Измерительное геодезическое устройство

(54) ИЗМЕРИТЕЛ РОЙСТВО ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ УСТ бретени технике(5) Из тельной вано дл относится к иэмерии может быть использо ия рельефа местности. из 3 впринана ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Неумывакин Ю.К, иция геодезических измеративном строительстве1984, с, 28-29.Патент США И 3588249кл, С 01 С 3/08, 1958. Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, например, для измерения рельефа местности.Целью изобретения является повышение точности.На фиг. 1 приведена Функциональная схема измерительного геодезического устройства; на фиг, 2 - приемный блок устройства; на фиг3 - развертка цилиндрической .образующей приемного блока и временная диаграмма работы свето- приемника; на фиг. 4 - структурная схема электронного блока обработки сигналов со светоприемника; на фиг. 5 - временная диаграмма работы Целью изобретения является повышение точности измерения. Лазерный генератор создает световую плоскость, кото" рая пересекает фотоприемный блок. Луч лазера последовательно проходит через узкую прорезь барабана, соединяющую концы спиральной прорези, и засвечивает через рассеивающий экран, вогнутое зеркало, конденсор и фильтр, Фотоприемник, на выходе которого появля ется последовательность длинных и коротких импульсов. Короткий импульс служит для начала отсчета поворота вращающегося барабана на угол, который пропорционален времени пересечения световой плоскости узкой прорези и спиральной прорези. По угловой скорости вращения барабана и углу счетно-решающий блок вычисляет превышение исходной точки рельефа относительсно световой плоскости. 5 ил. электронного блока обработки сигналовсо светоприемника.Измерительное геодезическое устройство содержит блок задания лазернойплоскости ввод лазерного генератора 1,установленнье на подвижном экипаже 2Фотоприемный блок 3 с приводом 4,электронный блок 5 обработки сигналов и индикатор 6, Приемный блок ыполнен в виде полого барабана 7,водимого во вращение приводом 4,юйвцилиндрической поверхности бараба 7выполнены вертикальная 8 и спиральная9 прорези различной ширины. К внутренней цилиндрической поверхности вращаю"щегося барабана 7 прикреплен рассеи 1534316везющий экран 10, внутри вращающегосябарабана 7 на одном его торце установлено вогнутое зеркало 11 а на дру-,гом - последовательно расположенные5конденсатор 12, Фильтр 13 светоприемник 14. Электронный блок 5 обработкисигналов со светоприемника 14 содер"жит усилитель 15; три формирователяимпульсов 16 - 18; два инвертора 19и 20; четыре элемента И 21 - 24;триггер 25 с раздельными входами, генератор 26 импульсов стандартной частоты и счетчик 27,где Ю - угловая скорость вращениябарабана 7.В свою очередь угол ц поворота барабана 7 связан со значением высотной координаты Ьточки контролируемой поверхности следующей зависимостью (Фиг. 3):ЧоЧк "1 кй +Чепе6где Н " высота вращающегося барабана 7; 50 15Устройство работает следующим образом,Лазерный генератор 1 создает исходную геодезическую световую плоскостьПри движении подвижного экипажа 2 по 20контролируемой поверхности приемный,блок 3 устройства, установленный наштанге 28 и приводимый во вращениеприводом 4, вырабатывает в результате пересечения исходной геодезической 25плоскости прорезями 8 и 9 последовательность длинных и коротких импульсов, так как распознавания вида прорезей 8 и 9 они выполнены различнойширины, например, вертикальная 8 про- ЗОрезь уже спиральной 9 Интервал времени е между поступлением импульса,Формируемого светоприемником 14 припересечении исходной геодезическойсветовой плоскости узкой вертикальнойпрорезью 8, служащей началом отсчетаугла поворота вращающегося барабана 7,и импульса, Формируемого светоприемником 14 в результате пересеченияисходной геодезической световой плоскости широкой спиральной прорезью 9,пропорционален углу с к поворота вращающегося барабана 7 между моментамипересечения исходной геодезическойсветовой плоскости вертикальной прорезью 8 и спиральной прорезью 9ЯкЫ Ц, - угол охвата цилиндрическойповерхности вращающегосябарабана 7 спиральной прорезью 9;- ширина не пересеченной прорезями 8 и 9 цилиндрическойповерхности вращающегося барабана 7, определяемая условием невозможности одновременной засветки прорезей 8и 9 и равная толщине задающего светового луча.Таким образом, выполнение приемного блока 3 в виде вращающегося барабана 7, на цилиндрической поверхности которого имеются вертикальная 8 и спиральная 9 прорези различной ширины, позволяет использовать его для определения высотных координат точек контролируемой поверхности относительно исходной геодезической световой плоскости.Установка по ходу оптических лучей рассеивающего экрана 10, прикрепленного к внутренней цилиндрической поверхности вращающегося барабана 7, вогнутого зеркала 11, расположенного внутри вращающегося барабана 7 на одном его торце, и конденсатора 12, Фильтра 13, светоприемника 14 - на другом торце обеспечивает прием светового потока от лазерного генератора 1 светоприемником 14 в моменты пересечения исходной геодезической световой плоскости прорезями 8 и 9 в любой точке контролируемой поверхности независимо от ориентации приемного блока 3 относительно лазерного генератора 1, благодаря чему достигается инвериантность контроля рельефа местности к положению приемного блока 3 относительно задающего источника 1 излучения. Обработка принимаемых светоприемником 14 сигналов и вычисление высотных координат осуществляется электронным блоком 5 следующим образом. Рабочие импульсы, вырабатываемые светоприемником 14 в моменты прохождения ис" ходной геодезической световой плоскости прорезями 