СПОСОБ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ ПОВЕРХНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G01C15/00 

Изобретение относится к маркшейдерскому делу и геодезии, в частности, к способам и устройствам для съемок топографических поверхностей.

Известен способ топографической съемки фототеодолитный, включающий проектирование, рекогносцировку, сгущение съемной сети, фотографирование местности, составление топографического плана на универсальном стереоприборе. (Инженерная геодезия под ред. П.С.Закатова, М. "Недра", 1976, с. 384-387).

Недостатком этого способа является невозможность получения топографического плана непосредственно на местности без фотографирования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является мензульная съемка, включающая рекогносцировку, сгущение съемочной сети, набор пикетов, интерполирование и рисовку рельефа. (Инженерная геодезия под.ред. П.С.Закатова, М. "Недра", 1976, с.348/362).

Однако этот способ трудоемкий и не обеспечивает достаточной подробности в изображении рельефа местности.

Известно устройство стереотахеометр, содержащее стереоскопический дальномер с концевыми отражателями, между которыми установлена призма двойного отражения, угломерную часть с лимбами и отсчетный микроскоп. (А.с. СССР N 678282, G 01 C 3/14, 1979, БИ N 29).

Недостатком его является невозможность получения готового топографического плана непосредственно в поле, а рисовка горизонталей производится методом интерполирования.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство стереопроектор, содержащее бинокуляр с измерительными марками, оптическую систему, съемочных планшет, карандашное устройство, проектирующие линейки и шкалу высот. (Справочник геодезиста под ред. проф. В.Д.Большакова и проф. Г.П.Левчука М. "Недра", 1985, с. 293-294).

Однако, описанное выше устройство не обеспечивает выполнения топографической съемки в полевых условиях и требует фотографирования местности.

Задача предлагаемых способа и устройства состоит в том, чтобы непосредственно в условиях местности получить точный и подробный топографический план с наименьшими трудозатратами (высвободив часть рабочих, например по набору пикетов).

Техническая сущность способа съемки топографических поверхностей заключается в том, что рисовка рельефа осуществляется стереоскопическим передвижением измерительной марки по изображению земной поверхности без фотографирования.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании способа, является: получение точного и подробного топографического плана непосредственно на местности без промежуточных, необходимых в известных способах съемки, обработок полученных результатов.

Техническая сущность устройства состоит в том, что бинокулярная оптическая система с измерительными марками и с концевыми отражателями выполнена подвижной для работы в полярной пространственной системе координат. Проектирующая линейка расположена параллельно первой оптической оси или проекции оптических осей на вертикальную плоскость проходящую через проектирующую линейку и приводит измеренное наклонное расстояние к горизонту, откладываемое на горизонтальной линейке и съемочном планшете с помощью карандашного устройства. При этом, на счетчике высот фиксируется величина равная превышению на измеряемую точку. Стереоскопическое измерение расстояния осуществляют поворотом второго концевого отражателя с помощью дальномерной линейки, которая поворачивается при передвижении карандашного устройства.

На чертеже изображен общий вид устройства. Оно содержит: съемочный планшет 1, кольцо-лимб 2, алидаду 3, вертикальную стойку 4, бинокулярную оптическую систему с визирными марками 5, первый и второй концевые отражатели 6, 7, горизонтальную линейку 8, карандашную каретку 9, карандашное устройство 10, вспомогательная и проектирующая линейки 11, 12, кардан 13, дальномерную линейку 14, рычаг 15, вертикальную линейку 16, направляющие 17, 18, 19, ось поворота концевого отражателя 20, первую направляющую 21, перпендикулярную линейку 22, горизонтальные оси 23, 24, 25, направляющие 26, 27 и направляющую центра проекции 28.

Устройство работает следующим образом.

