Способ определения пространственных координат точек и устройство для его осуществления

Способ определения пространственных координат точек и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение отногится к геодезии и может быть использовано при выполнении крупномасштабной П)емкн для определения пространстненш ix координат точек. Цель изобретения - повышение производительности труда та счет повышения степени лвтоматизлцпи измерительного процесса. R устройстве г помотыо цилиндрической линзы 4, пгнтапризмы 5 и светоделитсльного кубика 6 формируют для сектора излучения, которые ориентиру- Ю1 но взаимно перпендикулярных направлениях в вертикальных плоскостях . Одновременно г храпением секторов вокруг (еп вертикальной оси нрлшлнн сектора вокруг их ocoi i спмметрии, после чечо изменяют ориенггппю каждого сектора излучения на 4) с помощью от клоняющсто элемента 3, фиксируют моменты пересечения лазерными секторами фогопрпемннков репки, после чего вычисляют .координаты точки. 2 с.п.ф-лы, 5 ил. л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (1) С О1 С 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K А 8TOPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТЬУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4286643/10 (22) ?0,07..87 (46) 15.02.91. Вюл. !:- 6 (71) Гop).)

Авторское Гш!летел! ство (:(:ГP

If 1489317, кл, Г 01 (: 15/00, 05.05.87. (54) СПОГО1) О(1Р(.. (1(Л(;1. (1 1(1 ()(ЛРЛ11(".TBFHHh1X КООР<(ИН(<Т ТО<11 .1 11 У(,Т1 О()(, ТВО

lIЛЯ. ЕГО ОГУ1!11,ГТВЛГ((И5I (57) Изобрет е)п)е n T»nn)! Toÿ к ге Одсзии и л)ожет бьп ь исполь )О))л«О I!pl! выполне)п)и круп«Омлсщт:)б«ой Гъс)мкп для определГ«ия прострлнст«е)!«ых

Изобретение относится к геодезическим измерениям и мокет быть использовано для выпол)!е«ия )IB«elf)fo) крупномас(()тлбной съемки, для определения пространстве««ых коорди«лт точек объектов.

Цель изобретения — повыиение производительности труда, л тлкх<е расширение диапазона измерений.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, «а

Jill«эь1 4 ПГ))т;111(111 .3)!!1) 5 11 CBOTOJ(OJ)II тГл),«огО I y(lfff<;) 6

Гс кторл из«у(l(«ип, которые ориентируfoT «о в.)лпм«О пер«оп)(!)кулярпых пап(((1«;I(! )111)! х )3 1)с Р т! к 1)11 ных плоско с T я .< ° О, «О)<р(и(«)1< Г 1!pл щс «11ГM се f< торо«вокруг О()! I(ll «ертпклльпоп Оси

13 Рл! !л)<)! Г()< T(3(3;) ))О к(3 УI 1(х О nl I (I)If

)fO T Pi1lf Г)ОГ))Г 1(.1 О I 1 . 3 1(«)ПОТ ОР!1С. 11 глщ«п !.лждого Гекторл 11 3 fy«ef«)я «л гсО

4 ) с . «ОИОКII>к) (37 I;Jf O)1)f)Î))((г О эл Гмеll

Т;1 3, <))If<(.)fpó)îò момс.)!ты пс.рес:ечси!!я Jl;i.)с.р)1) г!11 с е Top;))1)f

11редллглемое устройство содержит источf)ик излучения — .плэер 1, кoëëèмлтор 2, отклоняю))!Пй элемент 3, длиннофокусную цили))дрическую линзу 4, пентлпризму 5, светоде::ительный кубик 6, электромагнитное реле 7 для поворота и )(эменения угла отклоняющего элемента и радиоприемник 8.

Пентапризмл 5 выполнена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси прибора с помощью электродвигателя (не показан), Кубик 6 установ:лен на пентапризме 5. Элемент 3 выполнен в виде ориентированных навстречу друг другу оптических клиньев, !

627837

Устройство тлкже содержит рейку 9, устанлвливлемую н определяемой точке, с рлспо55ож«н и".III нл ней двумя фотоприемниками !(! II 11 кругового обзора

5 рлсполож«плыли нл известном расстояt нии t . ь5хо. и AoTollpll«IIHIIIcoH 10 и 11 попключ« и к блоку 12 регистрации, ко1 орый сс1д«р;- пт усилитель 13, подключенний к двум счетчикам 14 и 15 време- 0 нп,объедин«иным в едином блоке. Выходы счет гиков 14 и 15 подключены к выwIfcJ;If Tpльному блоку 16. Усилитель 13 подключен к радиопередатчику 17. Выход вычислительного блока подключен к блоку 18 обрлботки информации.

Пр«дллглемий способ осуществляют сл «;lye>!i!lint обрл < ом.