8 и 9 вращающегося барабана 7, усиливаются усилителем 15 и передаются на вход первого Формирователя 16 импульсов, формирующего по переднему Фронту рабочих импульсов контролируемые импульсы, более длительные чем рабочие импульсы, поступающие со5светоприемника 14 при засветке его через узкую вертикальную прорезь 8, но болеекороткие, чем при засветке его через широкую спиральную прорезь 9. Первый 21 и второй 22 элемен-,ты И служат для распознавания длитель-, ности рабочих импульсов; на выходе первого элемента И 21 появляется импульс в момент поступления длинного рабочего импульса в результате сравнения импульсов, поступающих с выходов усилителя 15 и первого 19 инвертора, соединенного с выходом первого 16 Формирователя импульсов; а на выходе второго 22 элемента И появляется импульс в момент поступления короткого рабочего импульса в результате сравнения импульсов, поступающих с выходов первого 16 формирователя им о пульсов и второго 20 инвертора, соединенного с выходом усилителя 15. К выходам первого 21 и второго 22 элементов И подсоединены соответственно второй 17 и третий 18 формирователи 5 импульсов, которые формируют импульсь 1, управляющие работой триггера 25 с раздельными входами: второй 17 формирователь импульсов вырабатывает импульс по заднему Фронту импульса, на выходе первого элемента И 21, появление этого импульса приводит к установке триггера 25 с раздельными входами в нулевое состояние; третий 18 . формирователь импульсов вырабатывает импульс по переднему Фронту импульса на выходе второго элемента И 22, появление этого импульса обеспечивает передачу информации со счетчика 27 в индикатор 6, обнуление счетчика 27 4 О и установку триггера 25 с раздельными входами в единичное состояние. Третий элемент И 23 служит для пропускания импульсов с генератора 26 им. пульсов стандартной частоты в счетчик 45 27 за время нахождения триггера 25 с раздельными входами в единичном сос. тоянии, соответствующем повороту вращающегося барабана 7 между моментами . пересечения исходной геодезической световой плоскости вертикальной 8 и спиральной 9 прорезями, Четвертый элемент И 24 предназначен для передачи информации со счетчика 27 в индикатор 6.55 Элементы электронного блока 5 обработки сигналов со светоприемника 14 работают в следующей последователь 316 6ности. При появлении на выходе усилителя 15 короткого рабочего импульса, вырабатываемого светоприемником14 в момент пересечения исходной геодезической световой плоскости узкой, вертикальной прорезью 8 (момент времени с на фиг. 5), срабатывают первый 16 формирователь импульсов, выра.батывающий контрольный импульс, и второй 20 инвертор, инвертирующий импульсы с выхода усилителя 15, в результате на выходе второго элемента И22 появляется импульс длительностью-сз, по переднему Фронту которого третьим 18 формирователем вырабатывается импульс, обеспечивающий переда" чу через четвертый элемент И 24 инфор" мации, накопленной в счетчике 27, в индикатор 6, установку в единичное состояние триггера 25 с раздельными входами и обнуление счетчика 26 (момент времени ,), В единичном состоянии триггера 25 с раздельными входами на его единичном выходе появляется напряжение, приводящее к срабатыванию третьего элемента И 23, в результате импульсы с генератора 26 импульсов стандартной частоты поступают в счетчик 27 до тех пор, пока на усилитель 15 не придет следующий, теперь уже длинный рабочий импульс, вырабатываемый светоприемником 14 в момент пересечения исходной геодезической све-товой плоскости широкой спиральной прорезью 9. При появлении длинного рабочего импульса (момент времени е) срабатывают первый 16 формирователь контрольных импульсов и первый 19 инвертор, инвертирующий сигнал на выходе первого 1 б формирователя импульсов, в результате на выходе первого элемента И 21 появляется импульс длительностью с -с по заднему фронту которого вторым формирователем 17 импульсов вырабатывается импульс, приводящий к установке триггера 25 с раздельными входами в нулевое состояние при этом закрывается третий элемент И 23 и в счетчике 26 сохраняется число импульсов, соответствующее времени с -с между моментами пересечения исходной геодезической световой плоскости задними стенками вертикальной 8 и спиральной 9 прорезей, пропорциональному высотной координате точки контролируемой поверхности относительно исходной геодезической световойплоскости1531316 2 В том случае, если первым на усили теле 15 появится длинный рабочий импульс, первым из импульсов, управляющих работой триггера 25 с раздельными входами, появится импульс на выходе второго 17 Формирователя импульсов приводящий к переброске триггера 25 в нулевое состояние, в котором счет импульсов с генератора 26 импульсов стандартной частоты не производится. Этот рабочий импульс пропускается и отсчет начнется со следующего, теперьуже короткого рабочего импупьса в указанной последовательности. Формула изобретения Измерительное геодезическое устройство, содержащее блок Формирования лазерной плоскости, Фотоприемныйблок с приводом и оптической системой,расположенной на штанге, и сцетнорешающий блок, о т л и ц а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности, Фотоприемный блок выполнен в виде барабана с прорезями,ось вращения которого расположенапараллельно оси штанги, прорези выполнены различной ширины, одна из нихвыполнена спиральной, другая - по боковой образующей барабана между конца.ми первой, причем внутренняя поверхность барабана выполнена светорассеивающей, в одном из его торцов передФотоприемником расположены введенныеоптически сопряженные конденсатори светоФильтр, а в другом торце распо.ложено введенное сферическое зеркало.