На съемочный планшет 1 устанавливается кольцо-лимб 2. На лимбе размещена вращающаяся часть устройства алидада 3. При вертикальном перемещении кардана 13 по первой направляющей 21 наклоняется проектирующая линейка 12 и скользит по направляющей центра проекции 28, поворачивающейся при этом вокруг горизонтальной оси 24. Направляющая 19 передвигается по линейке 22, а вспомогательная линейка 11 передвигается по направляющей 27, сохраняя при этом параллельность относительно проектирующей линейки 12. Под воздействием наклона вспомогательной линейки 11 и направляющей 27 наклоняются концевые отражатели 6, 7 и дальномерная линейка 14 вокруг горизонтальной оси 25. При этом, направляющая 18 передвигается по дальномерной линейке 14 и поворачивается вокруг горизонтальной оси 23. Вертикальная линейка 16 перемещается вертикально по направляющей 17, а дальномерная линейка 14 и второй концевой отражатель 7 поворачиваются вокруг оси 20.

При передвижении карандашной каретки 9 по горизонтальной линейке 8 наклоняются проектирующая и вспомогательная линейка 14 описанным выше образом. Направляющая 18, передвигаясь по дальномерной линейке 14, поворачивает ее и второй концевой отражатель 7 вокруг оси 20.

Способ топографической съемки поверхности осуществляется следующим образом: над точкой съемочного обоснования устанавливают, центрируют, ориентируют съемочный планшет. Предлагаемое устройство устанавливают на планшет таким образом, чтобы вертикальная ось его вращения проходила строго через накол точки съемного обоснования на планшете. Игла карандашного устройства вращением алидады и передвижением карандашной каретки совмещается с другой точкой съемочного обоснования, по которой выполняется ориентирование съемочного планшета. Поворотом съемного планшета вокруг вертикальной оси и передвижением кардана вдоль первой направляющей совмещают изображение точки съемочного обоснования с первой визирной маркой. Измеряется высота базисной линии над точкой съемочного обоснования и вычисляется значение высокой отметки базиса дальномера над принятой уверенной поверхностью. Проектирующая линейка приводится в горизонтальное положение и на счетчике высот устанавливаются вычислительное значение высотной отметки базисной линии. Набор пикетов при съемке контуров осуществляется следующим образом: поворотом алидады и вертикальным перемещением кардана по первой направляющей совмещают изображение контура местности с первой визирной маркой и перемещением карандашной каретки выполняют стереоскопическое наведение на контур, после чего иглой карандашного устройства делают отметку на съемочном планшете. Визирная марка стереоскопически опускается на изображение поверхности земли, и со счетчика высот считывается высотная отметка точки местности в принятой для работы системы высот. Рисовка рельефа горизонталями осуществляется следующим образом: на счетчике высот устанавливается численное значение горизонтали, которую следует изобразить на съемочном планшете. Вращением алидады и перемещением карандашной каретки вдоль горизонтальной линейки находят место, где визирная марка стереоскопически касается изображения топографической поверхности. После чего, карандаш карандашного устройства опускается на съемочный планшет. Перемещением карандашной каретки и поворотом алидады визирная марка стереоскопически, непрерывно ведется по изображению топографической поверхности, при этом след оставляемый карандашом показывает истинное положение горизонтали на съемочном планшете.

Предлагаемые способ и устройство позволяют производить съемку без съемочного обоснования при наличии на съемочном планшете твердых контуров, нанесенных на него ранее. В этом случае, плановое положение точки стояния устройства на съемочном планшете определяется из линейной засечки с определением расстояний до твердых контуров по стереоскопическому дальномеру. Для определения высотной отметки базиса дальномера, после того как устройство будет приведено в рабочее положение, визирная марка стереоскопически опускается на изображение точки местности, высота которой известна, и на счетчике высот устанавливается значение ее высотной отметки. Теперь, если привести проектирующую линейку в горизонтальное положение, на счетчике высот будет стоять значение высотной отметки базиса дальномера.

