Система для определения координат объектов местности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 1)4 601 8 1/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯр вателей времсоответствимпульсов советствующих ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ 6 ССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии(54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ МЕСТНОСТИ, содержащая передатчик сколлимированного луча:лазерного излучения с устройствомкруговой развертки луча и приемноеустройство, включающее преобразова, тель излучения передатчика, выходкоторого соединен с входом согласующего блока, и два счетчика импульсов,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с,целью повышения точности определениякоординат объектов местности, в неевведены два дополнительных передатчика сколлимированных лучей лазерногоизлучения с устройством круговойразвертки лучей и три модулятора,выеходы которых соединены с входами соответствующих передатчиков сколлими-.рованных лучей лазерного излучения,а в приемное устройство введены триразделительных фильтра,. три формирователя временных интервалов, три формирователя счетных импульсов, дополнительный счетчик импульсов, формирователь импульса управления, электронные часы, генератор тактовых импульсов, блок управления записью показаний электронных часов, три блока уп-равления записью измеренных временныхинтервалов и регистрирующий блок,при 802 548 этом выход согласующего блока соединен с входамитрех разделительныхфильтров, выход первого разделительного фильтра соединен с входом формирователя импульса управления и с первым,и вторым входами соответственнопервого. и третьего формирователейвременных интервалов, выход второгоразделительного фильтра соединен спервым и вторым входами соответственно второго и первого формирователейвременных интервалов, а выход третьего разделительного фильтра соединен спервым и вторым входами соответственно третьего и второго формирователейвременных интервалов,.выходы формиро- щ нных интервалов черезуыыие формирователи счетных Щдинены с входами соотчетчиков импульсов, при этом выход генератора тактовыхимпульсов соединен с входом электронных часов и вторыми входами первого, второготретьего формирователей счетных импульсов,а выход формирователяимпуль-.са управления соединен с управляющимвходом блока управления записью показаний электронных часов, другой вход рблока управления записью показаний.электронных часов соединен с выходомэлектронных часов, а выходы .блока унравления записью показаний электрон-,ных часов соединены с первым входомрегистрирующего блока и управляющим свходом первого блока управления записью измеренных временных интервалов,выходы счетчиков импульсов черезсоответствующие блоки управления записью измеренных временных интерваловсоединены с вторым, третьим и четвертым входамй регистрирующего блока, а1026548 второй выход первого блока управления записью измеренных временных интервалов соединен с вторым входомвторого блока управления записью иэИзобретение относится к навигационным системам и может использоватьсяпри определении геодезических координат объектов местности при производстве топографических работ.Известна система для определениякоординат объектов местности, содержащая передатчик сколлимированноголуча лазерного излучения с устройством круговой развертки луча и приемное устройство, включающее преобразователь излучения передатчика, выходкоторого, соединен с входом согласующего блока, и два счетчика. Системапозволяет определять координаты объектов местности независимо от метео-.рологических условий и отсутствияпрямой видимости между объектами местности,Однако эта система не обеспечивает достаточной точности определениякоординат объектов местности при расстояниях между передатчиком лазерногоизлучателя и приемников более 100150 м.Цель изобретения - повышение точности определения координат объектовместности.Для этого в систему для определения координат объектов местности,содержащую передатчик сколлимированного луча лазерного излучения с устройством круговой развертки луча и.приемное устройство, включающее пре"образователь излучения передатчика,выход которого соединен с входомсогласующего блока, и два счетчикаимпульсов, введены два дополнительных передатчика сколлимированных лучей лазерного излучения с устройствами круговой развертки лучей и тримодулятора, выходы которых соединеныс входами соответствующих передатчиков сколлимированных лучей лазерногоизлучения, а в приемное устройствовведены три разделительных фильтра,меренных временных интервалов, второйвыход которого соединеф с вторым входом третьего блока управления записьюизмеренных временных интервалов. три формирователя временных интервалов, три формирователя счетных импульсов, дополнительный счетчик импульсов, формирователь импульса уп равления, электронные часы, генератортактовых импульсов, блок управления,записью показаний электронных