DE4038521C2 - Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes - Google Patents
Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines VermessungspunktesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich
gemäß den Oberbegriffen der beigefügten Ansprüche 1 und 6.
In konventioneller Weise wird der Koordinaten-Wert eines
Vermessungspunktes P₃ in der folgenden Weise erhalten.
Wie in Fig. 16 veranschaulicht, wird ein auf einen
Referenzpunkt P₀ positioniertes Tachymeter a abgeglichen,
und ein Mast c mit einem darauf angebrachten
Reflexionsspiegel b wird an dem Vermessungspunkt P₃
vertikal positioniert. Dieser Mast c ist mit einem Libellenrohr
d versehen, welches als Einrichtung bezeichnet
werden kann, um den Mast c in einer vertikalen Stellung
zu halten. Wenn unter diesen Bedingungen Licht von dem
Tachymeter a abgegeben wird, wird das abgegebene Licht
an dem reflektierenden Spiegel b reflektiert, und das reflektierte
Licht wird von einem fotoempfindlichen Element
aufgenommen. Aus einer Phasendifferenz zwischen dem von
dem fotoempfindlichen Element abgegebenen empfangenen Signal
und einem Referenzsignal wird eine Entfernung S zwischen
dem Referenzpunkt P₀ und dem Vermessungspunkt
P₃ mittels des Tachymeters a erhalten. Sodann können bezüglich
der Horizontalebene ein Winkel und bezüglich der
Vertikalebene ein Winkel Θz relativ zu dem Tachymeter am
Referenzpunkt P₀ mittels des Tachymeters
erhalten werden, indem die N- oder S-Richtung als x-Achse
oder y-Achse festgelegt wird oder indem ein imaginäres
Koordinatensystem bereitgestellt wird, dessen Achsen zu
einer Referenzgröße gemacht werden, oder indem eine
Ausrichtung auf das Koordinatensystem eines Daten- bzw.
Bezugspunkts in dem Vermessungsbereich erfolgt. Unter
Heranziehung der oben erwähnten Entfernung S, des Winkels
bezüglich der Horizontalebene und des Winkels Θz bezüglich
der Vertikalebene (ein Zenit-Winkel oder ein Höhenwinkel)
kann der Koordinaten-Wert des Reflexionsspiegels ebenfalls
erhalten werden. Sodann wird der Koordinaten-Wert des
Vermessungspunkts P₃ dadurch erhalten, daß die Höhe Ph des
reflektierenden Spiegels bzw. Reflexionsspiegels abgeleitet
wird.
Fig. 17 veranschaulicht in einem Flußdiagramm ein konventionelles
Meß-Verfahren zur Erzielung des
Koordinaten-Werts des Vermessungspunktes.
Wie aus dem Flußdiagramm ersehen werden kann, werden die
Maschinen-Höhe Mh und die Höhe Ph des reflektierenden Spiegels
in eine Meßvorrichtung eingegeben, die das
Tachymeter enthält, bevor die Vermessung
ausgeführt wird. Diese Maschinen-Höhe Mh wird jeweils dann
eingegeben, wenn der Vermessungs-Referenzpunkt
P₀ verschoben wird, und die Höhe Ph des reflektierenden
Spiegels d wird jeweils dann eingegeben, wenn
der Vermessungspunkt P₃ geändert wird.
Aus dem Dokument DE 33 40 317 A1 ist ein Meßgerät zur gleichzeitigen Lage- und
Höhenbestimmung von Punkten in schwer zugänglichen Hohlräumen, wie z. B. in der
Kanalisation, beschrieben. Die Bestimmung der Koordinaten der Punkte erfolgt mittels
zweier Spiegelprismen, die mit dem zu vermessenden Punkt auf einer Geraden liegen,
wobei dieser Punkt am Ende des die beiden Spiegelprismen tragenden Teiles, also
außerhalb der beiden Spiegelprismen auf einem äußeren Teilungspunkt angeordnet ist.
