Способ нивелирования и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01C7/02 

/// // х

У jf f

(Л

СП

о

О) Ю

4

31506274

отраженного излучения определяется высотой опорной световой плоскости над основанием рейки. Отраженный от рейки луч попадает на приемный блок 10 и, проходя через поляризационный светоделитель 1I, попадает на фотоприемники 12 и 13, принимающие ортогонально поляризованные компоненты рет- роотраженного светоделителя. Сигналы ю с них поступают на блок 14 суммарно- разностной обработки. Информация о сумме сигналов фотоприемников вместе с информацией опорного генератора 16

и фазового детектора 15 позволяет определить дальность до рейки 5, которая через кольцевой контактор 19 регистрируется в блоке 20 обработки. Разностный сигнал блока 14 несет информацию о превьшении-между исходной точкой и определяемой которая также регистрируется в блоке 20, Туда же поступает информация об азимуте направления на рейку по данным датчика 18 угол - код относительно исходного направления. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для топографических съемок местности. С целью повышения производительности труда на исходной точке сканированием светового пучка задается опорная световая плоскость. При этом луч, задаваемый источником 1, проходит через модулятор 2, поляризатор 3 и передающий оптический блок 4. На определяемой точке устанавливается рейка 5, содержащая ретроотражающий слой 7 и анизотропное покрытие из прозрачного материала 8 в виде конуса. Поэтому эллиптичность поляризации ретроотраженного излучения определяется высотой опорной световой плоскости над основанием рейки. Отраженный от рейки луч попадает на приемный блок 10 и, проходя через поляризационный светоделитель 11, попадает на фотоприемники 12 и 13, принимающие ортогональные компоненты ретроотраженного светоделителя. Сигналы с них поступают на блок 14 суммарно разностной обработки. Информация о сумме сигналов фотоприемников вместе с информацием опорного генератора 16 и фазового детектора 15 позволяет определить дальность до рейки 5, которая через кольцевой контактор 19 регистрируется в блоке 20 обработки. Разностный сигнал блока 14 несет информацию о превышении между исходной точкой и определяемой, которая так же регистрируется в блоке 20. Туда же поступает информация об азимуте направления на рейку по данным датчика 18 угол-код относительно исходного направления. 1 ил.

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, конкретно к методам оптических геодезических измерений, и предназначено для проведения геодезической съемки различных объектов, находящихся в сложных метеоусловиях, а также может быть использовано для автоматизации геодезических измерений в различных отраслях промышленного, сельскохозяйственного и мелиоративного строительства.

Целью изобретения является повышение производительности труда за счет автоматизации измерений с одновременным определением планового положения измеряемой точки.

На чертеже изображена структурная схема устройства, осуществляющего способ нивелирования.

Устройство для нивелирования содержит источник I излучения, модулятор 2 интенсивности излучения, поляризатор 3, передающий оптический блок 4, световозвращающую рейку 5, включающую основание 6, ретроотражаю щий слой 7, анизотропное покрытие 8 в виде полого конуса из изотропного прозрачного материала, растянутого блоком 9 растяжения, а также приемный оптический блок 10, поляризационный светоделитель I1, фотоприемники 12 и 13, блок 14 суммарно-разностной обработки сигналов фотоприемников, фазовый детектор 15, опорный генератор 16, механический сканис- тор 17 с закрепленным на нем датчиком 18 угол - код, кольцевой контактор 19 и блок 20 обработки.

Способ нивелирования осуществляют следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

Световое итлучеине источника 1, например лазера, через модулятор 2 интенсивности, поляризатор 3, передающий оптический блок 4 направляется в область измеряемых профилей местности. Параллельный световой пучок путем веерообразного или кругового сканирования, осуществляемого сканистором 17, разворачивается в измерительном пространстве в опор- нук световую плоскость. В измеряемой точке профиля световая плоскость пересекает светоотражающую рейку 5, причем падающий луч ретроотражается в направлении подсвета световозвра- щающим слоем 7, нанесенным на непрозрачное основание 6 рейки 5. Зондирующее излучение, дважды проходя анизотропное покрытие 8, соответствующим образом меняет свое состояние поляризации. Конус изотропного материала находится в условиях однородного растяжения, создаваемого блоком 9 растяжения, следовательно, величина фазовой задержки, вносимой световозвра- щаьзщей рейкой 5 между компонентами ретроотраженного излучения, зависит от высоты пересечения светоотражающей рейки световой опорной плоскостью. Поэтому эллиптичность поляризации ретроотраженного излучения опр)еделяется высотой профиля в измеряемой точке.

