测量目标物体为全向反射器9，所述反射器9由单独的回复反射器部件构成，并且覆盖360°的范围。所力求的功能在于将数据传递和测量所要求的视线或辐射轴线的所有线路集成在射束横截面5′内，该射束横截面5′用于测量并且尺寸被设定为具有0.5毫拉德至2毫拉德的典型散度。接收器和发射器轴线被设置为靠近测量用的目标轴线，这样，一方面即使在较短距离的情况下，接收器和反射器也能够通过从测量单元2′发射的辐射ES而被照亮，另一方面，通过发射器回射的辐射RS位于测量单元2′的视场中。

在图3a-b中示出了作为目标物体的全向反射器。在此，图3a的实施方式与现有技术的第一全向反射器9相对应，而图3b示出了作为根据本发明的目标物体的第二全向反射器9′。在该具体示出的情况下，第一全向反射器9具有六个带三角形反射器表面的回复反射器10，所述回复反射器10彼此接合，从而它们的反射器表面一起覆盖360°的极角。下面，具有三角形反射器表面的回复反射器10被简称为三角形棱镜或三棱镜。除了三角形棱镜或三棱镜之外，根据本发明也可以使用诸如凹面反射器之类的其它形式的反射器。

第二全向反射器9′类似地具有极角为360°的六个三棱镜10′，且具有沿着反射器表面的侧向线形成凹坑的区域11′，发射孔径和接收孔径根据本发明以紧凑方式并且靠近测量用目标轴线地集成到该区域中。原则上，根据本发明的目标物体覆盖较小的极角显然也是可以实现的，例如仅通过两个回复反射器覆盖120°的极角或者通过三个回复反射器覆盖180°的极角。例如，当通过处于不同角度的多个测量单元而使用反射器时，这也是可以实现的。例如，在建筑物的监控中可以采用这种构造。由此光学发射孔径和接收孔径使用部分反射器表面或三棱镜10′，其通常用于反射测量辐射，并且因此也被所发射辐射的射束横截面至少部分地覆盖。由辐射孔径和接收孔径所使用的区域11′由此被集成入初始反射表面中，并且在改型后与剩余的反射器表面直接邻接，由此构成公共外表面。通过这种改进，可以实现尤其是适于野外使用的坚固且防尘防水的实施方式。

图4示出了在根据本发明目标物体的第一工作实施例的情况下，几何关系的视图。为了能够集成发射和接收部件，在三棱镜10′的反射器表面处去除侧向边缘，从而形成可用区域11′。例如，盖子12定位在区域11′中，该盖子12也可以为用于现有技术的全向反射器的改进模块化部件的形式。所述盖子包括发射和接收部件，或至少包括光学孔径和适当的光学反射元件。在本实施方式中，对各配合的反射器表面而言，盖子具有至少一个发射部件和至少一个接收部件，在此仅以实施例方式示出的发光二极管(LED)作为辐射源13。由此，用于通信的部件可以设置成其轴线接近反射器轴线RA，这样只不过对反射器的性能产生非常小的限制。通过如下选择可允许这样，即，选择辐射源12或接收部件或光学孔径的轴线和盖子的下边界之间的距离A1尽可能地小，以及选择反射器轴线RA和由侧向边缘或可用区域11′的距离形成的边界之间的距离A2尽可能地小。作为这些距离A1和A2的值尽可能小的结果，辐射源13或接收部件的轴线和反射器轴线RA对准从而靠在一起。在这种情况下，反射器轴线RA通过反射中心RZ和测量单元2之间的连接线来限定。与入射或反射器表面的平均半径的比较值作为对根据本发明的目标物体的靠近程度的测量是决定性的。紧密布置满足以下条件，即从接收部件或发射部件13至轴线RA的距离小于反射器表面的平均半径。

由于相对于测量单元，反射器表面的光瞳向下光学偏移并由此远离盖子12，因此对反射器性能仅有的最小限制由三棱镜10′相对于竖直方向以例如约20°的角α倾斜而获得支持。三棱镜10′具有基角β，该基角β相对于朝向测量单元的外表面例如约为35°。