Wenn der zu vermessende Punkt in engen Platzverhältnissen angeordnet ist oder sich
z. B. an einem schwer zugänglichen Ort wie einem Bauteil oder dergleichen befindet,
darf das Meßgerät nur sehr geringe Abmessungen aufweisen, um es in den beengten
Platzverhältnissen handhaben zu können. Dabei müssen die beiden Spiegelprismen sehr
nahe nebeneinander angeordnet werden. Insbesondere wenn sehr genaue Messungen
erforderlich sind, müssen die Spiegelprismen sehr genau auf das Tachymeter
ausgerichtet werden, was sehr umständlich und langwierig ist. Bei einer nicht exakten
Ausrichtung der Spiegelprismen auf das Tachymeter können leicht Fehler in der
Winkelmessung auftreten.
Aus dem Artikel von Simo H. Laurila "Electronic Surveying in Practice", John Wiley
& Sons, 1983, Seite 251 bis 256, sind Reflexionsanordnungen für eine Vorrichtung
zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes bekannt. Diese
Reflexionsvorrichtung kann ein oder mehrere Schichtprismen aufweisen, an denen
Einteilungen zur Kollimation angebracht sind, um das Ausrichten auf die
Meßvorrichtung zu erleichtern. Bei der in dem Artikel beschriebenen Reflexionsanordnung
muß das Schichtprisma senkrecht über dem zu vermessenden Punkt positioniert sein, da
durch eine auf einem Tragteil für das Schichtprisma angebrachte Maßeinteilung die
Höhe des Schichtprismas über dem zu vermessenden Punkt abgelesen wird. Aus dieser
Höhe werden dann die Koordinaten des zu vermessenden Punktes berechnet. Diese
bekannte Reflexionsanordnung weist ebenfalls den Nachteil auf, daß sie nicht in
beengten Platzverhältnissen oder für sich an schwer zugänglichen Orten befindende zu
vermessende Punkte verwendet werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit, eine Vorrichtung zum Messen der
Koordinaten eines Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters gemäß
dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 und dem Oberbegriff des beigefügten
Anspruches 6 zur Verfügung zu stellen, die bei beengten Platzverhältnissen und sich an
schwer zugänglichen Orten befindende zu vermessende Punkte verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch Vorrichtungen zum Messen der Koordinaten eines
Vermessungspunktes unter Verwendung eines Tachymeters mit den Merkmalen der
beigefügten Ansprüche 1 und 6 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen
Unteransprüchen angegeben.
Die Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß dem beigefügten Anspruch 1 zeichnet sich
insbesondere durch ein Lichtabdeckteil aus, das zum Abdecken jeweils eines der
Schichtprismen vorgesehen ist. Insbesondere wenn die beiden Schichtprismen nahe
beieinander angeordnet sind, kann somit dasjenige Schichtprisma, dessen Koordinaten
gerade nicht vermessen werden, durch das Lichtabdeckteil abgedeckt werden, um die
Vermessung der Koordinaten des anderen Schichtprismas nicht zu stören. Dies ist
insbesondere dann von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr klein und
damit auch bei beengten Platzverhältnissen handhabbar ausgebildet ist.
Die Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß dem beigefügten Anspruch 6 zeichnet sich
dadurch aus, daß der zu vermessenden Punkt sich auf einem inneren Teilungspunkt
zwischen den beiden Schichtprismen der Reflexionsanordnung befindet. Diese
Ausgestaltung erlaubt es, Punkte bei beengten Platzverhältnissen und insbesondere an
schwer zugänglichen Orten, wie z. B. einem Bauteil, präzise zu vermessen.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend
beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem erläuternden Diagramm das der Erfindung
zugrunde liegende Prinzip.
Fig. 2 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine Vorrichtung
zum Messen von Koordinaten.
Fig. 3 veranschaulicht in einem Flußdiagramm ein Verfahren
zum Messen von Koordinaten.
Fig. 4 veranschaulicht in einer Perspektivansicht eine
Reflexionsspiegel-
Vorrichtung.
Fig. 5
und 6 veranschaulichen in einer Draufsicht bzw. in einer
Schnittansicht einen Teil eines
in der Reflexionsspiegel-Vorrichtung
gemäß Fig. 4 zu verwendenden Plattenprismas.
Fig. 7 zeigt in einer Draufsicht einen wesentlichen Teil
eines weiteren Beispiels des Plattenprismas.
Fig. 8
und 9 zeigen in einer Schnittansicht bzw. in einer Draufsicht
eine Reflexionsspiegel-
Vorrichtung.