В 5 «хо!ylfotf пункте Л с известными

Hoo; пппл r IIIII х д У д II н д устанлвли 2р влют пс редлюс5ий блок уст ройс5 га. После

III;!ïî IåH;f5I 55г точилка излучения формируют «помлкll,ю «H«тoJIpzIIT«JII ного куб:;кл .. . л,t Topcl излучения If opllell

i «! Уют 1<:: " 5 ??????55????????55??53 ?????????????????? 25 ???? ??"??|.?????? ?????????????????????????????? ????????????????????>-:,. Устлнлвлив IftIT устройство таI

Х, а !Ipугой — в HallpoIIJ!eHI»l оси Y. 30

Рейку 9 усr;>.H«l,ливлют в определяемой то;кс В, Ilpl!BP! fHT во вращение пентлf!pIlэму 5 с кубиком 6. Всле55ствие того, что JIIIHзл 4 lip врлщлется, плоскости обои- секторов вращаются вокруг их оси симметрии, устлнлвливаемой под элдHHIII:!ì углом к горизонту, например ropIfaoHTa»l Ho,с помощью отклоняющего элет мента 3. При этом угол наклонл каждого секторл вокруг оси их симмет- 40 рии явля«тся функцией угла поворота пентлпризми, т.е. азимута или дирекционного угля направления нл определяемую точку, и равен ему. Таким образом, при нахождении рейки в 45 точке В плоскость сектора, первонлчально opt le»THpoIIHHHof n по оси Х, зао 0 нимлет положение Р, под углом при пересечении фотоприемника 11, сигнал с которого усиливаясь в усилителе 13, запускает счетчики 14 и счетчик 15. Врлщаясь далее, сектор о

Р отклоняется нл угол Ь, при пересечении верхнего фотоприемника 10, что соответствует его положению Р для фотоприемника 11 ° При этом

55 блок регистрации работает следующим образом. Сигнал с фотоприемникл 10 ! останавливает счетчик 14, который, и, то

tv,(90 — g ) = k (1) т, О

TE

) где (!(, — азимут определяемого направления.

ОдновреMpHHo т е т

1 (2) t8g, = kg

Вследствие того, что 2e + $ ф 90 о имеет место (4) (5) откуда

Ьь ь,=,„ ! (6) Ь, =Ьоа - и,, Следовательно, находят (7) — - 1н, 1 2 1 2 (! 2 (8) Система уравнений (8) позволяет найти отрезки с учетом расстояния Д между фотоприемниками (9) таким образом, фиксирует время т1, которому соответствует отрезок b

Второй сектор, вращаясь аналогично первому, пересекает вначале фотоприемник 10, сигнал с которого запускает счетчик 14, затем фотоприемник 11, сигнал с которого останавливает счетчики 14 и 15. Таким образом, на счетчике 14 получают информацию о времени T, соответствующую отрезку h<, а на счетчике 15 время Т>, в котором содержит информация о превынении фотоприемника 11 относительно горизонтальной оси. Результаты измерений поступают в блок 16.

Описанные измерения представляют собой цикл для получения информации о трех пространственных координатах точки В за один поворот пентапризмы.

Их получают следующим образом.

Так как измеренные значения времени Т и т пропорциональны углам

278 17 6

В процессе определс)ния координат точек может возниклэ ь си)veöití, при котором опрсцеляеMRII точка рлсположена вблизи оцн< и иэ осей Х или 1, и

TnrJta угол нлклоил одного иэ секторов такой, что пересечения им обоих фотс tlpHpMHIIKoB не происходит. В этом, случл(формируется сигнал упрлвле10 ния, который р<3циг)11(ргг(лтчиком 17 направляют нл радиоприемви)с 8. Сигнал с послецнего поступлет в блок (10) L4 =ать 7

Х = Х + 1,с.с)я f)<., д в (2 (12) ;р ситуация при «оторои рлэмгров с< кторов IIPJtoc T;lTo

ИХ ПС РГСЕЧ(Httft С (t)OTOIIJ)fteMf litt<;IM ргйк)1. 8 этом случае по с)<гцллу г рлциоперецл I пtêë 17, Hогпр)tHt!M;1eâ

25 M O г O p л(п1 о l l р 11е 11111 К O M 8, 1 C T р < ) и с 1 в < ) упрлвления ItoìellelllipM углл нлклоl< 1 от)слоняюг1()гo и)смг.)(тл 2 ft .çM()1)Hpт (слгnpfIT>tf 1 (1 ) — (1 2 ) 1.()лли 3 уст блок 16.

Информ()ц)(ю о вь)сотной координлте (или превышеш(и м(жцу пу1(ктлми h и В) получают по Jtpeftcfttt Т следую)<1им образом. ,о

Если сек гор Р при tlepe< eueitltit An2 о топриемник; 11 элиимлет по;1(жение Р

Тп время Т рлвно - Т(с1, rite Т63 периоч одного гборотл пгнтлприэмы.

Но Р, вследствие ил клона f)ttp af)o по о отно(<)е1(ию к оси, соедиияющей AoTotfpttемники 10 и 11, и образования угля о,о

90 с с сектором Р, злтрлчивлет время Т меньшее, чем 3 iu), т.е, /< мони (е<.кому закову

35 — . cn,; с (201

x где — угол 1)л),)<о)1() по о< 11 Х.

