Способ определения пространственных координат объекта

(з) 4 С 01 С 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬ Н АВТОРСКОМ Р 2женерно-строВ.П.Чкалов.8)детельство СССРС 1/00, 19741аявка В 81/01195981. НИЯ ПРОСТРА ТА, согласплоскости полагают их а в опредет пересечеГОСХДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(56) Авторское св9 402736, кл. С 0Международнаякл.С 01 С 15/00,(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ СТВЕННЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕК но которому образуют две лазерного излучения, ра под углом друг к другу, ляемой точке регистрирую ния плоскостеи лазерного излучения,с фотоприемниками рейки, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения способа путем непосредственного определения прямоугольныхкоординат объекта с заданной ориентацией осей, фиксируют места пересечения плоскостей с вертикально ориентированной рейкой в определяемойточке после установления линии пересечения плоскостей горизонтально иориентации ее вдоль осевого меридиана, а затем - после изменения еенаправления на экваториальное, и пополученным в заданной последовательности пересечениям плоскостей лазерного излучения с рейкой определяютпространственные прямоугольные координаты объекта.Изобретение относится к геодезическим измерениям и может быть ис.пользовано для выполнения наземной крупномасштабной съемки, а также для определения пространственных координат объекта.Известен способ определения координат объекта, основанный на развертке лазерного луча в две совмещенные 10 плоскости, согласно которому производят двойное (прямое и обратное) круговое вращение лазерного луча в горизонтальной плоскости, фиксируют начало отсчета направления с помощью 15 фотоприемника, регистрируют сигнал, отраженный от уголкового отражателя, расположенного на объекте,а дальность и угол места до объема получают как функции угловой скорости враще ния луча.и временных интервалов между регистрациями сигналов. При этом обратное вращение начинают с моментаприема отраженного сигнала.Недостатком способа является огра 25 ниченный диапазон применения из-эа невозможности определения положения объекта в вертикальной плоскости. Кроме того, информация о положении объекта определяется на основе времяимпульсного преобразования отраженных сигналов, что приводит к усложнению аппаратуры.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения поло жения объекта, согласно которому в одном пункте разделяют лазерный луч на две части и развертывают их с помощью цилиндрических линз в два сектора, ориентируют их в форме 7 40 или Х под известным углом друг к другу, вращают секторы вокруг вертикальной оси прибора. В другом пункте устанавливают рейку с группой датчи,ков, расположенных на заданном рас стоянии друг от друга, снабжают рейку радиоприемником и мини-ЭВМ, а систему развертки - радиопередатчиком, Угловое положение рейки определяют по количеству импульсов между исходным направлением и направлением на рейку, а дальность и превышение определяют по расстоянию между датчиками, углу пересечения секторов и параллактическим углам, образованныч центром вращения секторов и точками пересечения их с датчиками рейки.Недостатком способа является сложность измерительного процесса, обусловленная необходимостью дополнительной развертки лазерного луча в секторы, что приводит к уменьшению интенсивности излучения, а значит, ик снижению дальности действия способа. Определяемые полярные координатыполучаются с использованием времяимпульсного преобразования сигналов.Это приводит к усложнению конструкции прибора, дополнительным погрешностям и необходимости последующегоперевычисления координат объектов изполярной системы координат в прямоугольную.Цель изобретения - упрощение способа путем непосредственного определения прямоугольных координат объекта с заданной ориентацией осей.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определения про-.