Способ определения относительных координат точек и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01C15/00 

anef.f

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при геодезическом контроле высотных и подземных сооружений.

Целью изобретения является повышение точности определения относительных координат точек, расположенных на разных горизонтах.

На фиг,1 приведена схема, поясня- ющая принцип действия cnocoeaj на фиг.2 - предлагаемое устройство.

На схеме (фиг.1) на верхнем горизонте 1 расположена точка 2 верхнего горизонта, плановые координаты кото- рой А и А у требуется определить в результате изменений (на фиг.1 показана только одна координата АХ). Точка 3 установки физического тела 4 с радиусом R должна совпадать с точкой 2 в момент его пуска. В отвесных плоскостях 5,5, содержащих прямоуголь- нзто систему координат XOY, располагаются пилообразные световые пучки 6 (показан пучок только в одной плос кости) симметрично точке 7 нижнего горизонта и линии 8 пересечения отвесных плоскостей 5,5 . Точка 7 принимается за точку нижнего горизонта. Пилообразный луч 6 имеет точ- ки 9 и 10 максимального отклонения от линии 8, расстояние между которыми (удвоенная амплитуда светового пучка) 1. Данное расстояние принимается в качестве линейной меры при расчете плановых координат. Радиус тела R определяет диапазоны начальны рассогласований верхней точки 2 относительно нижней точки 7 на нижнем горизонте 11, при которых возможно проводить измерения. Тело 4 движется по траектории 12 и пересекает пилообразные лучи 6 соответственно в точках 13-15, в которых производится измерение времени пролета тела 4. Из подобия треугольников, например, образованных точками 9,14,15 и 10,13, 14, в плоскости 5 устанавливается связь между искомыми плановыми координатами и измеренными величинами

л - br(tiy-t .)-( ,) 1 А X - 2 () T-J

где If,/2 - амплитуда пилообразного

светового пучка

tij,

t 14 ,

- Времена пролета тела 4

до пересечения с пилообразным пучком соответственно в точках 1-3-15.

Аналогичная формула справедлива для определения координаты по оси Y

Предложенньй способ осуществляется следующим образом.

Тело 4 устанавливается в точку 2 на верхнем горизонте 1. Точка 2 вместе с телом перемещается в точку 3, в которой расстояние до точки 8 меньше, модуля суммы радиуса и половины ширинь пучка или, как частный случай, меньше ширины пучка. Затем осуществляют пуск тела 4 и измеряется время пролета тела до точек 13-15 и 13-15 (не показаны), по которым рассчитьшаются значения плановых координат верхней точки по приведенной формуле.

Устройство (фиг.2) содержит подставку 16, кронштейн 17, который соединен с двухкоординатным столиком 18 координатно-пускового механизма, со- осно закрепленные установочный элемент 19 и центрирующую втулку 20, зрительную трубу 21, наклонное зеркало 22.

Установочный элемент 19 выполнен в виде втулки, выполненной с одного из торцов из диэлектрического материала, а с другого из торцов - двух полуколец из проводящего материала, причем установочный элемент 19 соединен с одним из входов блока 23 измерений и обработки информации и насосом 24 для удержания тела 4„ Другой вход блока 23 соединен кабелем 25 с узлами формирования 26 и приема 27 световых пучков.

На корпусе механизма 28 управлени узлами формирования 26 и приема 27 световых пучков установлены параллельно и симметрично оси 8 плоские зеркала 29. Аналогичные элементы 26 27 , 29 установлены в отвесной плоскости 5 (не показаны).

Корпус механизма установлен в отвесное положение в трубе 30 с помощь трех пружин 31, расположенных под углом 120° сверху. На верхнем торце корпуса механизма 28 под углом 90 друг к другу сделаны четыре щели 32, подсвечиваемые лампой 33.

Устройство работает следующим об- разом«

С помощью зрительной трубы 21 one ратор наблюдает щели 32 и устанавливает с помощью координатного столика 18 установочный элемент 19 в положение, близкое к оси 8, Затем включается насос 24 и устанавливается физическое тело 4, выключается насос и физическое тело начинает свободное падение по траектории 12, время про- лета измеряется в точках 13-15 по одной координате и в точках 13 -15 (не показаны) - по другой координате а блок 23 измерен й рассчитывает относительные координаты втулки 20 от- носительно нижней точки 7. Формула изобретения

1. Способ определения относительных координат точек, расположенных на разных горизонтах, включающий из- мерение плановых координат точки на верхнем горизонте относительно неподвижной точки на нижнем горизонте путем измерения времени пролета физи,.

ческого тела от точки пуска до пере сечения его в нижней точке со световыми пучками, расположенными в отвесных взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем что, с целью повышения точности, сов мещают плановые координаты точек пуска и верхнего горизонта, траектории свет-овых пучков относительно линии пересечения взаимно перпендикулярных отвесных плоскостей придают пилообразную форму, ориентируют точку пуска относительно линии пересечения отвесных взаимно перпендикулярных плоскостей на расстоянии, меньшем ширины светового,пучка, а иско- мые координаты определяют по формуле

br(tV-tJ,)-( ,)

-.

(vi

(t%-tV

Л

X (V)

- координаты верхней точки относительно нижней точкиi

амплитуда пилообразного светового пучка относительно линии пересечения отвесных взаимно перпендикулярных плоскостейi

-

времена пролета физического тела до пересечения с пилообразным световым пучком в соответствующих точках траектории полета.

1о/2 - ю is

20 25

, 30 3540

45

2. Устройство для определения относительных координат точек, расположенных на разных горизонтах, содержащее механизм управления узлами формирования и приема световых пучков, координатно-пусковой механизм, состоящий из блока измерений и обработки информации, вакуумного насоса, центрирующей втулки и установочного элемента, вьшолненного в виде втулки, причем установочный элемент связан с вакуумным насосом и первым входом блока измерений и обработки информации, второй вход которого электрически связан с механизмом управления узлами формирования и приема световых пучков, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности определения относительных координат точек, оно снабжено наклонным зеркалом и зрительной трубой, оптически взаимосвязанными с подсвечиваемыми щелями, выполненными на торце корпуса механизма управления узлами формирования и приема световых лучей, двумя парами плоских зеркал, диаметрально противоположно установленными на корпусе механизма управления между узлами формирования и приема световых пучков и параллельно его оси симметрии, а центрирующая втулка и установочный элемент соосно закреплены.

2f

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при геодезическом обеспечении строительства и контроля высотных и подземных сооружений. Изобретение позволяет повысить точность способа. По ходу падения 4«зического тела 4 создают симметрично линии пересечения 8 взаимно перпендикулярных отвесных плоскостей 5,5 пилообразные лучи 6, совмещают точку 2 пуска с точкой 3 верхнего горизонта и приближают их к линии 8. Устройство снабжено наклонным зеркалом и зрительной тру- бой, оптически взаимосвязанными с четырьмя подсвечиваемыми щелями, расположенными на торце корпуса механизма управления, а центрирующая втулка и установочный элемент соосно закреп- 2 лены на корпусе механизма. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. & (Л