SU1155850A1 - Способ определени пространственных координат объекта - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТБЕННЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА, согласно которому образзпот две плоскости лазерного излучени , располагают их под углом друг к другу, а в определ емой точке регистрируют пересечени  плоскостей лазерного излучени , с фотоприемниками рейки, о т л и чающийс  тем, что, с целью упрощени способа путем непосредственного определени  пр моугольных координат объекта с заданной ориентацией осей, фиксируют места пересечени  плоскостей с вертикально ориентированной рейкой в определ емой точке после установлени  линии Пересечени  плоскостей горизонтально и ориентации ее вдоль осевого меридиана , а затем - после изменени  ее направлени  на экваториальное, и по полученным в заданной последовательс ности пересечени м плоскостей лазерse (/ ного излучени  с рейкой определ ют пространственные пр моугольные координаты объекта. С

Description

Изобретение относитс  к геодезическим измерени м и может быть ис . пользовано дл  выполнени  наземной крупномасштабной съемки, а также дл  определени  пространственных координат объекта.

Известен способ определени  координат объекта, основанный на развертке лазерного луча в две совмещенные плоскости, согласно которому производ т двойное (пр мое и обратное) круговое вращение лазерного луча в горизонтальной плоскости, фиксируют начало отсчета направлени  с помощью фотоприемника, регистрируют сигнал, отраженный от уголкового отражател , расположенного на объекте,а дальность и угол места до объема получают как функции угловой скорости вращени  луча.и временных интервалов между регистраци ми сигналов. При этом обратное вращение начинают с момента

приема отраженного сигнала.

Недостатком способа  вл етс  ограниченный диапазон применени  из-за невозможности определени  положени  объекта в вертикальной плоскости. Кроме того, информаци  о положении объекта определ етс  на основе вре- м импульсного преобразовани  отраженных сигналов, что приводит к усложнению аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ определени  положени  объекта, согласно которому в одном пункте раздел ют лазерный луЧНа две части и развертывают их с помощью цилиндрических линз в два сектора, ориентируют их в форме V или X под известным углом друг к другу , вращают секторы вокруг вертикальной оси прибора. В другом пункте устанавливают рейку с группой датчи ,ков, расположенных на заданном рассто нии друг от друга, снабжают рейку радиоприемником и мини-ЭВМ, а систему развертки - радиопередатчиком. Угловое положение рейки определ ют по количеству импульсов между исходным направлением и направлением на рейку, а дальность и превьшение определ ют по рассто нию между датчиками , углу пересечени  секторов и параллактическим углам, образованным центром вращени  секторов и точками пересечени  их с датчиками рейки.

Недостатком способа  вл етс  сложность измерительного процесса, обусловленна  необходимостью дополнительной развертки лазерного луча в секторы , что приводит к уменьшению ин-

тенсивности излучени , а значит, и к снижению дальности действи  способа . Определ емые пол рные координаты получаютс  с использованием врем импульсного преобразовани  сигналов.

Это приводит к усложнению конструкции прибора, дополнительным погрешност м и необходимости последующего перевычислени  координат объектов из пол рной системы координат в пр моугольную .

Цель изобретени  - упрощение способа путем непосредственного определени  пр моугольных координат объекта с заданной ориентацией осей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  про-: странственных координат объекта, по которому образуют двеплоскости лазерного излучени , располагают их

под углом друг к другу, а в определ емой точке регистрируют пересечени  плоскостей лазерного излучени  с фотоприемниками рейки, фиксируют места пересечени  плоскостей с вертикально ориентированной рейкой в определ емой точке после установлени  линии пересечени  плоскостей горизонтально и ориентации ее вдоль осевого меридиана, а затем - после

5 изменени  ее направлени  на экваториальное , и по полученным в заданной последовательности пересечени м плоскостей лазерного излучени  с рейкой определ ют пространственные пр моугольные координаты объекта.

На фиг,1 показан принцип отсчитывани  по рейке ДЬ иду при ориентировании линии пересечени  плоскостей лазерного излучени  по начальному

5 направлению (экваториальный наклон плоскости); на фиг.2 - принцип отсчитьшани  ДХ при ориентировании линии пересечени  плоскостей.ортогонально начальному направлению (мери-

диональный наклон плоскости); на фиг.З - случай разнесени  плоскостей по вертикали.