Fig. 10 zeigt in einer Perspektivansicht eine erste Ausführungsform
der Reflexionsspiegel-Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
Fig. 11
und 12 zeigen in einer Draufsicht bzw. in einer Schnittansicht
eine zweite Ausführungsform der Reflexionsspiegel-
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 13
und 14 zeigen in einer Draufsicht bzw. in einer Schnittansicht
eine dritte Ausführungsform der Reflexionsspiegel-
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht einer vierten Ausführungsform
der Reflexionsspiegel-Vorrichtung gemäß der
Erfindung.
Fig. 16 veranschaulicht in einem erläuternden Diagramm
ein konventionelles Verfahren zum Messen von
Koordinaten.
Fig. 17 veranschaulicht in einem Flußdiagramm ein konventionelles
Verfahren zum Messen von Koordinaten.
Nunmehr wird die Erfindung detailliert beschrieben.
Die Reflexionsspiegel-Vorrichtung weist auf dem Tragteil
reflektierende Spiegel bzw. Reflexionsspiegel auf, welche
das von dem Tachymeter abgegebene Licht an zwei Punkten
bzw. Stellen reflektieren, die auf einer Linie liegen,
welche durch den Vermessungspunkt verläuft,
und die von dem betreffenden Vermessungspunkt
um einen bestimmten Abstand beabstandet sind. Die
Vorrichtung wird an dem Vermessungspunkt
unter einem beliebigen Winkel errichtet. Das von
dem Tachymeter abgegebene Licht wird an den reflektierenden
Spiegeln reflektiert, und die Abstände von dem Tachymeter
zu den reflektierenden Spiegeln werden aus den Phasendifferenzen
zwischen den empfangenen Signalen und den Referenzsignalen
erhalten. Die Koordinaten-Werte (x₁, y₁, z₁),
(x₂, y₂, z₂) der beiden Punkte bzw. Stellen werden aus
den Distanzen, den Winkeln bezüglich der horizontalen Ebene
und den Winkeln bezüglich der vertikalen Ebene erhalten,
die durch die Tachymeter erhalten werden. Der Koordinaten-
Wert (x₃, y₃, z₃) des Vermessungspunktes
P₃ wird dadurch erhalten, daß in die folgende Gleichung
die Koordinaten-Werte (x₁, y₁, z₁) (x₂, y₂, z₂) der beiden
Punkte bzw. Stellen, die Distanz k₁ (Konstante) zwischen
den beiden Punkten bzw. Stellen, die auf einen bestimmten
Wert festgelegt worden ist, und eine Distanz k₂ (Konstante)
zwischen dem Vermessungspunkt und einem
der beiden Punkte bzw. Stellen (Koordinaten-Werte x₂, y₂,
z₂) eingesetzt werden.
In der Gleichung (1) liegt k₂ im positiven (+) Bereich,
wenn der Vermessungspunkt in dem äußeren
Teilungspunkt relativ zu den beiden reflektierenden
Spiegeln positioniert ist, und im negativen (-) Bereich,
wenn der Vermessungspunkt im inneren
Teilungspunkt liegt.
Nachstehend werden die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht in einem Erläuterungsdiagramm das
Verfahren, das der vorliegenden Erfindung als
allgemeines Prinzip zugrunde liegt.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Tachymeter einer
Vorrichtung zum Messen von Koordinaten
bezeichnet. Das Tachymeter wird an einem Meß-
Referenzpunkt P₀ abgeglichen. Mit dem Bezugszeichen 2 ist
ein Mast bzw. eine Stange bezeichnet, der bzw. die an einem
Vermessungspunkt P₃ unter einem beliebigen
Winkel errichtet wird.
Ein reflektierendes Prisma bzw. Reflexionsprisma 4 ist
an dem Mast 2 an einem Punkt P₂ fest angeschraubt, der
von dem Überwachungspunkt P₃ um einen Abstand k₂ (Konstante)
entfernt ist. Ein weiteres reflektierendes Prisma 3 ist
an dem Mast 2 an einem Punkt P₁ fest angeschraubt, der
von dem Punkt P₂ um einen Abstand k₁ (Konstante) entfernt
ist. Die bildreflektierenden Flächen der Prismen 3, 4 sind
unter diesen Bedingungen auf einer axialen Linie des
Mastes 2 angeordnet. Es sei angenommen, daß die Koordinaten-
Werte der beiden Punkte, die den oben erwähnten Punkten
P₁ und P₂ entsprechen, gegeben sind mit P₁ (x₁, y₁, z₁)
bzw. mit P₂ (x₂, y₂, z₂).