Ретроотраженное рейкой световое излучение собирается приемным оптическим блоком 10 и через поляризационный светоделитель 11 направляется на фотоприемники 12 и 13, прини- маьэщие ортогонально поляризованные компоненты ретроотраженного излучения. Сигналы с фотоприемников 12 и

13 поступают на блок 1А суммарно- разностной обработки, на выходах которого образуются суммарный сигнал, равный сумме сигналов с фотоприемников, и разностный сигнал, равный разности сигналов, поступивших с фотоприемников. Величина суммарного сигнала не зависит от состояния поляризации ретроотраженного сигнала и несет информацию огибающей модуляции по интенсивности ретроотраженног излучения. Фазовый детектор 15, на вход которого поступает суммарный сигнал 12: фиксирует величину фазового сдвига огибающей по интенсивности ретроотраженного излучения относительно фазы опорного колебания, поступающего с генератора 16 на опорный вход фазового детектора 15 и управляющий вход модулятора 2 интенсивности. Сигнал, пропорциональный величине фазового сдвига, с выхода фазового детектора 15 через кольцевой контактор 19 поступает ил дальномер- ный канал информационно-обрабатывающей системы 20, которая по измеренному фазовому сдвигу вычисляет дальность от нивелира до .точки пересечения опорной плоскости световозвращаю щей рейкой 5. Разностный сигнал 1т на выходе блока 14 несет информацию об изменении состояния поляризации ретроотраженного излучения, Р частноти изменения величины фазовой задержки между его ортогонально поляризованными компонентами, и, следовательно, зависит от высоты пересечения световозвращающей рейки 15 опорной плоскостью. Этот сигнал поступает на вход высотного канала блока 20 обработки, который по его величине вычисляет высоту профиля в измеряемой точке рельефа. Информация о текущей величине угла сканирования сканистора 17 постоянно поступает с датчика 18 угол - код сканистора на вход угломерного капала блока 20, Однако текущая величина угла сканирования фиксируется блоком 20 только в моменты поступления информации по дальномер- ному и высотному каналам.

Таким образом, информация о всех координатах измеряемых точек профиля одновременно поступает в блок 20 обработки или на соответствующий ее информационный накопитель.

Формула изобретения

1,Способ нивелирования, включающий формирование и модулирование по интенсивности поляризованного светового -пучка в исходной точке, преобразование его в опорную световую плоскость, регистрацию ее положения и определение превьшения между исходной

0 и измерительной точками, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности труда, в измерительной точке ретроотражают световой поток с из5 менением параметров его состояния поляризации пропорционально высоте опорной плоскости,над этой точкой при регистрации положения опорной световой плоскости, одновременно регистрируют

Q в исходной точке это изменение и фазовую задержку, а одновременно с превышением находят дальность и азимут до измеряемой точки.

излучения, модулятор интенсивности излучения, передающий оптический блок сканистор, рейку с пяткой, первый и второй фотоприемники, датчик угол 0 код, кольцевой контактор и блок обработки, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения информативности и производительности труда, оно снабжено опорным генератором,

с блоком суммарно-разностной обработки, приемным оптическим блоком, поляризационным светоделителем и фазовым детектором, рейка выполнена с ретро- отражающим слоем и прозрачным покры0 тием, оптическая анизотропия которого пропорциональна расстоянию от пятки рейки, выход опорного генератора соединен с входом модулятора интенсивности излучения и первым входом фазо5 вого детектора, второй вход которого соединен с первым выходом блока суммарно-разностной обработки, а выход через кольцевой контактор соединен с входом дальности блока обработQ ки, первый и второй входы блока суммарно-разностной обработки соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, а второй выход через кольцевой контактор со5 единен с входом превьщ1ения блока обработки, причем выход датчика угол - код через кольцевой контактор соединен с входом азиму та блока обработки.