часов,три блока управления записью измеренных временных интервалов и регистри рующий блок, при этом выход согласующего блока соединен с входами трехразделительных фильтров, выход первого разделительного фильтра соединенс входом формирователя импульса управления и с первым и вторым входамисоответственно первого и третьегоформирователей временных интервалов,выход второго разделительного фильтрасоединен с первым и вторым входами 20 соответственно второго и первого формирователей временных интервалов, авыход третьего разделительного фильтра соединен с первым и вторым входами соответственно третьего и второгоформирователей временных интервалов,выходы формирователей временных интервалов через соответствующие формирователи счетных импульсов соединеныс входами соответствующих счетчиков 30 импульсов, при этом выход генераторатактовых импульсов соединен с входомэлектронных часов и вторыми"входамипервого, второго и третьего формирователей счетных импульсов, а выходформирователя импульса управлениясоединен с управляющим входом блокауправления записью показаний электронных часов, другой вход блока управления записью показаний электрон ных часов соединен с выходом электронных часов; а выходы блока управления записью показаний электронных часов соединены с первым входом регистрирующего блока и управляющим входом 45 первогО блока управления записью измеренных временных интервалов, выходы35 10265счетчиков импульсов через соответствующие блоки управления записью измеренных временных интервалов соединены с вторым, третьим и четвертым входами регистрирующего блока, а второй.5выход первого блока управления записью измеренных временных интерваловсоединен с вторым входом второго блока управления записью измеренных вре Оменных интервалов, второй выход которого соединен с вторым входом третьего блока управления записью измеренных временных интервалов,На фиг, 1 приведена блок-схема 15системы для определения координатобъектов местности; на фиг. 2 - схе- .ма определения угла при определяемомобъекте; на Фиг. 3 - схема установкина местности системы для определения 20координат объекта.Система для определения координат объектов местности (фиг. 1) содержит три передатчика 1, 2, 3 сколлимированных лучей 4, 5, 6 лазерного 25излучения и приемное устройство 7,включающее преобразователь 8 излучения передатчика, согласующий блок 9,три разделительных фильтра 10, 11,12, формирователь 13 импульса уп- ЗОравления, три формирователя 14, 15,16 временных интервалов, генератор17 тактовых импульсов, три формирователя 18, 19, 20 тактовых импульсов,электронные часы 21, три счетчика22, 23, 24 импульсов, блок 25 управления записью показаний электронныхчасов, три блока 26, 27, 28 управления записью измеренных временных интервалов, регистрирующий блок 29, 40устройства 30, 31, 32 круговой развертки лучей и модуляторы 33, 34,35,Система , работает следующим образом,Лазерное излучение передатчика 1 45модулируется сигналом с частотой Г,с помощью модулятора 33, излучениепередатчика 2 модулируется сигналомс частотой Е с помощью модулятора34, аизлучение передатчика 3 - сигналом с частотой 2 с помощью модуля 3тора 35. Модулирующие частоты 1,Йу, Г выбираются близкими по спектру с условием устойчивого разделенияих в приемном устройстве. Преобразователь 8 приемного устройства 7 имееткруговую диаграмму направленности.Полоса пропускания согласующего блока9 достаточно широка для прохождения 48спектра модулирующих частот передатчиков 1, 2 и 3. Разделительный Фильтр .10 настроен на частоту модуляции Г излучения передатчика 1, разделительный фильтр 11 настроен на частоту модуляции Г 2 излучения передатчика 2, а разделительный фильтр 12 - на частоту модуляции 1:з излучения передатчика 3. Формирователь 13 импульса управления вырабатывает импульсный сигнал, задержанный на величину длительности записи временного интервала, измеренного счетчиком 24 импульсьв. Длительность импульса управления выбирается с учетом времени, необходимого для записи показаний электронных часов 21. Генератор 17 тактовых импульсов обеспечивает стабильность-ьчастоты на хуже чем 10 . Регистрирующий блок 29 позволяет записывать любое значение показаний счетчиков 22, 23, 24 и электронных часов 21.