Das Tachymeter 1 der Vermessungsvorrichtung
gibt Licht an die reflektierenden
Prismen 3, 4 ab. Aus der Phasendifferenz zwischen
den empfangenen Signalen und Referenzsignalen werden die
Entfernungen S₁, S₂ zu den reflektierenden Prismen 3, 4
erhalten, und zwar in Verbindung mit dem horizontalen Winkel
und den Zenit-Winkeln Θz₁, Θz₂ (oder den Höhen-Winkeln
Θ′z₁, Θ′z₂) der reflektierenden Prismen 3, 4.
Die Vorrichtung zum Messen der Koordinaten
die das Tachymeter verwendet, umfaßt, wie in Fig. 2
veranschaulicht: eine Entfernungs-Meßeinheit 5, eine Winkel-
Meßeinheit 6 zum Messen des Winkels bezüglich der horizontalen
Ebene, eine Winkel-Meßeinheit 7 zur Messung des
Winkels bezüglich der vertikalen Ebene (diese Elemente
bilden Elemente des Tachymeters); eine Betriebseinheit 8,
die eine erste Recheneinheit zum Berechnen der Koordinaten-
Werte der beiden Reflexionsspiegel-Positionen und eine
zweite Recheneinrichtung zum Berechnen eines Koordinaten-
Wertes des Vermessungspunktes aus den
Koordinaten-Werten der beiden reflektierenden Spiegel
aufweist; eine Anzeigeeinheit 9; eine Tastatur 43 und eine
externe Datenausgabeeinheit 44. Die reflektierenden Spiegel
sind auf einer geraden Linie positioniert, die durch den
Vermessungspunkt verläuft; sie sind
von dem Vermessungspunkt um bestimmte
Abstände getrennt. Die Koordinaten-Werte der reflektierenden
Spiegel werden aus den Distanzen zu den reflektierenden
Spiegeln, den Winkeln bezüglich der horizontalen Ebene
und den Winkeln bezüglich der vertikalen Ebene berechnet.
Das Verfahren zum Messen unter Verwendung
der in Fig. 2 dargestellten Meßvorrichtung wird anhand
des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms erläutert. Zunächst
werden die oben erwähnten konstanten Werte k₁, k₂
in die Meßvorrichtung eingegeben (Schritt 1), und außerdem
wird die Maschinen-Höhe Mh der Vorrichtung eingegeben
(Schritt 2). Sodann werden die Distanz bzw. Entfernung S₁
zum Punkt P₁, der Winkel ΘH₁ bezüglich der horizontalen
Ebene und der Winkel bezüglich der vertikalen Ebene (entweder
ein Zenit-Winkel Θz₁ oder ein Höhen-Winkel Θ′z₁)
des Punktes P₁ sowie die Distanz S₂ zum Punkt P₂, der Horizontal-
Winkel ΘH₂ und der Winkel bezüglich der vertikalen
Ebene (ein Zenit-Winkel Θz₂ oder ein Höhen-Winkel Θ′z₂)
mittels der Entfernungsmeßeinheit 5, der Winkelmeßeinheit 6
für die Winkelmessung bezüglich der horizontalen Ebene
und der Winkelmeßeinheit 7 bezüglich der vertikalen Ebene
(Zenit-Winkel oder Höhen-Winkel) gemessen (Schritte 3 und
4). Sodann werden in der Betriebseinheit 8 die gemessene
Entfernung S₁ zum Punkt P₁, der Winkel ΘH₁ bezüglich der
horizontalen Ebene und der Zenit-Winkel Θz₁ sowie die
Entfernung zum Punkt P₂, der Winkel ΘH₂ bezüglich der
horizontalen Ebene und der Zenit-Winkel Θz₂ in die folgenden
Gleichungen eingesetzt, um die Koordinaten des Punktes
P₁ (x₁, y₁, z₁) und die Koordinaten des Punktes P₂
(x₂, y₂, z₂) zu erhalten.
