Устройство для измерения расстояний Советский патент 1981 года по МПК G01C3/00 G01C3/08 G01S9/62 

t

Изобретение относится к области высокочастотных геодезических измерений, в частности к аппаратуре для электрооптического измерения расстояний.

По основному авт.св. №586701 описано устройство для измерения расстояний, содержащее излучатель, генератор масштабных частот, коммутатор измерительного и опорного каналов, гетеродин, фотоприемник и цифровой фазометр, выполненный на генераторе счетных импульсов, генераторе управляющих импульсов, усилителе-формирователе, схемах совпадении и электронном ключе, управляемом триггером, подключенным к выходам схем совпадения другом известном электрооптическом дальномере измерения для разрешения неоднозначности выполняются на двух различных масштабных частотах грубой и точной, различающихся между собой не менее, чем на два порядка. Регистрация показаний при измерениях на обеих частотах осуществляется на единственном счетчике, а сопоставление показаний, а при необходимости и их коррекции выполняются оператором после завершения измерений t IДля обеспечения автоматизации коррекции показаний при разрешении неоднозначности в процессе измерения на двух масштабных частотах предлагаемое устройство для измерения расстояний дополнено вторым многоразрядным счетчиком, подключенным

10 к выходу цифрового преобразователя разности фаз вместе с основным счетчиком через двухпозиционный переключатель выбора масштабной чартоты, при этом младшие разряды счетчика

15 для грубой масштабной частоты соединены со старшим разрядом через схему вычитания, а одновременно они подклк)чены вместе с выходами старших разрядов счетчика для точной масштаб20ной частоты к преобразователю кодов, управляющему блоком коррекции, пропускающим корректирующие импульсы к старшим разрядам счетчика для грубой масштабной частоты, подключенным

25 вместе со счетчиком для точной частоты к общему индикатору через шифратор.

