Высотомер двойного изображения

 

5I2 370

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.03.74 (21) 2001499!18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень № 16 (51) М. Кл G 01С 5/00

Государственный комнте1

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УД1 528.54(088.8) Дата опубликования описания 27.01.77 (72) Авторы изобретения

И. А. Грейм и В. Н. Назаров

Северо-Западный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) ВЫСОТОМЕР ДВОЙНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для измерения вертикальных отрезков для определения превышения точек на местности.

Известен высогомер двойного изображения для измерения вертикальных отрезков, состоящий из зрительной трубы двойного изображения и счетно-решающего устройства в виде двух рядом расположенных зеркальных ромбов и оптической отклоняющей системы. Один из зеркальных ромбов установлен по уровню на неподвижном основании, а другой жестко связан со зрительной трубой, при повороте которой в вертикальной плоскости траектория движения изображения точки в неподвижном зеркальном ромбе обеспечивает необходимое преобразование параллактического угла.

Недостатком этого высотомера является необходимость использования при работе с ним дальномерной рейки с увеличенным поперечным размером, так как в оптической ветви с неподвижным зеркальным ромбом происходит боковое смещение ее изображения. Это смещение обусловлено поворотом зрительной трубы относительно зеркального ромба, при котором траекторией движения изображения в плоскости сетки является окружность. Второе изображение рейки в оптической ветви с зеркальным ромбом, жестко связанным со зрчтельной трубой, наведенной на рейку, всегда находится у вертикальной л1ппш раздела полей зрения высотомера. Таким ооразом, наблюдаемое в поле зрения прибора смещение одного изображения рейки относительно другого сопровождается пе только изменением величины параллактнческого угла, но и боковым отклонением изображения рейки в оптической ветви с неподвижным зеркальным ромбом.

Сложное счетно-решающее устройсгво, 10 включающее в себя два зеркальных ромба, существенно усложняет конструкцию прибора.

При его сборке и юстнровке необходима выверка взаимной параллельности зеркал ромбов прн горизонтальном положении зритель15 ной труоы, требуется точная установка ромбов относительно оптической оси прибора.

Определение величины вертикального отрезка производится с учетом коэффициентa

20 высотомера по расстоянию от начального штриха изображения рейки в оптической ветви с подвижным зеркальным ромбом до первого совмещенного со штрихом основной шкалы штриха нонпуса, изображение которого об25 разуется оптической ветвью с неподвижным зеркальным ромбом. При этом чувствп гельность прибора зависит только от смещения изображения рейки с нониусом во второй оптической ветви, так как изображение рейки с з0 основной шкалой нс участвует в образовании

512370 параллактичсского угла, и служит только для отсчета величины вертикального отрсзка.

Цель изобретения — повьипсние чувствительности и облегчение сборки и юстировки прибора.

Это достигается тем, что оптическое счетно-решающее устройство, расположенное в ходе лучей между телескопической линзой зрительной трубы и сеткой, выполнено в виде зеркального ромба, причем зеркальный ромб установлен по уровню на неподвижном основании так, что плоскости образующих его зеркал находятся одновременно в обеих оптических ветвях высотомера и наклонены к оптической оси зрительной трубы, ось поворота которой расположена в плоскости главного сечения ромба и параллельно оптической оси прибора, прямоугольной призмы с одним отражением, па половине гппотепузной грани которой нарезана крыша, и оптического элемента, отклоняющего лучи на 90, например поизмы AP-90 .

Высотомер дает возможность измерить вертикальные отрезки с высокой точностью, свойственной системам двойного изображения, в сочетании с повгяшс ной вдвое чувствительностью прибора по сравнению с известным, позволяет сократить число элементов оптического счетно-решающего устройства и упростить его конструкцию, так как в предлагаемом высотомере вместо двух зеркальных ромбов испо"oзуется один, установленный одновременно в обеих оптических ветвях прибора. При этом упрощается процесс сборки и юстировки высотомера, так как не требуется выверки взаим»ой параллельности зеркал ромбов при горизонтальном положении зрительной трубы и нет необходимости в их точной установке относительно оптической оси прибора. Положительный эффект состоит также в том, что в процессе измерения упрощаеся работа с высотомером благодаря тому, что в его поле зрения осуществляется совместное перемещение двух наблюдаемых изображений рейки и для определения вертикальных отрезков используется обычная дальномерная рейка, поперечный размер конуспой части которой не требует увеличения.