Wenn die Höhen-Winkel Θ′z₁, Θ′z₂ anstelle der Zenit-Winkel
Θz₁, Θz₂ gemessen werden, werden die Höhen-Winkel Θ′z₁,
Θ′z₂ in die Zenit-Winkel Θz₁, Θz₂ umgesetzt, da die Beziehung
zwischen den Zenit-Winkeln und den Höhen-Winkeln
gegeben ist durch Θ′z₁=π/2-Θz₁ und Θ′z₂=π/2-Θz₂.
Die umgesetzten Zenit-Winkel Θz₁=π/2-Θ′z₁ und Θz₂=π/2-Θ′z₂
werden dann in die folgenden Gleichungen
eingesetzt:
x = x₀+S sin Θz cos ΘH
y = y₀+S sin Θz cos ΘH (2)
z = z₀+Mh+S cos Θz
y = y₀+S sin Θz cos ΘH (2)
z = z₀+Mh+S cos Θz
Hierin bedeuten x, y, z den x-Achsen-Koordinatenwert x₁
oder x₂ der Punkte P₁ oder P₂, den y-Achsen-Koordinatenwert
y₁ oder y₂ bzw. den z-Achsen-Koordinatenwert z₁ oder
z₂; S ist die Entfernung S₁ oder S₂ zum Punkt P₁ oder P₂;
Θz ist der Zenit-Winkel Θz₁ oder Θz₂ des Punktes P₁ oder P₂,
ΘH ist der Winkel ΘH₁ oder ΘH₂ des Punktes P₁ oder P₂
bezüglich der horizontalen Ebene; Mh ist die Maschinen-Höhe;
x₀, y₀, z₀ ist der Ursprung eines beliebigen Koordinaten-
Systems.
Sodann wird der Koordinaten-Wert (x₃, y₃, z₃) des Punktes
P₃ dadurch erhalten, daß die Koordinaten-Werte der
Punkte P₁ und P₂ in die oben erwähnte Gleichung (1) eingesetzt
werden (Schritt 5).
Die Betriebseinheit 8 umfaßt eine Zentraleinheit bzw. eine
zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und ist mit einem (nicht
dargestellten) Speicher versehen. Dieser Speicher speichert
die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) sowie den Koordinaten-
Wert (x₀, y₀, z₀) des Ursprungs bzw. Nullpunkts des
Koordinaten-Systems, die Entfernungen k₁, k₂ und die Maschinen-
Höhe Mh. Der Ursprung bzw. Nullpunkt des Koordinatensystems,
der bei dem oben erwähnten eingegebenen beliebigen
System (x₀, y₀, z₀) festgelegt worden ist, kann zu
einem Meß-Referenzpunkt P₀ gemacht sein.
Der erzielte Koordinaten-Wert des Punktes P₃ wird in der
Anzeigeeinheit 9 angezeigt und zugleich als externe Daten
zum Speichern in einem Datensammler (nicht dargestellt)
ausgegeben (Schritt 6). Wenn der Vermessungspunkt
P₃ geändert wird (Schritt 7), wird die
Prozedur zum Schritt 3 zurückgeführt, um einen neuen Koordinaten-
Wert des Punktes P₃ zu erhalten. Wenn
der Meß-Referenzpunkt P₀ verschoben wird
(Schritt 8), wird der Koordinaten-Wert des
Punktes P₃ durch Rückkehr zum Schritt 2 erhalten.
Fig. 4 veranschaulicht eine andere
Reflexionsspiegel-Vorrichtung, die bei diesem Meßverfahren
anzuwenden ist.
In Fig. 1 sind reflektierende Prismen als Reflexionsspiegel
verwendet worden; bei dieser Vorrichtung werden Platten-
bzw. Schichtenprismen 3A, 4A verwendet. Diese Platten-
bzw. Schichtenprismen 3A, 4A sind, wie in Fig. 5 und 6
veranschaulicht, dadurch gebildet, daß kontinuierlich eine
Oberfläche gebildet ist, die aus drei sich jeweils unter
rechten Winkeln kreuzenden Seiten gebildet ist, welche an
den Ecken von Würfeln (Reflexionsprismen) auf der Oberfläche
einer Platte bzw. Schicht 17, wie einer aus Acrylharz,
Polycarbonatharz oder dergleichen Material bestehenden
Platte, identisch gebildet sind. Zusätzlich ist auf dieser
reflektierenden Prismenoberfläche eine reflektierende Filmschicht
18 gebildet (das heißt eine durch Aluminium-Dampfablagerung
gebildete Schicht); sodann ist auf der Oberseite
der reflektierenden Filmschicht 18 eine transparente
Harzschicht 19 gebildet. Am Boden der Schicht 17 ist eine
Klebschicht 20 gebildet, und zwar für die Befestigung der
Schicht 17. Bei der Konstruktion der Platten- bzw. Schichtprismen
3A, 4A erlaubt eine kointinuierliche Anordnung von
Eckenwürfeln eine Totalreflexion des einfallenden Lichtes
in seine Ausgangsrichtung.