странственных координат объекта, покоторому образуют две плоскости лазерного излучения, располагают ихпод углом друг к другу, а в опреде-,ляемой точке регистрируют пересечения плоскостей лазерного излученияс фотоприемниками рейки, фиксируютместа пересечения плоскостей с вертикально ориентированной рейкой вопределяемой точке после установления линии пересечения плоскостейгоризонтально и ориентации ее вдольосевого меридиана, а затем в . послеизменения ее направления на экваториальное, и по полученным в заданнойпоследовательности пересечениям плоскостей лазерного излучения с рейкойопределяют пространственные прямоугольные координаты объекта.На фиг,1 показан принцип отсчитывания по рейке 6 Ь и ду при ориентировании линии пересечения плоскостейлазерного излучения по начальномунаправлению (экваториальный наклонплоскости); на фиг.2 - принцип отсчитывания ЬХ при ориентировании линии пересечения плоскостей,ортогонально начальному направлению (меридиональный наклон плоскости); нафиг.З - случай разнесения плоскостейпо вертикали,Если формирователь две пересекающиеся световые плоскости - одну горизонтальную Р, вторую наклонную Р -и ориентировать линию пересеченияпо направлению север-юг (фиг. 1), томаксимальный угол о между плоскостями приходится по направлениюз 115585 запад-восток (экваториальный наклон плоскости), а по остальным направлениям он изменяется пропорционально синусу угла 0( между направлением5 СЮ и заданным направлением (дирекционный угол), т. е. Е = Еоз 1 п1 ОТак как функция изменения углау соответствует функции изменения приращений координат Д у, то угол ЕЧ можно использовать как параллактический для отсчитывания Ь у по рейке, 15 установленной на определяемом объекте,если углу Яо придать значение, соответствующее определенному коэффициенту К.Горизонтальную плоскость можно 2 О использовать для определения превышения бЬИз фиг.1 следует, что(5) При этом, после решения последних двух уравнений мини-ЭВМ замыкает цепь радиопередатчика, который передает к исходной точке М сигнал о необходимости изменить экваториальный наклон на меридиональный. Схема мини- ЭВМ предусматривает генерирование звукового.или светового сигнала в случаях, когда либо горизонтальная, либо наклонная плоскости не попадают на рейку (проходят соответственно над или под ней). Направления наклона плоскостей (фиг.1, 2), обеспечивают правильность получения знаков приращений координат по четвертям и превышений.Для технической реализации спосо" ба плоскости необходимо разнести на величину Д либо по вертикали, либо по горизонтали, либо в обоих направлениях сразу.При разнесении по вертикали отсчеты по рейке а, а следует уменьшить или увеличить на Ь в зависимости от то 1 о, подйята или опущена наклонная плоскость относительно горизонтальной, При разносе плоскостей по горизонтали на Д в отсчеты следует вводить поправки, равные Ьсд ф, которые постоянны для определенной конструкции и введение которых заложено в ЭВМ,Ду = (ау - аг) К; ДЬ=(а -аг) К,(2) где а, а - отсчеты по рейке соответственно по горизон- ЗОтальной и экваториазйно наклонной плоскостямв направлении с(а; - отсчет по рейке, равныйвысоте х линии пересе 35чения плоскостей над исходной точкой.Если наклонной плоскости придают меридиональный наклон (фиг.2),то мак-симальное значение Ео параллактиче 40 ского угла приходится на направление север-юг, а по всем остальным он изменяется пропорционально косинусу дирекционного угла, т.е,к = Есоз о В качестве базового устройства может быть использован электронный та О хометр, который представляет собойобъединение в одном приборе угломерного идальномерного блоков. Способ позволяет производить из. мерения непрерывно, координаты объекта определяют без измерения дальности и горизонтального угла. и может быть использован для определения приращения абсциссы ДХ = (ах - аг) К (4) Рейка несет на себе одну из известных систем фотоэлементов для автоматического считывания ат, а, аи снабжена радиопередатчиком и мини-ЭВМ. Перед началом работы в мини-ЭВМвводят значения высоты инструмента а;и координат исходной точки Хм, Уч иН Мини-ЭВМ вычисляет и выдает наиндикатор и в накопитель координатыопределяемой точки Я Хю = Хм + (а - а)К; Ун = Ум + (аЧ - аг)К 3 Ня = Нм + (а 1 аг)К1 155850 Редактор Н. Сильнягина Техред А. Кравчук Корректор В. Бутяга 95 ж 6 ак писное ПИ Государственного комитета СССо делам изобретений и открытийМосква, 3(-35, Раушская наб., д. В 30 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Прое