Сколлимированные лучи 4, 5, 6 йередатчиков 1, 2 и 3, вращаясь с определенной частотой и фазой по горизонту, пересекают приемное устройство 7, установленное на любом объекте местности, например в точке А (фиг. 3). Принятые преобразователем 8 сигналы, пройдя через согласующий блок 9, поступают на входы разделительных фильтров 10, 11 и 12, Сигнал от передатчика 1 вьделится на выходе разделительного. фильтра 10 в виде импульса, с помощью которого формируется импульс управления записи показаний электронных часов в формирователе 13 и включается счетчик 22 импульсов, который ведет, счет поступающих с генератора 17 через формирователь 18 счетных импульсов. Сигнал с передатчика 2 вьделится на выходе разделительного фильтра 11 в виде импульса, с помощью которого выключается счетчик 22 и включается счетчик 23. Сигнал с передатчика 3 вьделится на выходе разделительного фильтра 12 также в,виде импульса, с помощью которого выключается счетчик 23 и включается счетчик.24. Для выключения счетчика 24 необходим вторичный приход сигнала от передатчика 1. Таким образом в счетчике 22 измеряется временной интервал между приходом лучей 4 и 5 передатчиков 1 и 2 (, ), в счетчике 23 измеряется временной интервал между приходом лучей 5 и Ь передатчиков 2 и 3 (Г ), а в счетчи 510265ке 24 измеряется временной интервалмежду приходом лучей 6 ц 4 передатчикков 3 ц 1 с, сэс). Одновременно с этимсформированный управляюшцц импульс свыхода формирователя 13, поступив на5управляющий вход блока 25, ласт разрешение на запись показаний электронных часов 21. При этом формирователь13 импульса управления формирует управляющим импульс задержанным на время, необходимое для записи показанийгвременного интервала сзс . Величиназадержки постоянна и легко учитывается путем введения поправки в зафикси" 15рованное значение показаний электронных часов.,Блок 25 управления записьюпоказаний электронных часоа по окон"чании записи формирует управляющий/импульс, который подается на управ Оляющий вход блока 26 и разрешает запись ца технический носитель регистрирующего блока 29 измеренного вре"гменного интервала сс цри завершениисчета в счетчике импульсов 22, Блок 2526 управления запцсью при завершениизаписи временного интервала сц формирует управляющий импульс, которыйподается на управляющий вХод блока27 и разрешает запись на технический 3 Оноситель регистрирующего блока 29 измеренного временного интервала сдгпри завершении счета в счетчике 23,а блок 27 управления записью по окончании процесса записи временного ингтервала с формирует управляющий импульс, который подается на управляющий вход блока 28 и разрешает записьна технический носитель регистрирующего блока 29 измеренного временного 40интервала сэс по окончании счета вссчетчике 24. Таким образом на магнитную ленту блока 29 записываются показания электронных часов 21 на момент прихода сигнала с передатчика 1, 45а также измеренный временной интервалсс , затем измеренный временной инервал сз и сз, По окончании процес- са записи цикл измерений может бытьповторен многократно ца любом другомобъекте. Аналогичным образом ведутизмерения и ца других объектах местности. Г 1 агцитцую ленту с зарегистрированными данными вводят и ЭВМ и обрабатывают.Углы прц опорных точках определяют следующим образол.Например, цц Фцг. 2 приведена схе" ма определс.цця уг" црц точке А по 48средством развертывания двух сколлцмироваццых лучей 4 и 5 цередатчцков 1 и 2, устацовлеццьх ца двух точках месткости. С помошью приемного устройства 7, установленного ца точке А, регистрируют моменты прохождения лучей 4 и 5, вращаюшихсн с одинаковой частотой си . В мо сент включения це" редатчцков 1 и 2 лучи 4 ц 5 занималиоположение сс" и Р (цачдльцьсе фазы опор"Яных плоскостей). Для удобствавывода произведем некоторые дополнительные построения: выполним параллельный перенос в точку установки передатчика 2 направления ссс" луча 4 и продолжим луч 5.Найдем временной интервал между моментами прихода лучей 5 и 4 на приемное устройство, установленное в точке Аг 4 4 4г( Ся СГлгде С и С - моменты прихода лучей4 и 5 на приемное уст-ройство в точке А,Выразим угол А ,через измеренный временной интервал си начальнуюоразность фаз а 9, .В соответствии с фиг. 2 можно записатьс 4 с 4 с 4с,: с (2)где с 4 - временной интервал, соэтветствующий повороту луча 4 отнаправления .У до направления на точку А;с- временной интервал, соответствующий повороту луча 5 отоначального направления сс донаправления на тачку А.с 4 4г 4Следовательно,си сс = сссс . - сисс,где ш а 4 = а с + си с ф - Аа ьс - начальнаяразность фаз;А - угон между направлениямина второй и первый передатчики. 4л о -а сТогда ц,с = ЬМс+мс - А -сис,(3)А оили ис = ЬУ - Л + 2 ЪЖ а сг.В полученном выражении й с и Ассанеизвестные.Для определения неизвестных уравнений (3) необходимо ус.тапоццть функциональную зависимость между системойкоординат опорных точс к ццстемойкоордийат измерений, цля ц гс 1 сгоесав 1026548 о11 редложепная система определения координат объектов местности позволяет автоматизировать процесс геодезических измерений и обработку их ре 5 зультатов за счет сбора только однородной информации в виде измеренных временных интервалов, повысить производительность труда эа счет исключения некоторых традиционных процессовс при топографических работлх и принц фпиально по-новому сгани.-. юать производство топографических работ.Современные серийно-выпускаемые технические средства позволяют измерять временные интервалы с точностью 10 - 10 с, что обеспечивает высокую-6 -юточность определения координат объектов предложенной системой.)али ВПИИПИ Государственного по делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5