Способ определения уклонения лазерного пучка Советский патент 1989 года по МПК G01C5/00 

1

Изобретение относится к специальный видам.геодезических измерений и может быть использовано в геодезии, строительстве, в работах, связанных со стабилизацией лазерного направления (плоскости) в пространстве, исследованиями и поверками .лазерных систем.

Цель изобретения - упрощение процесса измерений за счет измерения угловых положений лазерного пятна и визирной цели с одного пункта одним н аблюдат елем.

На чертеже приведена схема измерений.

Способ реализуют следующим .образом.

В начальном пункте 1 располагают лазерную систему с источником излуче-

ния - лазером 2, положение пучка а которого неоходимо определить. Вблизи источника излучения, примерно в 0,5-1 м, на дополнительном пункте устанавливают угломер, например тео- ртлит 3. На конечном пункте 4 устанавливают визирную цель (марку-экран) 5 с центром 6. Один из секторов марки выполнен таким образом, чтобы интенсивность лазерного пятна 7 была достаточна для ее регистрации угломером, в котором может быть реализовано визуальное или фотоэлектрическое визирование, В частности, она может быть покрыта специальным флюоресцирующим составом. В поперечной плоскости может быть также установлен уголковый отражатель. Вдоль опорного направления закреплены точки 8-11.

4i Од

СП

Опорное направление формируют между пунктами, например, путем определения -высот точек геометрическим нивелированием с последующим совмещением на известной высоте лазерного излучателя 2 и визирной дели 6, которая служит перпендикулярной плоскостью для регистрадии положения .лазерного пятна 7. Совмещают лазерный пучок Q с опорным направлением с учетом кривизны Земли. Аналог ичным путем устанавливают теодолит 3. Визируют зрительной трубой теодолита на центр визирной.дели 6 и измеряют таким образом угловое положение . Визир-уют на лазерное пятно 7, например, на его дентр, и определяют угловое положение центра пятна р,. При этом угол р, содержит в себе только инструментальную составляющую. Возможен также вариант установки теодолита на произвольной высоте с дополнительным

1462105

специальном кольце (например, выпускаемые отечественной промьшшен- ностью системы типа СКП, САУЛ и др.). После поворота головки лазерный пу- , чок сместится с опорного направления. Тогда поворотом подвижной части .сканатора его вновь совмещают с опор ным направлением. Если в процессе

Q переориентации излучателя горизонтальность системы изменится, ее корректируют, например, по уровню. В ко нечном итоге получают матрицу (Л ) и матрицу (рц); , по которым судят

15 о пространственном положении лазерного пучка в различных направлениях, т.е. о лазерной плоскости.

Изобретение позволяет измерить с одного пункта угловое положение ви2Q зирной цели, излучение от которой проходит только в одном направлении к угломеру, что дает возможность выделить рефракционную составляющую, и угловое положение лазерного пятна.

предвычислением теоретического значения углового положения дели /3°. Тог- 25 излучение которого проходит в двух Д -рц-р ц--направлениях, за счет чего выделяетПосле определения угловых положений цели и лазерного пятна в точке 4 марку-экран перемещают и устанавливают в точку 8 с определением высоты цели относительно исходного пункта V,

30

ся только инструментальная составляю щая, поскольку излучение вернется под тем же углом, что и вышло из излучателя.

необходимой для вычисления теоретического значения углового положения цели по формуле

Формулаизобретения

Способ определения уклонения лазерного пучка, при котором на начальном пункте ориентируют лазерный пучок по -опорному направлению на конечный пункт, на котором устанавливают экран перпендикулярно опорному направлению, измеряют на дополните.г1ь- ном пункте инструментальную составляю щую уклонения лазерного пучка, а по проекции лазерного пучка на экран определяют рефракционную составляющую уклонения лазерного луча, отличающийся тем, что, с целью упрощения продесса измерений, в конечном пункте экран совмещают с маркой, на дополнительном пункте устанавливают угломер с вертикальным кругомJ совмещают визирную ось угломера с опорным направлением, измеряют угломером угловое положение лазерного пучка на экране и угловое положение марки, а определение инструментальной и рефракционной составляющих уклонения лазерного пучка производят с учетом результатов угловых измерений.

(р;); arcCtg()-Vi -H,S;

где Н; V: отметки пунктов, на которых устанавливают марку-зкран; их высоты; Hq и V - отметка исходного пункта

и высота установки теодо- о лита;

S - горизонтальное проложение между лунктами; радиус Земли.

R. Измеряют угловые положения ( А) т.д. по всем точкам вдоль опорного направления. Таким образом получают пространственное положение пучка, соответствующего первой ориен- тйдии лазерной системы (излучателя). После этого изменяют ориентадию излучателя путем поворота его в горизонтальной плоскости на заданный угол,.например 45°. Переориентацию целесообразно осуществлять, например, поворотом неподвижной во время вращения сканатора . (пентапризмы) головки излучателя, закрепленной в

1462105

специальном кольце (например, выпускаемые отечественной промьшшен- ностью системы типа СКП, САУЛ и др.). После поворота головки лазерный пу- чок сместится с опорного направления. Тогда поворотом подвижной части .сканатора его вновь совмещают с опорным направлением. Если в процессе

переориентации излучателя горизонтальность системы изменится, ее корректируют, например, по уровню. В конечном итоге получают матрицу (Л ) и матрицу (рц); , по которым судят

о пространственном положении лазерного пучка в различных направлениях, т.е. о лазерной плоскости.

Изобретение позволяет измерить с одного пункта угловое положение визирной цели, излучение от которой проходит только в одном направлении к угломеру, что дает возможность выделить рефракционную составляющую, и угловое положение лазерного пятна.

излучение которого проходит в двух направлениях, за счет чего выделяетизлучение которого проходит в двух направлениях, за счет чего выделяет

ся только инструментальная составляющая, поскольку излучение вернется под тем же углом, что и вышло из излучателя.

0

Формулаизобретения

Способ определения уклонения лазерного пучка, при котором на начальном пункте ориентируют лазерный пучок по -опорному направлению на конечный пункт, на котором устанавливают экран перпендикулярно опорному направлению, измеряют на дополните.г1ь- ном пункте инструментальную составляющую уклонения лазерного пучка, а по проекции лазерного пучка на экран определяют рефракционную составляющую уклонения лазерного луча, отличающийся тем, что, с целью упрощения продесса измерений, в конечном пункте экран совмещают с маркой, на дополнительном пункте устанавливают угломер с вертикальным кругомJ совмещают визирную ось угломера с опорным направлением, измеряют угломером угловое положение лазерного пучка на экране и угловое положение марки, а определение инструментальной и рефракционной составляющих уклонения лазерного пучка производят с учетом результатов угловых измерений.

5

0

Изобретение относится к геодезии, в частности к средствам исследования и контроля положения опорных направлений, задаваемых лазерными излучателями. Цель изобретения является упрощение измерительного процесса с одновременным повьшением производительности труда. Для этого формируют опорное направление между пунктами, в исходном пункте совмещают лазерный пучок с опорным направлением, измеряют угловое положение пучка и визирной цели установленньм в-исходном пункте теодолитом и по результатам измерений судят об инструментальной составляющей положения пучка и о ре фракционной составляющей. Для определения положения плоскости в пространстве изменяют ориентацию лазерной системы в горизонтальной плоскости. 1 ил. с «б (Л