Х (1)ормул(.(2(f) н tltтl,è)ëln f г JI I< I<)— щим обрлэом. Вычи(.ляя 1)о (16) 1(р(вьt40 шение меж,)у осьf<) гимметрии (ектороп и фотоприг.(11(ик эм 11 h;Ic)fto ll! IITC )ьНО )IЛХОДHT ((<

Ь„= Ь„+ Ь>, (14) <

h = 1,sin

) можно получить

Т Ь ь =и<.—.

Ь 1+k

50 или окс)нчатепьно

II

t1; (, = Ь„ f:g- II,,(16)

55 пропорциональные коордииатлм Х и Y о о б 6

Отрезкам Ь 1 и Ь о ссоответствуют углыж и Ч 2 (Р(=ЫТ1 гце Я вЂ” угловая скорос1ь врлщения пентаприэмь).

Следовлтельио, дважды полу IHI<)T дллькость 1. цо точки В

L = =, (11)

СВЦ (f 8q

Окончательно для координат Х it y ltc6 пользуfnT урлвнения

Т„= 3/4 Тс,)- Т, (13) .причем вре)(сии Т< соответствует пТрезок

Вследствие справедливости отношения

t — — (<ь) Н =Н +hÄ (17)

Вычислительное устройство 16 так" же реализует алгоритмы (13) — (17 управления поворотом отклоняющегг о элемента 3 ил угол 45, после чего определяемые коордиилты будут в но(( вой системе коорг)инлт Х и У

В процессе опрецеления прострлиC TB(lflfil ÃX КООР \ИП<)1 TO 1(V Н() I

ЛЕННОЙ МГСтпоГтп Можат ВО.

oT1IocII T(litt но гори )оц гл и<) углл у обесие iilH;lint tei o lt:)Mñ p()шн. При ))ом угол 1 являс тся фупкш(ей л.)и)lутл

H,ËtIÐHt3JIÅÍÈfI НЛ OtIP((1С)11)ГМУ)) ГО (КУ, т.е, угла л<(, и It è(lllчгTcí 11< глртогда (Н = Н8+ h+ h, (22) о

Ф о р м у л а и э о б р с т е» и я

1. Способ определения прострлиственных координат точек, при котором в исходном пункте дормэ(руют цвл се«тора лазерного иэлуче)(ия пгд углом друг к другу, вращают llx вокруг общей вертикальной оси, фотоприемпиками рейки, установленной ил определенной точке, фиксиру))г MnrfeHTt>i пересечения их лаэерньли c(.«торами, 1tJ?7837

ft <1 1i P i 11 Ч ((,; г) )(чl.:

Г С- (< (((, Г(Г, 1< ((;(1(? У

ОР(«11" H()ÓI)ò

О -. I; Ãi, ( ((< fI !ii () i fii

1!Р И<1((П II IО< .КО (I II < Е(I )1) РИИ, 1(()ГI (КЛГ 1(ОГО С< ((О< .(((t

i: t 1(о(«(, Л ПР(1

?О

1 (ii ) () t, (i(C(() (((tl1P с.t,о i с1! tl5I

1- -ititil т тi Г l:, < !с () ?5 (,(1.

- .g(1? пбсне чего flthtI(cJJ5ttt)т коорпипл Гы опреПе (немой точки с у (етом рлсстояГо(Я МЕ:-У .:; — г, 1(Ч(НИКЛМИ, УГПЛ МЕж(у с: i р,i(I:t !t о 1 lt Tов пересече1(ий, о г I tl ((1(Гt !t!I (. 5(тем, <(Г, (iti t, (f!((I(if!i (IP()II II О;Tit

Гt II ii . l,)". .. и IJ!)i (<)IIHC (акти()оГ()i \ (t I,;. tf tI: lI 11:(оГКоГT51!(, (р ; 1 (:, :, I I li ) I Ii (i ((0 ((t о б.;)у. 1: о< (и Гпмметit . I < ll 1 .1< (:Fi101 ОР((ЕПтаflltf

<)

,горл fl Itfpft(f(?Ip нл -(") от1(ОI(CT (ti()ВКИ H ttP(;

| . I I " 1(1lt!l;tlitt ))Ров ((: t Ii,(*(if II(--Р< С<-сопержаг((ее наземнь(й источник излучения, коплиматор, откл<>няю(Гий э)(емент, выполненный в виде ориентированных (telic (речу друг другу оптических клиньев Jf устлновпенный между ког(лиматоро,(и пентлпризмой, í l н(,(хог(ной гра(н(которой жестко зг(крепг(енл светопепите<пьнля куб-lip!tain, рапиоприемник и рлдиопереялтчик, л тлкже вертикл Il,ную рои(;у с

Г".(((и(Л ЧЕРЕЗ ВВЕПГННос МЛГНИтНОЕ РЕПЕ

c )cJl1((1ен с о; 1(5lpll)tl()(((им . лементом, ус гл((ов)(е((шгм с во I «)iêíîcтью IJ()Ro

„о рота I л 43, Ilpll этом один из выходов ус((. i! IT(t(5t Аототокл попкг((()чен к рапиоперс-i,,t т .ику.

I627837

1627837

Составитель В. Назаров

Редактор Л.Веселовская Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 330 Тираж 297 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101