在图5中描绘了作为模块化部件以用于实现第一工作实施例的盖子12的使用。三棱镜10′被设置为其基面相对于彼此取向，并且所述三棱镜10′分别在顶点处和在基面处沿着与入射表面邻接的侧向边缘被打磨，这样具有发射和接收部件的两个盖子能够被安装成它们的接触表面12b位于全向反射器的底部和顶部。根据本发明，发射和接收孔径应当形成为与该接触表面12b尽可能地靠近，这样，在组装状态中，随之可实现最可能靠近反射中心的布局。由于盖子12也可以直接安装在未修改的三棱镜上，如图3a中所示，由于在这种情况下也满足条件“从接收部件或发射部件至轴线RA的距离”小于“反射器表面的平均半径”，因此原则上不需要根据本发明对三棱镜进行改型。根据本发明，作为进一步的选择，也可以例如通过粘合剂粘接等直接将发射器/接收器行列安装在三棱镜的部分区域上。通过可获得的薄板类材料，接收器和发射器的二极管行列也可以直接安装在不进行修改或仅仅略作修改的表面上。

图6示出了在盖子12中，第一工作实施例的发射和接收部件的布置，其中在各壳体1中，LED作为每一反射器表面或三棱镜10′的辐射源13。该视图是垂直向下观察或鸟瞰的视图。根据本发明，也可以优选地实现每一三棱镜10′具有两个或多个辐射源13；为了能够沿水平方向覆盖总共为360°的范围，单个发射器的散度只要大约为30°就足够了。测量路径的理论端点EP位于盖子12内，并且位于盖子12的中心。沿竖直的方向，跟随有大约30°的工作区，其对于大多数大地测量应用是足够的。然而根据本发明，也可以采用具有其它开度角和数量的辐射源13，例如具有12°或30°开度角的30个或12个辐射源。合适的辐射源或光源为激光或优选为处于红色或红外范围内的LED。LED受到的安全限制较少，因此在使用这些辐射源13的情况下可以发射更多的能量，这样与其它光谱范围相比，范围有所增加。

在该工作实施例中，在辐射源13的两侧设置有两个用于接收由测量单元发射的辐射的检测器14。发射和接收部件均使其光学轴线直接穿过盖子12的端面12a，从而在每一端面12a上实现两个接收孔径和一个发射孔径。由此，端面12a表示配属于反射器表面的表面，并且定向为用于测量所述测量单元。它们可以由光学透明的材料制造，或者具有相应设计的区域。根据本发明，也可以实现这样的工作实施例，该工作实施例包括在端面中心的单一检测器14和两侧的每侧上的一个辐射源13。这种模块对于相对较大的范围尤其有利。

用于发射和接收部件的电子设备可以设置在盖子12的内部。在不利的空间环境下，也可以使用射束引导元件来替代辐射源13和检测器14，这样，实际的发射和接收部件可以设置在其它位置，例如距离三棱镜10′更远的位置。但是，在这种情况下，接近轴线RA的光学模块轴线的、根据本发明的有利定位仍然得以保持。

图7a-c示出了简单定向的回复反射器的视图，其作为根据本发明的目标物体的第二工作实施例，并具有接收孔径15b。为了设计发射和接收通道，在三棱镜15的情况下，去除了光学轴线上的三角以用于形成发射孔径15a，并且打磨或抛光镜面边缘之一以用于形成接收孔径15b。如图7a所示，辐射源13a可以随后被安装在发射孔径15a之后，并且玻璃棱镜16可以安装在接收孔径15b上，例如通过胶合，从而光学效果与平行板的光学效果相匹配。这种条带状的接收孔径15b容许接收器单元设计紧凑、光强度高并且尤其是靠近轴线。已经被抛光的镜面边缘作为用于接收通道的支撑元件；另一方面，在三棱镜的情况下，与圆棱镜相比，能够通过较长的边缘来增加光透射系数。

在图7b和图7c中示出了组装状态。回射辐射RS通过发射孔径15a朝向测量单元发送。在本工作实施例中，发射轴线到反射器轴线RA的靠近程度是最优的。接收单元的轴线相对于反射器轴线RA的定位是紧凑的，这是由于其存在于反射器的表面中，并且满足条件：“从接收或发射部件到轴线RA的距离”小于“反射器表面的平均半径”。通过测量单元发射的辐射ES在被接收后穿过玻璃棱镜16的出射表面16a，该玻璃棱镜16作为通往检测器的接收通道的元件。发射准直器和接收准直器也可以设置在发射和接收通道中，且位于改型的回复反射器之后，并且在必要时，作为附加模块也可以调节成彼此平行。