Die Plattenprismen 3A, 4A können, wie in Fig. 7 dargestellt,
mittels Glasperlen bzw. -kugeln 21 aufgebaut sein, die
verstreut vorgesehen sind, um auf einer durch Aluminium-
Dampfniederschlagung gebildeten Oberfläche 22 integral
gebildet zu sein.
Diese Plattenprismen 3A, 4A sind, wie in Fig. 4 veranschaulicht,
an Platten 10 bzw. 11 angeklebt. Die Platten 10, 11
sind von horizontalen Tragachsen 13, 14 drehbar getragen,
die von einem Rahmen 12 derart aufgenommen sind, daß ihre
Neigungswinkel eingestellt werden können. Quereinteilungen
42 sind an den Platten 10, 11 zur Kollimation
markiert. Ein Mast bzw. eine Stange 16 mit einer Kappe 15
ist am Boden des Rahmens 12 vorgesehen.
Die bildreflektierenden Oberflächen der Plattenprismen 3A,
4A koinzidieren mit der Rotationsmitte und sind so gelegt,
daß sie mit der Mittelachse der Stange koinzidieren.
Die Entfernung zwischen den Plattenprismen 3A, 4A ist so
bemessen, daß das von dem Tachymeter zu einem der betreffenden
Plattenprismen 3A, 4A hin gerichtete Licht nicht
auf das andere der Plattenprismen 3A, 4A einfällt. Dieser
Abstand muß unter Berücksichtigung der Streuung bzw. Verteilung
des abgegebenen Lichtes des Tachymeters bestimmt
werden. Wenn beispielsweise die Plattenprismen 3A, 4A dazu
verwendet werden, den Abstand innerhalb von 100 m zu messen,
beträgt der Abstand zwischen ihnen 1 m. Wenn die Plattenprismen
3A, 4A so konstruiert sind, daß sie imstande sind,
um 180° um die horizontalen Achsen 13, 14 gedreht zu werden
(siehe die in Fig. 8 und 9 dargestellte Vorrichtung)
dann ist in dem Fall, daß eines der Plattenprismen 3A
oder 4A dazu verwendet wird, seinen Koordinaten-Wert zu
erhalten, die Platte 10 oder 11, an der das andere der
Plattenprismen 3A oder 4A befestigt bzw. angeklebt ist,
umgedreht. Auf diese Weise fällt das von einem der Plattenprismen
3A oder 4A abgegebene Licht nicht auf das andere
der Plattenprismen 3A oder 4A ein. Deshalb kann der Abstand
zwischen den Plattenprismen 3A und 4A verkürzt werden,
und die Reflexionsspiegel-Vorrichtung kann kleiner gemacht
werden.
Gemäß Fig. 8 und 9 sind Drehknöpfe 23 an den Enden von
drehbaren Wellen angebracht, die längs der horizontalen
Achsen 13, 14 verlaufen. In dem Rahmen 12 sind hintere
Öffnungen 24 gebildet. Einteilungen 42, die zur Kollimation
dienen, sind vor dem Rahmen 12 und an den Platten 10,
11 vorgesehen.
Fig. 10 zeigt eine erste Ausführungsform einer Reflexionsspiegel-
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Der Rahmen 12 weist auf seiner Innenseite rückwärtige
Öffnungen 24 auf, die um bestimmte vertikale Abstände
voneinander getrennt sind. Die Platten 10, 11, die zu den
rückwärtigen Öffnungen 24 hinweisen, sind an dem Rahmen 12
derart getragen, daß sie um horizontale Tragachsen 13, 14
drehbar sind. Zylindrische Rahmenteile 25 sind an den Platten
10, 11 gebildet. Innerhalb dieser zylindrischen Rahmenteile
25 sind Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A angebracht,
und zwar zusammen mit einer Kappe 26, die an den
zylindrischen Teilen 25 angebracht werden kann. Die Kappe
26 ist mittels einer Kette 27 mit dem mittleren Teil
des Rahmens 12 verbunden.