На фиг. 1 показан высотомер, общий вид; на фиг. 2 приведена схема образования параллактического угла при измерении; на фиг. 3— призма двойного изображения оптического счетно-решающего устройства, па фиг. 4 траектория движения изображения рейки в поле зрения высотомера.

Высотомер представляет собой зрительную трубу, состоящую из объектива 1, телескопической линзы 2 для фокусирования оптических ветвей, сетки 3 и окуляра 4. Зрительная труба дополнена оптическим счетно-решающим устройством, установленным в ходе лучей за телескопической линзой 2 и выполненным в виде установленного по уровню на неподвижном основании зеркального ромба 5,5 и двух призм, одна из KoTophlx AP-90 (6)) и конст4 рукция другой (7) прсдставлена на фиг. 3. Эта призма служит для образования в поле зрения прибора двух наложенных друг на друга изображений рейки, причем верхний конец одного изображения при горизонтальном положении зрительной трубы совмещен с нижней стороной другого.

Поворот трубы на угол к в вертикальной плоскости вокруг оси О, Oь параллельной оп10 тической оси высотомера 00 (фиг. 1) о;носительно неподвижного зеркального ромба

5,5, создает в обеих оптических ветвях переменный параллактический угол у, который определяется траекторией движения изображе15 пия точки. При указанном повороте зрительной трубы траекторией изображения точки является окружность с центром на оси 00, причем плоскость этой окружности в данном случае перпендикулярна к оптической

20 оси, а ее радиус равен

r = =2651п (1) где b — базис зеркального ромба;

i — угол между нормалью к зеркалам ромба и оптической осью зрительной трубы (фиг. 4).

Переменный параллактический угол выражается равенством

25 (4)

2у где bр — базис, отсчитываемый по рейке, и

50 соответствующий параллактическому углу 2у.

Теперь, учитывая выражения (1), (2), (4) для величины h получают

h =Kb (5) 55 где К= б — коэффициент высотомера.

4bsini

При построении высотомера удобно К иметь круглым числом (10, 20 и т. д,). Так, при f, =400 мм величина базиса зеркального ромба должна составлять 14,1 мм. Регулировка коэффициента высотомера при юстировке осуществляется изменением величины угла

65 падения лучей на зеркала ромба при его повоу = 1 ° з1пя, (2)

30 где t — фокусное расстояние объектива зрительной трубы.

Величина вертикального отрезка и (фиг. 2) определяется уравнением

35 h=D„sinu, (3) где D„ — наклонная дальность до рейки. Поскольку при повороте зрительной трубы происходит одновременное смещение изображений рейки, направленное в противоположные сто40 роны (вследствие разного числа отражений B оптических ветвях прибора) по дуге окружности одного радиуса, то в выражение для наклонной дальности В„до рейки необходимо ввести коэффициент 0,5, после чего оно приг

4 нимает вид

512370

Еиг.г фиг.3 ф: г.1

Составитель Ю. Ступко

Текред А. Камьгшникова

Редактор Т. Рыбалова

Корректор Е. Хмелева

Заказ 5199

Изд. № 1370 Тираж 864 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский фп. шал роте в плоскости главного сечения. Используемая для определения вертикальных отрезков рейка разделена в поперечном направлении па две части, одна из которых является нопиусной, а на другой нанесена основная шкала, причем нониус нанесен с обеих сторон отведенной от него части рейки, что дает возможность измерять вертикальные отрезки при повороте зрительной трубы на угол — а, т. е. при наведении ее на точки, расположенные ниже наблюдателя.

Формула изобретения

Высотомер двойного изображения, содержащий объектив, фокусирующую линзу, перегородку, установленные в ходе лучей обеих оптических ветвей, два отклоняющих элемента, один из которых выполнен в виде призмы

ЛР-90, и помещенное между ними зеркальное ромбическое счетно-решающее устройство, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения чувствительности и облегчения сборки и юстировки прибора, в нем ромбическое счетно-решающее устройство выполнено из двух зеркал, расположенных одновременно в обеих оптических ветвях, с осью поворота, установленной в плоскости главного сечения ромба, а второй отключающий элемент выполнен в виде прямоугольной призмы с крышей на половине гн15 потенузной грани.