RU2036421C1

RU2036421C1 - Microscopic theodolite

Info

Publication number: RU2036421C1
Authority: RU
Inventors: Петр Тимофеевич Добрынин; Тимофей Петрович Старцев
Original assignee: Петр Тимофеевич Добрынин; Тимофей Петрович Старцев
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: optical instrumentation engineering. SUBSTANCE: microscopic theodolite allows corrections to direction to object in theodolite with stabilized sighting line to be accounted for automatically. This is achieved by insertion of system 5 of variable change of focus distance of telescope which projects images of observed objects in plane of lines of dial 2. While observing objects relation f′=R/(cosα) is realized, where f′ is focal distance of objective of telescope; R is radius of pitch circle; α is inclination angle of axis of telescope relative to plane of dial 2 with objective 1 made fast to vernier plate. Flat reflector 6 is mounted in front of it for inclination in vertical plane. EFFECT: introduction of automatic corrections. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к геодезическим приборам. The invention relates to optical instrumentation, in particular to geodetic instruments.

При измерении горизонтальных углов теодолитом производятся последовательно две операции: визирование на предмет и отсчет микроскоп-микрометром по лимбу. Из-за последействия пружины наводящего винта за время между визированием и отсчетом возникают ошибки в измеряемых горизонтальных углах. When measuring horizontal angles with a theodolite, two operations are performed sequentially: sighting on an object and counting with a microscope-micrometer along a limb. Due to the aftereffect of the spring of the guide screw during the time between sighting and counting, errors occur in the measured horizontal angles.

Известен теодолит со стабилизированной линией визирования, в котором наведение на предмет и отсчет по горизонтальному лимбу производятся в поле зрения окуляра зрительной трубы, куда посредством оптической системы микроскопа передается изображение штрихов лимба, служащих сеткой нитей. Во время поворотов теодолита при горизонтальном положении оси зрительной трубы в нем отсутствует смещение штрихов лимба относительно наблюдаемых предметов. Однако при наклонах зрительной трубы в случае наблюдения предметов, находящихся вне коллимационной плоскости, необходимо вводить поправку в отсчеты по штриху лимба, учитывающую отстояние этого штриха от коллимационной плоскости и угол наклона зрительной трубы. The theodolite with a stabilized line of sight is known, in which guidance on the subject and counting along the horizontal limb are made in the field of view of the eyepiece of the telescope, where the image of the strokes of the limb serving as a network of filaments is transmitted through the optical system of the microscope. During turns of the theodolite with the horizontal position of the axis of the telescope, there is no displacement of the strokes of the limb relative to the observed objects. However, when tilting the telescope in the case of observing objects outside the collimation plane, it is necessary to introduce an amendment to the readings along the line of the limb, taking into account the distance of this line from the collimation plane and the angle of the telescope.

Наиболее близкими к предлагаемому по технической сущности являются схемы оптических теодолитов типа "Дальта" фирмы Цейсс. The closest to the proposed technical essence are the schemes of optical theodolites of the Dalt type of Zeiss company.

Оптический теодолит этого типа выполнен с лимбом из стекла, установленным на алидаде в фокальной плоскости объектива зрительной трубы. В поле зрения окуляра наблюдаются штрихи лимба на фоне предметов местности. This type of optical theodolite is made with a glass limb mounted on the alidade in the focal plane of the telescope objective. In the field of view of the eyepiece, strokes of the limb are observed against the background of terrain objects.

Недостаток этого оптического теодолита заключается в том, что отсутствует приспособление для наведения на предметы, расположенные вне поля зрительной трубы, и нет приспособлений для уменьшения влияния ошибки при наблюдении предметов в стороне от визирной оси теодолита. The disadvantage of this optical theodolite is that there is no device for aiming at objects located outside the field of the telescope, and there are no devices to reduce the influence of errors when observing objects away from the target axis of the theodolite.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния на значение горизонтального направления ошибки, обусловленной углом наклона визирной оси зрительной трубы относительно горизонта, при наблюдениях предметов местности вне коллимационной плоскости. The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements by reducing the influence on the value of the horizontal direction of the error due to the angle of inclination of the sight axis of the telescope relative to the horizon when observing objects outside the collimation plane.

Для этого оптический теодолит, содержащий установленную на алидаде зрительную трубу с объективом с фокусным расстоянием f' и стеклянный горизонтальный лимб с радиусом делительной окружности R, оптически сопряженной с окуляром зрительной трубы, снабжен системой изменения фокусного расстояния объектива зрительной трубы, выполняющей соотношение f' R/|cos α| где α угол наклона визирной оси зрительной трубы относительно плоскости горизонтального лимба. При этом объектив зрительной трубы жестко скреплен с алидадой, а перед ним размещен введенный плоский отражатель, установленный с возможностью наклона в плоскости, перпендикулярной к плоскости горизонтального лимба. For this, an optical theodolite containing a telescope mounted on an alidade with a lens with a focal length f 'and a glass horizontal dial with a radius of the pitch circle R optically paired with the eyepiece of the telescope is equipped with a system for changing the focal length of the telescope lens, which fulfills the ratio f' R / | cos α | where α is the angle of inclination of the sight axis of the telescope relative to the plane of the horizontal limb. In this case, the telescope lens is rigidly attached to the alidade, and in front of it there is an inserted flat reflector mounted with the possibility of tilting in a plane perpendicular to the plane of the horizontal limb.

