Способ измерения углов между направлениями на отражатели

Способ измерения углов между направлениями на отражатели

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С

I

I о (гд

О (21) 4784844/10 (22) 20,11.89 (46) 23.09.92; Бюл. N. 35 (71) Научно-исследовательский институт приборостроения (72) Т.П.Старцев (56) Патент ФРГ iU" 372249, кл. G 01 С 1/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 402736. кл. G 01 С 1/00, 1972, Финкельштейн M.È. Основы радиолокации, — M.: Сов, радио, 1973, с, 402. (54) СПОСО5 ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ МЕЖДУ

НАПРАВЛЕНИЯМИ НА ОТРАЖАТЕЛИ (57) Использование: для измерения углов между пунктами, снабженными отражателями. Сущность изобретения: формируют при помощи источника электромагнитного излучения 1 направленный луч, вращают этотлуч

Изобретение относится к оптическому приборостроению, преимущественно геодезическому и может использоваться при измерении углов между предметами, снабженными отражателями.

Известны способы измерения углов между отражателями при определении координат объекта, в котором последовательно освещают лучом света зоны расположения отражателей,. принимают отражаемые сигналы, фиксируют временной интервал между отраженными сигналами и скорость кругового развертывания луча света. Недостатком этих способов является необходимость высокоточной стабилизации скорости вращения угломерного прибора и равенства угловых размеров отражателей, ÄÄ5UÄÄ 1763891 А1 в плоскости измерения при помощи вала 7, на котором закреплен приемник излучения

2 и датчик угла поворота 3. Луч мсдулируют при помощи блока 5 частотой, кратной с коэффициентом к частоте импульсов датчика 3. Импульсы модулированного луча синхронизируют с импульсами датчика 3.

Отраженные от отражателей лучи регистрируют приемником 2 и фиксируют количество импульсов, пе и nm отраженных лучей от каждого из отражателей е и m. Измеряемый а угол определяют по выражению Л6,„=—

К (N К-0,5п + 0,5nm), где а — угловая величина одного импульса датчика угла поворота 3; N- — количество счетных импульсов датчика 3 за отрезок времени между моментами регистрации лучей, отраженных от отражателей, 1 ил.

Один из хронометрических способов предусматривает развертывание луча в прямом и обратном направлениях, а вычисления производят по временным интервалам прямого и обратного развертывания. Это позволяет получить углы между направлениями на центры отражателей, независимо от их угловых размеров, но более чем в два раза увеличивает время, требующееся на измерения, Кроме того, ошибки в измерениях, как и в других хронометрических способах, зависят от стабильности скорости вращения, Известен также широко применяемый в радиолокации способ измерения координат, в котором путем кругового развертывания отражающих объектов, принимают

1763891

55 отражаемое излучение и фиксируют количество сигналов от датчика углового положения поворотного устройства между моментами регистрации отраженных лучей и вычисляют измеряемый угол с учетом угловой величины одного счетного интвервала между соседними импульсами датчика угла поворота. Для учета угловой величины отражающего объекта измерения углов производят до момента наступления отраженных сигналов и до момента прекращения отраженных сигналов и берут из них среднее арифметическое, В отличие от хронометрических способов, стабилизация скорости вращения не требуется, т,е. отсчеты производятся по импульсам датчика угла поворота, связанным с углом, а не временем поворота оси вращения.

Однако при прямом переносе способа в оптический диапазон высокая точность угловых измерений не обеспечивается. Это связано с тем, что точность фиксации направлений в радиодиапазоне ниже точности датчиков углов поворота, тогда как в оптическом диапазоне точность фиксации направлений может быть значительно выше.

Целью изобретения является повышение точности измерений углов между направлениями на отражатели при использовании излучения оптического диапазона, Сущность изобретения заключается в усовершенствовании известного способа измерения углов с использованием датчиков углов поворота оси, фиксацией количества счетных импульсов К между моментами регистрации отраженных лучей и вычислением измеряемого угла 3g> с учетом угловой величины гс одного счетного импульса датчика угла поворота.

