Способ измерения углов между направлениями на отражатели

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 1763891 А 1 РЕСПУБЛ(51)5 6 01 С 1/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСК нститутрадиоло.ОВ МЕЖДУАТЕЛИения угловтражателяируют при тного излуют этот луч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Н ауч н о-и ссл е до в а тел ьс ки йприборостроения(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛНАПРАВЛЕНИЯМИ НА ОТРАЖ(57) Использование: для измермежду пунктами, снабженными оми, Сущность изобретения: формпомощи источника злектромагничения 1 направленный луч, враща 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,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 пп отраженных лучей от каждого из отражателей е и щ, Измеряемыйа угол определяют по выражению,ЛЬ, = -К (М К,5 п+ 0,5 п и), где а - угловая величина одного импульса датчика угла поворота 3; И - 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, принимают55 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 отоаженных 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 /Зг, с учетом угловой величины (с 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 отражаемыхлучей фиксируют количество импульсов п 1 и пп 1 отраженных лучей от каждого из отражателей. Величину угла между направлениями находят из выражения:Дв = - , (К К.0,5 п+ 0.5 пп).2На чертеже представлена возможная схема устройстьа, реализующего способ, На нем обозначены: источник света 1, фото- приемник 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 установленны 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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, За 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 М 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 пп, Одновременно с поступлением начального (или завершающего) сигнала от отражателя прекращается фиксация количества сигналов датчика угла поворота 3. Зафиксированные сигналы в счетно-решающем блоке 6 позволяют произвести расчет угла Дп, при введении в блок 6 данных о постоянных величинах а и "К" и знаках, придаваемых сигналам пе и и в зависимости от того, с начального или завершающего сигналов отражателей начинается и завершается счет сигналов И,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, За счет синхронизации импульсов модулированного луча и импульсов датчика угла поворога и умножения частоты импульсов/р - М К,5 пр + 0,5 п), К Составитель Т,СтарцевТехред М,Моргентал Корректор З,Салко Редактор Заказ 3450 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, 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 М 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 ре гистрации отраженных лучей фиксируют количество импульсов п и п отраженных лучей от каждого из отражателей, а величину угла находят из выражения