На фиг. 1 и 2 обозначены объектив зрительной трубы 1, горизонтальный лимб 2, объективы проекционной системы 3(1)-3(4), окуляр 4, линзы системы изменения фокусного расстояния объектива зрительной трубы 5, плоский отражатель 6 и микрометр 7. In FIG. 1 and 2 indicate the objective of the telescope 1, horizontal limb 2, the lenses of the projection system 3 (1) -3 (4), the eyepiece 4, the lenses of the system for changing the focal length of the lens of the telescope 5, the flat reflector 6 and the micrometer 7.

Свет от наблюдаемых предметов отклоняется отражателем 6, проходит линзы системы изменения фокусного расстояния 5, объектив 1 и микрометр 7, а затем через объективы проекционной системы 3(1)-3(4) попадает в окуляр 4 и глаз наблюдателя. The light from the observed objects is deflected by the reflector 6, the lenses of the focal length system 5, the lens 1 and the micrometer 7 pass, and then through the lenses of the projection system 3 (1) -3 (4) it enters the eyepiece 4 and the eye of the observer.

Теодолит, изображенный на фиг. 1, работает следующим образом. Theodolite depicted in FIG. 1, works as follows.

Разворачивая весь теодолит вокруг вертикальной оси и изменяя наклон плоского отражателя 6, наблюдатель наводит поле зрения трубы на наблюдаемый объект. В фокусе объектива 1, совмещенном с плоскостью делений лимба 2, изображения наблюдаемых предметов накладываются на штрихи лимба 2. Далее изображения предметов местности и штрихов передаются проекционной системой с объективами 3(1)-3(4) в поле зрения окуляра 4. Глядя в окуляр 4, наблюдатель приводит изображения нужного предмета местности на горизонтальную нить зрительной трубы, изменяя наводящим винтом наклон плоского отражателя 6. На этой же горизонтальной нити находятся изображения штрихов лимба 2 в виде биссекторов. Далее наблюдатель совмещает изображение предмета с ближайшим биссектором лимба 2, перемещая микрометр 7. Отсчеты по лимбу 2 и микрометру 7 дают измеряемое направление на предмет местности. При наблюдении предмета местности, расположенного в горизонтальной плоскости, т. е. при α 0^о, система изменения фокусного расстояния 5 объектива зрительной трубы находится в положении, при котором выполняется соотношение f' R, а, например, при α 60^o cos α 0,5 и f' 2R. Предметы вне коллимационной плоскости при этом будут изображаться отстоящими от нее на число делений микрометра в два раза большее, чем при наблюдении в горизонтальной плоскости. Это и требуется для автоматического введения поправки.Turning the entire theodolite around the vertical axis and changing the slope of the flat reflector 6, the observer induces the field of view of the pipe on the observed object. In the focus of the lens 1, combined with the plane of the divisions of the limb 2, the images of the observed objects are superimposed on the strokes of the limb 2. Next, the images of the terrain and strokes are transmitted by the projection system with lenses 3 (1) -3 (4) in the field of view of the eyepiece 4. Looking into the eyepiece 4, the observer brings the image of the desired object of terrain onto the horizontal filament of the telescope, changing the slope of the flat reflector 6 with the directing screw. On the same horizontal filament are the images of the strokes of limb 2 in the form of bisectors. Further, the observer combines the image of the object with the nearest bisector of limb 2, moving the micrometer 7. Counts on the limb 2 and micrometer 7 give a measured direction to the subject area. When observing an object of terrain located in a horizontal plane, i.e., at α 0 ^о , the system for changing the focal length 5 of the telescope lens is in a position at which the ratio f 'R is fulfilled, and, for example, at α 60 ^o cos α 0 , 5 and f '2R. In this case, objects outside the collimation plane will be depicted as being separated from it by the number of micrometer divisions twice as large as when observed in the horizontal plane. This is required for automatic amendment.

Вариант исполнения теодолита, изображенный на фиг. 2, отличается двумя особенностями. Объектив 1, микрометр 7 и система изменения фокусного расстояния 5 здесь размещены в боковой стойке алидады, в связи с чем потребовался дополнительный излом визирной оси и введение призмы Пехана для компенсации поворотов изображения. Кроме того, изображения предметов местности строятся сначала на одной стороне лимба, а затем переносятся проекционной системой 3(1)-3(2) на диаметрально противоположную сторону и там строится изображение предметов местности и штрихов первой стороны лимба в плоскости штрихов второй стороны лимба. Этим исключается влияние эксцентриситета лимба. В остальном второй вариант исполнения работает аналогично первому. The embodiment of the theodolite depicted in FIG. 2, has two features. Lens 1, micrometer 7, and a system for changing the focal length 5 are located here in the lateral counter of the alidade, which necessitated an additional kink in the line of sight and the introduction of the Pehan prism to compensate for image rotations. In addition, the images of terrain objects are built first on one side of the limb, and then transferred by the projection system 3 (1) -3 (2) to the diametrically opposite side and there the image of terrain objects and strokes of the first side of the limb is built in the plane of the strokes of the second side of the limb. This excludes the effect of limb eccentricity. Otherwise, the second embodiment works similarly to the first.

Claims

OPTICAL THEODOLITE containing an optical telescope mounted on an alidade with a lens with a focal length f 'and a glass horizontal dial with a radius of the pitch circle R, optically paired with the eyepiece of the telescope, characterized in that, in order to increase accuracy by reducing the horizontal effect on the value the direction of error due to the angle of inclination of the sighting axis of the telescope relative to the horizon, it is equipped with a system for changing the focal length of the telescope lens, performing the ratio

where α is the angle of inclination of the sight axis of the telescope relative to the plane of the horizontal limb,
wherein the telescope lens is rigidly attached to the alidade, and the front is an inserted flat reflector mounted with the possibility of tilting in a plane perpendicular to the plane of the horizontal limb.