Отличие от известного способа заключается в том, что излучаемые лучи модулируют частотой, кратной с коэффициентом "К" частоте импульсов датчика угла поворота, причем синхронизируют импульсы модулированного луча и импульсы датчика угла поворота. При регистрации отражаемых лучей фиксируют количество импульсов пi и nm отраженных лучей от каждого из отражателей. Величину угла между направлениями находят из выражения:

Д = —, (N К.0.5n + 0.5п ).

На чертеже представлена возможная схема устройстьа, реализующего способ, На нем обозначены: источник света 1, фотоприемник 2, датчик угла поворота 3, привод

4, блок умножения частоты 5, счетно-решающий блок 6, ось вращения 7. Привод 4 осью вращения 7 соединен с установленны5

50 ми на одном валу датчиком угла поворота 3, фотоприемником 2 и источником света 1.

Выход фотоприемника 2 соединен с первым входом счетно-решающего блока 6, Выход датчика угла поворота 3 соединен с входом блока умножения частоты 5, выход которого соединен со вторым входом счетно-решающего блока 6 и со входом источника света 1, Измерения по описываемому способу производятся следующим образом. После включения привода 4 начинается вращение находящихся на одном валу источника света

1, фотоприемника 2 и датчика угла поворота

3. Сигналы датчика угла поворота 3 поступают в блок умножения частоты 5 и происходит модуляция потока излучения источника света 1, 3а счет поворотов источника света

1 происходит последовательное освещение зон расположения отражателей, не показанных на рисунке. При попадании света на первый отражатель, отраженное излучение принимается фотоприемником 2, вращаемым одновременно с источником света 1, С этого момента в счетно-решающем блоке б начинается фиксация сигналов от первого отражателя п .

Одновременно начинается фиксация количества сигналов N датчика угла поворота 3. Фиксация этих сигналов может начинаться и с момента прекращения поступления сигналов от отражателя. При продолжении поворота вала продолжается фиксация числа этих сигналов. При освещении второго отражателя, расположенного в другой точке, с фотоприемника 2 поступает и фиксируются в счетно-решающем блоке 6 сигналы от второго отражателя пп1, Одновременно с поступлением начального (или завершающего) сигнала от отражателя прекращается фиксация количества сигналов датчика угла поворота 3. Зафиксированные сигналы s счетно-решающем блоке 6 позволяют произвести расчет угла Pgm при введении в блок 6 данных о постоянных величинах v. и "К" и знаках, придаваемых сигналам п и и„ в зависимости от того, с начального или завершающего сигналов отражателей начинается и завершается счет сигналов N, У хронометрического и описываемого способов есть требование стабильности скорости вращения, но в хронометрическом оно распространяется на полный оборот вала. а в описываемом — только на интервал между импул.сами датчика угла поворота, 3а счет синхронизации импульсов модулированного луча и импульсов датчика угла поворога и умножения частоты импульсов

1763891

/ „== (N К-0,5Ap+ 0,5п ), К

Составитель Т,Старцев

Техред М,Моргентал Корректор З.Салко

Редактор

Заказ 3450 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина. 101 датчика в "К" раз происходит повышение точности измерений, Учет числа пришедших от отражателей сигналов позволяет получать результаты измерений с одного поворота устройства, работающего по описываемому способу, Формула изобретения

Способ измерения углов между направлениями на отражатели, при котором формируют направленный луч электромагнитного излучения, вращают этот луч в плоскости измерения. регистрируют отраженные от отражателей лучи, фиксируют количество счетных импульсов N от датчика угла поворота луча за отрезок времени между моментами регистрации отраженных лучей и вычисляют измеряемых углов /3 „с учетом угловой величины гк одного счетного импульса датчика угла поворота, отличающийся тем, что. с целью

5 повышения точности, луч модулируют частотой, кратной с коэффициентом К частоте импульсов датчика угла поворота, синхронизируют импульсы модулированного луча и импульсы датчика угла поворота, при ре10 гистрации отраженных лучей фиксируют количество импульсов п и и> отраженных лучей от каждого из отражателей, а величину угла находят из выражения