Bei der Konstruktion dieser Ausführungsform wird in dem
Fall, daß der Koordinaten-Wert des Platten- bzw. Schichtprismas
3A erhalten wird, die Kappe 26 auf das untere
zylindrische Rahmenteil 25 aufgesetzt, um das Platten-
bzw. Schichtprisma 4A abzudecken, so daß das von dem Tachymeter
1 abgegebene Licht lediglich auf das Platten- bzw.
Schichtprisma 3A einfällt. Wenn der Koordinaten-Wert des
unteren Platten- bzw. Schichtprismas 4A erhalten wird,
wird die Kappe 26 auf das obere zylindrische Rahmenteil 25
aufgesetzt, um das Platten- bzw. Schichtprisma 3A abzudecken.
In Fig. 11 und 12 ist eine zweite Ausführungsform der
Spiegelreflexions-Vorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Blende 27 an Stelle
der Kappe 26 bei der vorhergehenden Ausführungsform verwendet.
Diese Blende 27 liegt mit ihren Seitenteilen in
Gleitnuten 28, die an der Innenseite der beiden Seitenwände
des Rahmens 12 gebildet sind. Durch Anwendung eines
Bedienungsknopfes 29 kann die Blende 27 vor die Platten-
bzw. Schichtprismen 3A, 4A verschoben werden, so daß die
betreffenden Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A selektiv
abgedeckt werden können. Plattenfedern (nicht dargestellt)
sind an den Seitenteilen der Blende 27 vorgesehen, und
Rast-Stopnuten 30 sind an bestimmten Stellen längs der
Gleitnuten gebildet. Durch Anlage der Plattenfedern an
bzw. in den Rast-Stopnuten 30 wird die Blende 27 in einer
geschlossenen Stellung für jedes der Plattenprismen 3A, 4A
stillgesetzt und kann in dieser Position gelassen werden.
Die Plattenprismen 3A, 4A sind an den Platten 10, 11 angebracht
bzw. angeklebt, die um daran angebrachten Wellen 13,
14 mit Hilfe von Knöpfen 23 an den Enden der betreffenden
Wellen drehbar sind.
In Fig. 13 und 14 ist eine dritte Ausführungsform der
Reflexionsspiegel-Vorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Bei dieser Ausführungsform ist die mit der Gleitnut 28
in Eingriff stehende Blende 27 mit einem Band 32 verbunden,
welches zwischen zwei Riemenscheiben 31 verläuft, so daß
durch Antrieb des Bandes bzw. Riemens mittels eines Elektromotors
33 die beiden Platten- bzw. Schichtprismen 3A, 4A
selektiv abgedeckt werden können. Ein Mikroschalter 34
wird durch ein Schaltelement 35 betätigt, um den Betrieb
des Elektromotors 33 stillzusetzen, wenn die Blende 27
eine bestimmte Position (das ist eine Stellung zum Schließen
des Plattenprismas 3A oder 4A) erreicht. Auf der Rückseite
des Rahmens 12 ist ein (nicht dargestelltes) Steuerfeld
vorgesehen, welches mit einem Schalter ausgestattet ist,
mit dessen Hilfe der Elektromotor 33 in die Rechts- und
Links-Richtung in Drehung versetzt wird, sowie mit einem
elektrischen Leistungsschalter. Diese Schalter sind in
konventioneller Weise aufgebaut und betrieben. Die Platten
10, 11, an denen die Platten- bzw. Schichtprismen 3A,
4A befestigt sind, sind jeweils mit einer Welle 13, 14
versehen, die mittels eines Knopfes 23 gedreht werden kann.
Bei den obigen Ausführungsformen sind die Schichtenprismen
3A, 4A beide auf derselben Seite vorgesehen wie der
Überwachungs- bzw. Vermessungspunkt P₃. Es erfolgt daher
eine Messung eines Vermessungspunkts
in einem äußeren Teilungspunkt. Wie in Fig. 15 veranschaulicht,
können die Schichtenprismen 3A, 4A auf beiden Seiten
des Meßpunktes P₃ vorgesehen sein, womit eine Messung
eines Vermessungspunktes in einen inneren
Teilungspunkt durchgeführt wird. In diesem Falle ist,
wie weiter oben beschrieben, der Wert k₂ gemäß der
Gleichung (1) negativ (-).