图8示出了第二工作实施例的三棱镜15的反射器表面。从测量单元观察时，可以在反射器表面中识别出光学发射孔径15a和接收孔径15b。

在图9中示出了第三工作实施例的改进接收通道中的反射器表面的改型，其作为具有圆角的三棱镜。通过抛光回复反射器15′的三个后边缘，形成接收通道的三个入射孔径15b-d。在圆棱镜或反射器具有入射表面的圆角的情况下，三个抛光的边缘是尤其有利的，这是因为与三棱镜相比，有效的检测表面并没有减少。然而原则上，这些入射表面也能够针对它们的功能进行不同的设计。尤其是，这些孔径中的一个也可以被用作另一个发射孔径。原则上，可以因此而自由地选择四个可行的光学通道的功能。如果需要在回复反射器的中心设置目标板，则可能需要安装标记或适当地突出标记，这是由于因三角被打磨掉而使得作为目标板的光学十字实际上消失，其中作为目标板的光学十字用于直至300m的大地测量。

图10示出了包括根据本发明的目标物体和中心测量单元2″的***的功能，其中中心测量单元2″具有共用的发射和接收光学***22。在根据本发明的目标物体的壳体20中，在盖子21的后侧设置有回复反射器，尤其是带有被胶合的玻璃棱镜16和至少两个成形的光学通道的三棱镜15；这样，通过位于更后方的辐射源13′或检测器18发射的辐射ES能够被接收，或者回射辐射RS能够被发射。为此，发射准直器17和接收准直器19被分别配置给辐射源13′和检测器14。因此，接收孔径和发射孔径均位于所发射的辐射ES的射束横截面5″内或者位于测量单元2″的发射和接收光学***22的采集范围内。如果根据本发明的目标物体配备有用于基于卫星的定位***的接收器26，则相应的数据也可以经由通信链路进行发射。目标物体的位置可以通过中心测量单元2″精确地确定，这样例如用于不同GPS的数据可以由所述测量单元发射。在此可以有利地实现进入基准站网络的集成，其中所述基准站还可以再是根据本发明的目标物体，也可以为其它类型的接收器或站。目标物体的根据本发明的形成由此容许使用多种测量基准站或基准点，以用于获得用于定位***的修正数据。

图11示出了包括根据本发明的目标物体和测量单元2″′的***，其中测量单元2″′具有平行设置的测量光学***23和接收光学***24，还可以例如在测量单元2″′的可改装外壳25中设置接收光学***24。如果测量单元2″′这样配备有双轴的接收器***，则靠近回复反射器的光学轴线设置的边缘适于用作发射通道。在这种情况下，接收器必须被定位在回复反射器的中心。发射和接收通道的布置由此被调换，即在目标物体的壳体20′中，部件检测器18′和接收准直器19′现在被设置在回复反射器15″的经打磨的三角的后侧的中心。发射部件辐射源13″、发射准直器17′和玻璃棱镜16′光学地存在于穿过回复反射器15″的边缘的射束路径中，接收单元至反射器的反射中心的靠近程度和作为反射器表面的一部分的发射单元的靠近程度是显而易见的。

附图仅仅示意性地示出了测量情况、目标物体和测量单元。尤其是，附图并未显示出尺寸关系或测量的细节。仅仅以实施例方式示出的目标物体也表示其它类型的用于测量的结构或限定待测量位置的元件。

Claims (30)

1.一种大地测量目标物体，该大地测量目标物体包括：

至少一个反射器表面；

接收通道，其具有用于接收电磁辐射（ES）的检测器（14，18，18′）和光接收孔径；

发射通道，其具有辐射源（13，13′）和光发射孔径，其中所述辐射源（13，13′）用于发射已调制的用于发送数据的电磁发射辐射（RS），

其特征在于，所述发射通道和接收通道的光入射或光出射表面形成为具有向反射器表面的平坦过渡，发射孔径（15a）和/或接收孔径（15b，15c，15d）由此形成与反射器表面的呈相连接的孔径或公共孔径的形式的结合孔径，或者具有与作为公共孔径的所述反射器表面共有的入射表面。

2.根据权利要求1所述的大地测量目标物体，其特征在于，从所述接收孔径和发射孔径到反射器轴线（RA）的距离小于所述反射器表面的平均半径，反射器轴线（RA）被限定为反射中心（RZ）和测量单元（2）之间的连接线。

3.根据权利要求1或2所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述反射器表面为三棱镜（10，10′，15，15′，15″）的一部分。

4.根据权利要求3所述的大地测量目标物体，其特征在于至少两个三棱镜（10，10′）。

5.根据权利要求4所述的大地测量目标物体，其特征在于，每个三棱镜（10，10′，15，15′，15″）分配有至少一个辐射源（13，13′，13″）和至少一个检测器（14，18，18′）。