Установка масштаба в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом: на местности измеряется рулеткой линия длиной 50-100 метров. Над одним из концов линии устанавливается предлагаемое устройство, а на другом конце вертикально устанавливается веха. Устройство приводят в рабочее положение, т. е. устанавливают его вертикальную ось вращения в отвесное, а горизонтальную линейку в горизонтальное положение. Затем, выполнив наведение первой визирной марки на изображение вехи, карандашную каретку перемещают на расстояние, при котором должна находится игла карандашного устройства при заданном масштабе от вертикальной оси вращения предлагаемого устройства. Перемещением рычага по направляющей, добиваются стереоскопического совмещения визирной марки с изображением вехи. После чего, вводится децентрация карандашного устройства по направлению перпендикулярному к измеряемому для введения поправок в измеряемые углы за отстояние первого концевого отражателя от оси вращения предлагаемого устройства. На счетчике высот устанавливается линейная шкала, соответствующая принятому для съемки масштабу.

Полученные результаты при топографической съемке с помощью датчиков, установленных на горизонтальной линейке 8, первой направляющей 21 и кольце-лимбе 2 могут записываться в накопителе информации, а затем обрабатываться с помощью ЭВМ.

Предлагаемые способ и устройство позволяют точно и подробно составить топографический план непосредственно на местности без промежуточных вычислений и интерполирования горизонталей, причем сложность топографической поверхности несущественно влияет на быстроту съемки. Все операции по съемке топографической поверхности осуществляет один человек, т.к. не требуется рабочий по набору пикетов.

Предлагаемые способ топографической съемки поверхностей и устройство для его осуществления могут быть использованы не только для съемки местности, обновления топографических планов, но также и при съемке горных выработок, в планировке горизонтальной и наклонных площадок, при съемке недоступных поверхностей, при кадастровых съемках.

Использование: маркшейдерское дело и геодезии. Для получения точного и подробного топографического плана непосредственно на местности без промежуточной обработки результатов осуществляют рекогонсцировку, сгущение съемочной сети, набор пикетов выполняют стереоскопическим совмещением измерительной марки с изображением земной поверхности, а рисовку рельефа - стереоскопическим передвижением марки по изображению земной поверхности. Устройство для осуществления способа содержит подвижную в полярной пространственной системе координат бинокулярную оптическую систему 5 с концевыми отражателями 6, 7. Проектирующая линейка 12 расположена параллельно правому визирному лучу и приводит измеренное наклонное расстояние к горизонту, откладываемое на горизонтальной линейке 8 и съемочном планшете 1 с помощью карандашного устройства 10. На шлаке высот фиксируется величина, равная превышению на измеряемую точку. В результате поворота левого концевого отражателя 7 с помощью дальномерной проектирующей линейки 14, которая поворачивается посредством передвижения карандашного устройства 10 через систему рычагов 15, 16, производится стереоскопическое измерение расстояния. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ топографической съемки поверхности, включающий рекогносцировку, сгущение съемочной сети, набор пикетов и рисовку рельефа, отличающийся тем, что набор пикетов проводят стереоскопическим совмещением измерительной марки с изображением контура или поверхности, а рисовку рельефа осуществляют стереоскопическим передвижением измерительной марки по изображению земной поверхности. 2. Устройство для топографической съемки поверхности, содержащее бинокулярную оптическую систему с измерительными марками, съемочный планшет, проектирующую линейку, счетчик высоты, три направляющих и карандашное устройство, закрепленное в каретке, установленной на горизонтальной линейке, с возможностью перемещения над съемочным планшетом, отличающееся тем, что дополнительно содержит алидаду, рычаг, кардан, вспомогательную линейку, вертикальную и дальномерную линейки и два концевых отражателя, размещенных в бинокулярной оптической системе, которая расположена на алидаде, установленной с возможностью поворота, проектирующая и вспомогательная линейки связаны одна с другой и установлены параллельно оптической оси одного из каналов бинокулярной оптической системы, в котором размещен первый концевой отражатель с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси посредством перемещения кардана по первой направляющей, размещенной на алидаде, при этом кардан установлен на проектирующей линейке, размещенной с возможностью перемещения и связанной с кареткой, второй концевой отражатель размещен во втором канале бинокулярной оптической системы и соединен с дальномерной линейкой, причем второй концевой отражатель и дальномерная линейка установлены с возможностью поворота, дальномерная линейка размещена во второй направляющей, соединенной с вертикальной линейкой, установленной с возможностью вертикального перемещения в третьей направляющей, которая соединена через рычаг с кареткой.