Die Platten 10, 11, an denen die Schichtenprismen 3A, 4A
angebracht sind, sind an einem Ende der Stangen 16 neigbar,
die in einer geraden Linie angeordnet sind. Die anderen
Enden der Stangen 16 sind mit einem Befestigungsteil 39
verbunden, welches durch Klemmschrauben 40 an einer zu
messenden Konstruktion bzw. Struktur 41 angebracht ist.
Gemäß der Erfindung ist es im Unterschied zur konventionellen
Technik nicht erforderlich, den Mast bzw. die Stange
in einer perfekt vertikalen Position als ein mit reflektierenden
Spiegeln versehenes Tragteil zu errichten.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, die Höhe des
reflektierenden Spiegels jeweils dann zu erhalten, wenn
der Meßpunkt geändert wird, um für die Berechnung der
Koordinaten herangezogen zu werden. Deshalb ist die Meßarbeit
sehr leicht bzw. bequem gemacht, und die Koordinaten-Werte
können bequem an solchen Stellen, wie scharf
geneigten Bereichen, in der Nähe einer Wand oder dergleichen
erhalten werden, wo die Messung mit der konventionellen
Vorrichtung schwierig war.
Ferner kann die Reflexionsspiegel-
Vorrichtung als ein relativ kleines Gebilde konstruiert
sein.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters, welches Licht an eine Reflexionsanordnung abgibt und
das reflektierte Licht von dieser aufnimmt, wobei die Reflexionsanordnung an einem
Tragteil angeordnet ist und an zwei mit dem Vermessungspunkt auf einer Geraden
liegenden Punkten einstellbar ist, und wobei die Koordinaten des Vermessungspunktes
aus den Koordinaten der beiden Einstellpunkte der Reflexionsanordnung unter
Heranziehung des von dem Tachymeter ausgesendeten und von der
Reflexionsanordnung reflektierten Lichtes berechenbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflexionsanordnung zwei Schichtprismen (3A und 4A) umfaßt, die an Platten
(10 und 11) angeordnet sind und an den beiden Einstellpunkten der
Reflexionsanordnung am Tragteil getragen sind, wobei ein Lichtabdeckteil (26, 27) zum
Abdecken jeweils eines der Schichtprismen (3A, 4A) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragteil (12, 16) die beiden Schichtprismen (3A, 4A) längs horizontaler
Tragachsen (13, 14) relativ zu dem Tragteil derart trägt, daß sie zur Einstellung der
Neigung horizontal drehbar sind.
3. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lichtabdeckteil als Kappe (26) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lichtabdeckteil durch eine Blende (27) gebildet ist, die vor jeweils eines der
beiden Schichtprismen (3A, 4A) geschoben werden kann.
5. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (10, 11) quer zueinander verlaufende Einteilungen (42) zur Kollimation
aufweisen.
6. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters, welches Licht an eine Reflexionsanordnung abgibt und
das reflektierte Licht von dieser aufnimmt, wobei die Reflexionsanordnung an einem
Tragteil angeordnet ist und an zwei mit dem Vermessungspunkt auf einer Geraden
liegenden Punkten einstellbar ist, und wobei die Koordinaten des Vermessungspunktes
aus den Koordinaten der beiden Einstellpunkte der Reflexionsanordnung unter
Heranziehung des von dem Tachymeter ausgesendeten und von der
Reflexionsanordnung reflektierten Lichtes berechenbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflexionsanordnung zwei Schichtprismen (3A und 4A) umfaßt, die an Platten
(10 und 11) angeordnet sind und an den beiden Einstellpunkten der
Reflexionsanordnung am Tragteil (16) getragen sind, wobei der Vermessungspunkt auf
einem inneren Teilungspunkt zwischen den beiden Einstellpunkten der
Reflexionsanordnung angeordnet ist.
7. Vorrichtung zum Messen der Koordinaten eines Vermessungspunktes unter
Verwendung eines Tachymeters gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragteil (16) die beiden Schichtprismen (3A, 4A) längs horizontaler Tragachsen
(13, 14) relativ zu dem Tragteil (16) derart trägt, daß sie zur Einstellung der Neigung
horizontal drehbar sind.
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