Способ нивелирования и устройство для его осуществления

Способ нивелирования и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) О1!

224 А1

<51! y G 01 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЮЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР

K ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 411 5928/24-1 Р (22) 09.06,86 (46) 07,09.89. Бюл. У 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и экспериментально-конструкторский институт продовольственного машиностроения (72) Г.Vi.Óòêèí (53) 528.422(088,8) (56) Спиридонов A. и др, Справочник— каталог геодезических приборов,-М.:

Недра, !984, с, 69-85, Неумывакин Й. и др. Автоматизация геодезических измерений в мелиоратинном строительстве. -M. Недра, !984, с. !2 14, 29.

2 (54) СПОСОБ НИВЕЛИРОВАНИЯ И УСТРОИСТ

ВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение предназначено для топографических сьемок 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 ретроотражаюший слой

7 и аниэотропное покрытие иэ прозрачного материала 8 в ниде конуса, Поэтому эллиптичность поляризации ретро!

3 1 506274 отраженного излучения определяется высотой опорной световой плоскости над основанием рейки. Отраженный от рейки луч попадает на приемный блок

I0 и, проходя через поляризационный светоделитель 11, попадает на фотоприемники 12 и 13, принимающие ортогонально поляризованные компоненты ретроотраженного светоделителя, Сигналы с них поступают на блок 14 суммарноразностной обработки. Информация о сумме сигналов фотоприемников вместе с информацией опорного генератора 16

4 и фазового детектора 15 позволяет определить дальность до рейки 5, которая через кольцевой контактор 19 ре— гистрируется в блоке 20 обработки, Разностный сигнал блока 14 несет информацию о превышении между исходной точкой и определяемой которая также регистрируется в блоке 20, Туда же поступает информация об азимуте направления на рейку пп данным датчика " 18 угол — код относительно исходного направления. 2 с.п. ф-лы, 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 25 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 1 излучения, модуля- 40 тор 2 интенсивности излучения, поля— ризатор 3, передающий оптический блок 4, световозвращающую рейку 5, включающую основание 6, ретроотражающий слой 7, аниэотропное покрытие 8 45 в виде полого конуса иэ изотропного прозрачного материала, растянутого блоком 9 растяжения, а также приемный оптический блок 10 поляризационный светоделитель 11, фотоприемники 12 и 13, блок 14 суммарно-разност50 ной обработки сигналов фотоприемников, фазовый детектор 15, опорный генератор 16„ механический сканистор 17 с закрепленным на нем датчиком 18 угол — код, кольцевой контактор 19 и блок 20 обработки.

Способ нивелирования осуществляют следующим образом.

Световое излучение источника 1, например лазера, через модулятор 2 интенсивности, поляри- атор 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 опорнук с етовую плоскость. В измеряемой точке профиля световая плоскость пересекает светоотражающую рейку 5, причем падающий луч ретроотражается в направлении подсвета световозвращающим слоем 7, нанесенным на непрозрачное основание Ь рейки 5. Зондирующее излучение, дважды проходя анизотрснное покрытие 8, соответствующим образом меняет свое состояние поляризации, Еонус изотропного материала находится в условиях однородного растяжения, создаваемого блоком 9 растяжения, следовательно, величина фаэовой задержки, вносимой световоэвра( щающей рейкой 5 между компонентами ре I poozpaIKeHHoro излучения, зависит от высоты пересечения светоотражающей рейки световой опорной плоскостью. Поэтому зллиптичность поляри ации ретроотраженного излучения определяется 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, принимающие ортогонально поляризованные компоненты ретроотраженного излучения. Сигналы с фотоприемников 12 и,1506274

25

45

55

13 поступают на блок 14 суммарнораэностной 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 10 и несет информацию огибающей модуляции по интенсивности ретроотраженного излучения, Фазовый детектор 15, на вход которого поступает суммарный сигнал I фиксирует величину фазового сдвига огибающей по интенсивности ретроотраженного излучения относительно фазы опорного колебания, поступающего с генератора 16 на опорный вход фазового детектора 15 и уп- 20 равляющий вход модулятора 2 интенсивности. Сигнал, пропорциональный вели— чине фазового сдвига, с выхода фазового детектора 15 через кольцевой контактор 19 поступает на дальномерный канал информационно-обрабатывающей системы 20, которая по измеренному фаэовому сдвигу вычисляет дальность от нивелира до .точки пересечения опорной плоскости световоэвращаю- 30 щей рейкой 5. Раэностный сигнал на выходе блока 14 несет информацию об изменении состояния поляризации ретроотраженного излучения, р частности изменения величины фаэовой 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 канала блока 20, Однако текущая величина угла сканирования фиксируется блоком 20 только в моменты поступления информации по дальномерному 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

l. 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 превышения между исходной и измерительной точками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности труда, в измерительной точке ретроотражают световой поток с изменением параметров его состояния поляризации пропорционально высоте опорной плоскости.над этой точкой при регистрации положения опорной световой плоскости, одновременно регистрируют в исходной точке это изменение и фаэовую задержку, а одновременно с превышением находят дальность и азимут до измеряемой точки.

2. Устройство для нивелирования, содержащее источник поляризованного излучения, модулятор интенсивности излучения, передающий оптический блок сканистор, рейку с пяткой, первый и второй фотоприемники, датчик угол код, кольцевой контактор и блок обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности и производительности труда, оно снабжено опорным генератором, блоком суммарно-раэностной обработки, приемным оптическим блоком, поляризационным светоделителем и фазовым детектором, рейка выполнена с ретроотражающим слоем и прозрачным покрытием, оптическая анизотропия которого пропорциональна расстоянию от пятки рейки, выход опорного генератора соединен с входом модулятора интенсивности излучения и первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с первым выходом блока суммарно-раэностной обработки, а выход через кольцевой контактор соединен с входом дальности блока обработки, первый и второй входы блока суммарно-раэностной обработки соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, а второй выход через кольцевой контактор соединен с входом превышения блока обработки, причем выход датчика угол— код через кольцевой контактор соединен с входом азимута блока обработки.