6.根据权利要求5所述的大地测量目标物体，其特征在于，每个三棱镜（10，10′，15，15′，15″）分配有至少两个辐射源（13，13′，13″）。

7.根据权利要求5所述的大地测量目标物体，其特征在于，发射孔径和接收孔径被布置成邻近至少一个三棱镜（10，10′）的一侧。

8.根据权利要求7所述的大地测量目标物体，其特征在于，在模块化的壳体（12）中布置有至少一个辐射源（13）和至少一个检测器（14）。

9.根据权利要求3所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述三棱镜（15，15′）的至少一个边缘为接收孔径（15b，15c，15d）的形式。

10.根据权利要求9所述的大地测量目标物体，其特征在于，用于引导射束的棱镜（16，16′）被安装在所述三棱镜（15，15′）的至少一个边缘处。

11.根据权利要求3所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述三棱镜（15，15′）的中心为发射孔径（15a）的形式。

12.根据权利要求3所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述三棱镜（15″）的中心为接收孔径的形式。

13.根据权利要求11所述的大地测量目标物体，其特征在于，在三棱镜（15，15′，15″）的中部表示出目标板。

14.根据权利要求9所述的大地测量目标物体，其特征在于，发射准直器（17，17′）和/或接收准直器（19，19′）沿接收方向布置在所述三棱镜（15，15′，15″）之后。

15.根据权利要求1或2所述的大地测量目标物体，其特征在于，用于基于卫星的定位***的接收器（26）。

16.用于根据权利要求8所述的大地测量目标物体的模块化部件，该模块化部件包括：

壳体（12）；

接收通道，其具有用于接收电磁辐射（ES）的检测器（14）和光接收孔径；

发射通道，其具有辐射源（13）和光发射孔径，所述辐射源（13）用于发射被调制成用于发送数据的电磁发射辐射（RS）；

所述发射孔径和接收孔径布置在所述壳体（12）的端面（12a）上，从而在安装状态下，所述发射通道和接收通道的光入射或光出射表面形成为具有向所述大地测量目标物体的反射器表面的平坦过渡，所述发射孔径和/或接收孔径由此形成与所述大地测量目标物体的反射器表面的呈相连接的孔径或公共孔径的形式的结合孔径。

17.根据权利要求1所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述反射器是光学的回复反射器。

18.根据权利要求1所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述辐射源（13，13′）用于发射已调制的、在可见光或红外线范围内的电磁发射辐射（RS）。

19.根据权利要求1所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述发射孔径（15a）和/或接收孔径（15b，15c，15d）被集成到反射器表面中。

20.根据权利要求4所述的大地测量目标物体，其特征在于六个三棱镜（10，10′），所述六个三棱镜（10，10′）被成形并设置成通过所述反射器表面覆盖360°的极角。

21.根据权利要求5所述的大地测量目标物体，其特征在于，每个三棱镜（10，10′，15，15′，15″）分配有两个检测器（14，18，18′）。

22.根据权利要求11所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述三棱镜（15，15′）的中心为发射孔径（15a）的形式作为展平三角的结果。

23.根据权利要求9或10所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述三棱镜（15，15′）的中心为发射孔径（15a）的形式作为展平三角的结果。

24.根据权利要求12所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述三棱镜（15″）的至少一个边缘为发射孔径的形式。

25.根据权利要求13所述的大地测量目标物体，其特征在于，在三棱镜（15，15′，15″）的中部通过凸起表示出目标板。

26.根据权利要求24所述的大地测量目标物体，其特征在于，在三棱镜（15，15′，15″）的中部通过凸起表示出目标板。

27.根据权利要求16所述的大地测量目标物体，其特征在于，所述辐射源（13）用于发射被调制成用于发送数据的在可见光或红外线范围内的电磁发射辐射（RS）。

28.用于在大地测量中进行数据传输以确定根据权利要求1或2所述的大地测量目标物体的位置的方法，包括：

大地测量单元（2″，2″′），其具有测量辐射源；

大地目标物体，其具有反射器表面和发射辐射源（13，13′，13″），所述发射辐射源（13，13′，13″）用于产生被调制成用于发送数据的发射辐射（RS）；

以及

向目标物体发射具有测量射束轴线和测量射束横截面（5″）的测量辐射（ES）以确定位置；

通过所述测量单元（2″，2″′）接收回射的测量辐射；

由测量辐射来确定所述目标物体的位置，以及

将发射辐射（RS）带有数据传输地再次发射至所述测量单元（2″，2″′）；

其特征在于，用于测量辐射（ES）的接收孔径和用于发射辐射（RS）的发射孔径均在所发射的辐射（ES）的测量射束横截面（5″）的区域中。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，用于基于卫星的定位***的数据通过大地测量目标物体发射或接收。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述用于基于卫星的定位***的数据位于包括用于这种定位***的接收器（26）的网络中。

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