Высотомер двойного изображения Советский патент 1976 года по МПК G01C5/00 

1

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для измерения вертикальных отрезков в геодезии.

Известны устройства для измереиий вертикальных отрезков, состоящие из зрительной трубы двойного изображения оптической системы в виде двух угловых зеркал.

Недостатком этих устройств является раздельное фокусирование оптических ветвей, вызванное тем, что при повороте зрительной трубы относительно неподвижного углового зеркала, изменяется не только паралактическнй угол, но и происходит расфокусирование изображения.

Снижение резкости изображения в оптической ветви с неподвижным угловым зеркалом приводит к уметилнению точности рабоп, ноэтому возникает необходимость в ироводеиип дополнительного фокуси)овання ветвн в )цессе измерения.

Целью изобретения является обеспечен1 е одновременного фокусирования оптических ветвей высотомера двойного изображения.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве в ходе лучей между телескопической линзой зрительной трубы и сеткой установлены два отклоняющих элемента, выполненных в виде призм АР-90°, и два зеркальных ромба равного базиса, находящиеся в разных оптических ветвях, один из которых жестко

связан со зрительной трубой, а другой установлен по уровню на неподвижном основании так, что плоскости образующих его зеркал наклонены к оптической оси зрительной трубы, ось поворота которой расположена в плоскости главного сечения ромба и параллельно оптической оси прибора, и отклоняющих элементов оптической системы.

Устройство позволяет измерять вертикальные отрезки с высокой точностью, обеспечиваемой системой двойного изображения, в сочетании с одновре.меииым фокусироваиием обеих оптических ветвей высотомера.

На фиг. 1 показан общий вид оиисываемого высотомера; на фиг. 2 - траектория движения изображения в оптпческой ветви с неп{)движ1и 1м зерка.И)Ным ромбом; на фиг. 3 -схема образования парал.мактического уг.ча при измерении.

Высотомер иредставляет собой зрительную трубу двойного изображения, состоящую из объектива 1; телескопической линзы 2 для фокусирования оптических ветвей, разделей пой перегородкой 3 на две оди}1аковые и жестко

связанные .между собой частн; сетки 4 в виде двусклеенных плоскопараллельных пластинок, установленных иод наклоном к оптической оси и служаи1,их для образования резкой границы раздела иолей зреиия высотомера; окуляра 5.

Зрительная труба доиолнена оптическим счетно-решающим устройством, установленным в ходе лучей за телескопической линзой 2 и выполненным в виде двух зеркальных ромбов 6,6 и 7,7, один из которых (6,6) установлен на неподвижном основании, а другой (7,7) жестко связан со зрительной трубой, а также двух отклоняющих прямоугольных призм АР-90° 8 и 9.

Работает устройство следующим образом.

Поворот трубы на угол а в вертикальной плоскости вокруг оси OiOi , параллельной оптической оси высотомера 00, относительно неподвижного зеркального ромба 6,6 создает переменный параллактический угол у, который определяется траекторией движения изображения точки. При указанном повороте зрительной трубы траекторией изображения точки является окружность с центром на оси 00, причем плоскость этой окружности перпендикулярна к оптической оси, а ее радиус в данпом случае равен

г 26Sim,(1)

где b - базис зеркальных ромбов; i - угол между нормалью к зеркалам зеркальных ромбов и оптической осью зрительной трубы. Так что переменный параллактический угол выраЖается равенством:

-Since,

/об

ITef, - фокусное расстояние объектива зрительной трубы. Поскольку величина кального отрезка /г (фиг. 3) определяется уравнением

/г Д„51па,(3)

где D,, - наклонная дальность до рейки, установленной перпендикулярно л-инни визирова11ия, и

/)„ -,(4)

Y

где Ьр - базис, отсчитываемый по рейке, соответствующий параллактическому углу у, то, учитывая выражения (2), (3), (5) и принимая г 45°, для величины /г получаем

ii Kbp,(5)

где К коэффициент высотомера.

При построении высотомера удобно К иметь круглым числом (10,20 и т. д.). Так, при 500 мм базис вертикального ромба соответственно должен быть равен 35,6 мм; 17,7 мм и

т. д.

Приведем расчет высотомера для следующих его параметров: Z),,. мм; длина рейки L 2 м; / 500 мм; сх. прел. ± 12°. Для значения К 20 базис зеркальных ромбов находят из выражения (7):

500 ,

6 7 17,7 мм.

20/ 2

Радиус г определяют но формуле (2): г 25 мм. Линейное поле зрения /, используемое в высотомере, находят по формуле

i об D U. макс И ДЛЯ принятых величин / , L и Z) „. „акс

/ 5 мм. При этом поперечное смещение изображения рейки в поле зрения зрительной трубы, равное стрелке прогиба 5 сегмента, образуемого траекторией движения изображения точки при повороте трубы высотомера, определяют из формулы

/2

5 2/-1

И с учетом полученных величин / и г равна S 0,5 мм, что соответствует ширине рейкп:

Dn.

200 0,5

0,2 М.

(/ 500

Формула изобретения

Высотомер двойного изображения, содержащий зрительную трубу, включающую в себя объектив, фокусирующую линзу, перегородку, дв.а двойных зеркала, отклоняющий блок, сетку, окуляр и корпус, отличающийся тем, что, с целью одновременного фокусирования обеих оптических ветвей, отклоняющий блок выполнен в виде нрнзм АР 90°, в ходе его лучей, уста1новлсны два зеркальных ромба, один из которых жестко связан со зрительной трубой, а другой укреплен па корпусе.

.

y/////////////////////7//////////////////// //i /// fui. 3