На фиг. 1 представлена блок-схема 30 устройства/ на фиг. 2 - блок-схема преобразователя кодов, введенного в блок-схему устройства. Описание работы устройства ведет ся применительно к случаю, когда измерение ведется соответственно на двух масштабных частотах: точной f| 7,5 МГц и грубой F| 75 КГц. Напряжение соответствующей масштабной частоты подается от генератора 1 на полупроводниковый излучаталь 2 Модулированный световой поток подается через светоделитель 3 и после отражения на ретрорефлекторе 4 на конце измеряемой линии - к фотоприемнику 5 с помощью коммутатора б, работающего на низкой частоте, напр мер 50 Гц. Одновременно на фото приемник 5 подается с гетеродина 7 пряжение f,. и F ДЛЯ обеспечения преобразования масштабных частот f и F в низкую частоту ЛF f - f « (у. - FM 750 Гц, на которой ве.дется измерение разности фаз, с помощью цифрового фазометра 8. На вхо этого фазометра, условно представленного преобразователем 9 разности фаз в число импульсов поступают пач ки колебаний, чередующиеся с низкой частотой Я . Разность фаз Ф колебаний, образукхцих пачки, представляется последовательностью счетных импульсов от генератора 10. При точ ном измерении на масштабной частоте f с помощью переключателя 11 эта выработанная последовательность импульсов направляется в счетчик 12,а пои гоубом измерении на низкой масштабной частоте fj - в счетчик 13. При точном измерении фиксируется только разность фаз в пределах одного цикла и регистрируется, например, только четыре последних знака измеряемого расстояния-путем переноса показаний счетчика 12 чере дешифратор 14 на индикатор 15i Посл перехода в режим грубого измерения счетные импульсы поступают на низшие разряды счетчика 13. Между низшими и высшими разрядами счетчика 13,в данном случае между второй и третьей декадами, включена схема составленная из делителя 16, элемен та И 17 и триггера 18. Импульсы с выхода второй декады счетчика 13 по ступают одновременно на делитель 1 и элемент И 17, запертый триггером 18. Только когда на делитель 16 и элемент И 17 поступит третий импульд, триггер 18 опрокинется и про nycTiJT этот третий импульс на трет декайУ счетчика 13. Такой пересчет или вычитание каждых двух импульсов из трех происходит постоянно Ё режик е грубого измерения, выполня емого для разрешения неоднозначнос ти, в данном случае в пределах 2000 м. Для сойлещения точного и грубого отсчетов необходима коррек ция, учитывающая скачкообразный пе реход на границе смены измерительных циклов при точном измерении и связанный с ним скачок при переходе к высшим разрядам счетчика 13. Выполненная операция вычитания двух импульсов перехода к старшим разрядам счетчика 13 необходима для принятого метода ввода корректирующих импульсов в первый из этих старших разрядов, соответствующий десяткам метров для выбранных значений масштабных частот. Для добавления корректирующих импульсов предусмотрен блок коррекции, составленный из делител/i 19 на четыре, элемента И 20 и триггера 21. Работой блока коррекции управляет преобразователь 2 кодов, в котором сравниваются коды, записанные в старшем разряде счетчика 12 и младших счетчика 13: На входы о,5 , Ь , и cif, Ь ,} , f преобразователя 22 подаются двоичные коды с соответствующих декад счетчиков 12 и 13. Далее выходы t) , и Ь , 1 старших разрядов декад соединены с элементами 23, 23 типа Не, с которых при счете О, 1, 2 и 3 вьаделяется логический нуль, а при счете 5, 6, 7, 8 и 9 - логическая единица. Выходы элементов 23 и 23 включены параллельно к входам элементов 24 и 24 совпадения противоположного типа. Элемент 24 подключен к элементу 23 через диод 25. Если на входах элементов 24 и 24 присутствует код 00 или 11, то с их выхода снимается код 01. Если же с элемента 23 подается 1, ас элемента 23 , то-с выхода элемента 24 попрежнему снимается 1 благодаря обратной связи выхода элемента 24 с входом элемента 24 через диод 26 так же, как и с выхода элемента 23. При подаче на элементы 24 и 24 О с элемента 23 и 1 - с элемента 23 с выходов этих элементов снимается код 10. Коды с выходов элементов 24 подаются через ключи 27, 27 на выходы е ,е преобразователя кодов для управления блоком коррекции. Для предотвращения ошибочной коррекции, возможной при отсчетах 4, 5 и 6на сравниваеьшх разрядах счетчиков 12 и 13 в преобразователе 22 кодов, предусмотрены элементы 28, 28 типа И и элементы 29, 29 типа Пе, обеспечивающие запирание элементов 24, 24 в случае выявления отсчетов, не требующих коррекции, тогда с выходов е и е снимается код 01. В зависимости от кодов, снимаем:1Х с выходов вив, делитель 19 устанавливается в требуемое положение, соответствующее пропусканию 1, 2 или 3 корректирующих импульсов при формировании кодов 10, 01 и 11 соответственно. С учетом этих импульсов, удаленных при операции вычитания, показания старших разрядов счетчика 13 уменьшаются на единицу, . оставляются без изменений или увеличиваются на единицу.

Возможные варианты коррекции при различных показаниях счетчиков грубого и точного отсчета представлены в таблице.

Точный отсчет, Автоматическая коррекция упрощает проведение измерений, уменьшает утомляемость оператора и сокращает время работы на каждой точке. Формула изобретения Устройство для измерения расстоя ний по авт.св. №586701, о т л и чающееся тем, что, с целью автоматической коррекции при разрешеиии неоднозначности в процессе измерения на двух различных .масштаб ных частотах, грубой и точной, оио дополнено вторым многоразрядным счетчиком, подключенным к вых;оду цифрового преобразователя разности фаз вместе с основным счетчиком чер двухпозициоиный переключатель выбор масштабной частоты, при зтом младшне разряды счетчика для грубой масштабной частоты соединены со старшими разрядами через схему вычитания, а одновременно они подключены вмесите с выходами старших разрядов счетчика для точной масштабной частоты к преобразователю кодов, управляющему блоком коррекции, пропускающим корректирующие импульсы к старшим разрядам счетчика для грубой . масштабной частоты, подключенныЕм вместе ро счетчиком для точной частоты к общему индикатору через шифратор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР. №586701, кл. G 01 С 3/00, 1967. 2.Патент США 3888588, кл. 356-5, 1975.