Способ определения взаимного смещения точек объектов Советский патент 1991 года по МПК G01C15/00 G01C1/00 

Изобретение относится к геодезическим измерениям и может быть использовано в специальных инженерно-геодезических работах при монтаже и контроле положения оборудования.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем одновременного определения углового смещения точек.

На фиг. 1 показана схема измерения поперечного смещения; на фиг.2 - схема измерения углового смещения-, на фиг. 3 схема измерения совместного продольно-углового смещения; на фиг. Ц - пример выполнения устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ осущестпляют следующим образом.

Формируют референтную линию, предназначенную для измерения относительно нее п ло ченип исследуемого объекта. формируют путем установки светов зсрлщатолей 1 и 2, повернутых входными зрачками одни навстречу другому, на второй и третьей опорных точках.

Устанавливают на исследуемом объекте 3 первой контролируемой точки ( источник коллимированного излучения и направляют исходный кол- лимнрованный пучок на первый световозвращатель 1, Измеряют в контролируемой точке I величину Х1 смещения оси отраженного пучка относительно исходного.

Формируют второй исходный коллими- рованный пучок, соосный с первым, посылают его в награвлении,, противоположном первому, на второй световозвращатель 2, измеряют в контролируемой точке величину X смещения

Сл

с о оо

оси второго отраженного пучка относительно второго исходного.

Измеряют расстояния 1, и lj от исследуемого объекта, на котором установлен источник, до первого и второго световозвращателей соответсвенно.

Из фиг. 3 следует:

X, - 2й- 2l,tpX , Х{ 2 д + 21ztgc ,

где d - угол разворота первой точки

относительно второй и треть- |$ ей,

- i

/л Э л

° arCtR 2(1,+ lt) ;

О - величина смешения исследуемого объекта относительно референтной линии,

Х,1 + Хг1

2(1, + 17)

40

Формирование референтной линии, относительно которой производят измерение смещения исследуемого объекта, „ осуществляют с помощью устройства, содержащего световозвращатели 1 и 2, выполненные, например, в виде трип- пельпризм. Световозвращатели устанавливают на стабильные основания 5 и разворачивают входными зрачками один 35 к другому при помощи визиров 6.

На исследуемом объекте устанавливают приемопередающий блок 7, содержащий соосно расположенные лазер 8, телескопическую систему 9 а также модулятор 10.

На оптической оси лазерного осве- расположен светоделитель 11, предназначенный для формирования двух соосных лааерных пучков, направ ленных в противоположные стороны, и две измерительные фотоэлектрические марки 12, оптически связанные со светоделителем черва световозвращатели.

Светоделитель может быть выполнен, например, в виде прямоугольной призмы, на катетиые грани которой нане- |сено отражающее покрытие. Гипотенуз- - ная грань призмы должна быть не меньше диаметра лазерного пучка. 55

Центры катетных граней светодели- тельной призмы и энергетические центры измерительных марок расположены

,- 45

50

10

|$

20

25

40

„35

, - 55

45

50

в вертикальной плоскости симметрично относительно референтной линии, заданной опорными марками, и расстояние между ними должно быть не менее диаметра лазерного пучка.

Конструктивно лазерный осветитель, светоделитель и измерительные марки выполнены в виде единого блока, установленного на исследуемом объекте с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на 180°.

Выход каждой измерительной марки электрически связан со своим электронным блоком 13t предназначенным для обработки сигналов, поступающих с измерительной марки. Выход каждого электронного блока связан с входом блока }k преобразования информации об отключении объекта от референтной линии и об ее длине. Выходы блоков преобразования информации о расстоянии подключены к сумматору 15.

В зависимости от конструкции из- . мерительной марки электронный блок имеет различный набор узлов. Так, при использовании в качестве измерительной марки квадратного фотодиода электронный блок может иметь предварительные усилители, схемы вычитания сигналов и масштабные усилители (не показаны).

Блок преобразования информации о расстоянии содержит, например, масштабный усилитель с управляемым коэффициентом усиления (не показан).

Для работы устройства в режиме . ноль индикатора приемопередающий блок установлен на направляющие 16 и связан с датчиком 17 линейных перемещений.

Формула изобретения Способ определения взаимного смещения точек объектов, включающий формирование на первой точке первого исходного коллимированного пучка, направление его на вторую точку и возвращение на первую точку, измерение величины возвращенного пучка относительно исходного и обработку результатов кзмерений, о т - личающий ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного определения углового смещения точек, формируют на первой точке аторой исходный коллимированный пучок, соос- ный и противоположно направленный

515

первому, направляют его на третью точку, возвращают в первую точку и измеряют величину смещения возвращенного пучка относительно исходного, а величины поперечного Л и углового ti смещений первой точки относительно второй и третьей определяют по следующим зависимостям:

д. It 8+ IjXt Л 2U i+ 1|)

о/- arctg

где 1,, 19

kt

X 1 - X д

2(1 г + 13)

расстояния от первой точки до второй и третьей, соответственно;

значения смещений со- ответствуюр|их возвращенных пучков относительно исходных.

Изобретение может быть использовано в специальных инженерно-геодезических работах при монтаже и контроле положения оборудования. С цепью расширения функциональных возможностей путем одновременного определения углового смешения точек п псрпой контролируемой гочке t Формируют два со- осных и противоположно направленных исходных колпимированных пучка. Пучки возвращаются на первую точку при помощи световозвращателей 1 и , у ы- новленных нэ второй и третьей точках. Измерение величин ьии позоращен- ных пучков относительно исходных позволяет определить попереч ые и угловые смецс inn первой точки относительно второй и третьей. - 4 и т. с О

5 ;

5 J

2 5

/ /

Фиг.1

/ 2

Фиг. 2

5 1

Фиг.З

к,

ТГ

г s