Если формирователь две пересекающиес  световые плоскости- одну горизонтальную Р, вторую наклонную Ри и ориентировать линию пересечени  по направлению север-юг (фиг.1), то максимальный угол Со между плоскост ми приходитс  по направлению 31155 запад-восток (экваториальный наклон плоскости), а по остальным направлени м он измен етс  пропорционально синусу угла 0( между направлением СЮ и заданным направлением (дирекционный угол), т.е. f cf i5a sin 0 Так как функци  изменени  угла С соответствует функции изменени  при ращений координат Ду, то угол у можно использовать как параллактич ский дл  отсчитывани  Ду по рейке, установленной на определ емом объек те,если углуi о придать значение cooTBetCTByroniee определенному коэффициенту К. Горизонтальную плоскость можно использовать дл  определени  превышени  ЛЬ. Из фиг.1 следует, что ДУ (а - аг) К; ДЬ (а, - а) К, отсчеты по рейке соотгде а, ау ветственно по горизонтальной и экваториалй но наклонной плоскост  в направлении о( ; а - отсчет по рейке, равны высоте i линии пересечени  плоскостей над и ходной точкой. Если наклонной плоскости придают меридиональный наклон (фиг.2),то ма симальное значение бд параллакти СКОРО угла приходитс  на направлени север-юг, а по всем остальным он из мен етс  пропорционально косинусу дирекционного угла, т.е. f о COS 0 и Может бь -ь использован дл  определени  приращени  абсциссы Х (ах - аг) К Рейка несет на себе одну из известных систем фотоэлементов дл  автоматического считьшани  a-f, а, а и снабжена радиопередатчиком и мини-ЭВМ . 850 Перед началом работы в мини-ЭВМ ввод т значени  высоты инструмента координат исходной точки Х/ц, Y/ц и Н,. Мини-ЭВМ вычисл ет и выдает на индикатор и в накопитель координаты определ емой точки N Xf4 XM + (а - аг)К.; YN YM + (аи - агЖ; Нм (а - . При этом, после решени  последних двух уравнений мини-ЭВМ замыкает цепь радиопередатчика, который передает к исходной точке М сигнал о необходимости изменить экваториальный наклон на меридиональный. Схема миниЭВМ предусматривает генерирование звукового-или светового сигнала в случа х , когда либо горизойтальна , либо наклонна  плоскости не попадают на рейку (проход т соответственно над или под ней). Направлени  наклона плоскостей (фиг.1, 2), обеспечивают правильность получени  знаков приращений координат по четверт м и превышений . Дл  технической реализации способа плоскости необходимо разнести на величину Д либо по вертикали, либо по горизонтали, либо в обоих направлени х сразу. При разнесении по вертикали- отсчеты по рейке ау, ау следует уменьшить или увеличить на Д в зависимости от , подн та или опущена наклонна  плоскость относительно горизонтальной . При разносе плоскостей по горизонтали на /1 в отсчеты следует вводить поправки, равные utg д, которые посто нны дл  определенной конструкции и введение которых заложено в ЭВМ. В качестве базового устройства может быть использован электронный тахометр , который представл ет со.бой объединение в одном приборе угломерного и дальномерно го блоков. Способ позвол ет производить измерени  непрерывно, координаты объекта определ ют без измерени  дальности и горизонтального угла.

б

Pr

Ю

фиг. 3

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА, согласно которому образуют две плоскости лазерного излучения, располагают их под углом друг к другу, а в определяемой точке регистрируют пересече- ния плоскостей лазерного излучения, с фотоприемниками рейки, отличающийся тем, что, с целью упрощения'способа путем непосредственного определения прямоугольных координат объекта с заданной ориентацией осей, фиксируют места пересечения плоскостей с вертикально ориентированной рейкой в определяемой точке после установления линии Пересечения плоскостей горизонтально и ориентации ее вдоль осевого меридиана, а затем - после изменения ее направления на экваториальное, и по полученным в заданной последовательности пересечениям плоскостей лазерного излучения с рейкой определяют пространственные прямоугольные координаты объекта.