RU40106U1

RU40106U1 - GEODESIC COMPLEX AND A MAST LIFT-TURNING DEVICE FOR A GEODESIC COMPLEX

Info

Publication number: RU40106U1
Application number: RU2004105439/22U
Authority: RU
Inventors: А.Г. Прихода; А.П. Лапко; И.А. Бунцев; А.Х. Мелеск; И.Н. Кулаков
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2004-08-27

Abstract

1. Геодезический комплекс, включающий блок управления и регистрации данных, первый и второй входы-выходы которого связанны соответственно с барометрическим блоком измерения высоты и блоком измерения метрологических параметров, отличающийся тем, что он содержит связанный с третьим входом-выходом блока управления и регистрации данных спутниковый датчик (интеллектуальную антенну), установленный на мачтовом подъемно-поворотном устройстве, включающем средства для установки и крепления указанных блока управления и регистрации данных, блока барометрического измерения высоты и блока измерения температуры.2. Мачтовое подъемно-поворотное устройство для геодезического комплекса, содержащее штатив и включающий винтовой паз цилиндрический шток, на который установлена внешняя труба, снабженная в своей верхней части выносной горизонтальной штангой для установки спутникового датчика, а в нижней - направляющим штифтом и штурвалом, отличающееся тем, что штатив снабжен сопряженной с цилиндрическим штоком и внешней трубой опорной стойкой, включающей в верхней части фланец, а на боковой поверхности - приборную панель, с зажимами для крепления электронных блоков. 1. A geodetic complex, including a control and data recording unit, the first and second inputs and outputs of which are connected respectively with a barometric unit for measuring height and a unit for measuring metrological parameters, characterized in that it contains a satellite connected to the third input / output of the control unit a sensor (smart antenna) mounted on a mast lifting and turning device, including means for installing and fixing said control unit and recording data, and barometric height measurement and temperatury.2 measuring unit. A mast lifting and turning device for a geodetic complex, comprising a tripod and a helical groove, a cylindrical rod, on which an external pipe is mounted, equipped in its upper part with an external horizontal rod for installing a satellite sensor, and in the lower part with a guide pin and a helm, characterized in that the tripod is equipped with a support post conjugated with a cylindrical rod and an external pipe, including a flange in the upper part, and a dashboard on the side surface, with clips for fastening the electric GOVERNMENTAL blocks.

Description

Полезная модель относится к устройствам для проведения геодезических измерений с использованием барометрического нивелирования и спутникового позиционирования и может быть использована для определения местоположения и высот пунктов геолого-геофизических наблюдений.The utility model relates to devices for conducting geodetic measurements using barometric leveling and satellite positioning and can be used to determine the location and heights of points of geological and geophysical observations.

Известна система барометрического нивелирования, включающая блок измерения метеорологических параметров, блок измерительного преобразователя давления пьезорезонансного типа, оснащенный таймером блок вторичного преобразования, блок индикации и управления, а также интерфейс связи (патент РФ №2104487, G 01C 5/06). Данное устройство позволяет производить измерения давления и метеорологических параметров с высокой степенью точности в автоматическом режиме, что обеспечивает высокую точность определения высот точек местности, вычисление разности давления и высотных отметок с помощью микропроцессора, уменьшает трудоемкость процесса обработки данных и исключает возможность случайных ошибок.A known system of barometric leveling, including a meteorological parameters measuring unit, a piezoresonance type pressure measuring transducer unit, a secondary conversion unit equipped with a timer, an indication and control unit, as well as a communication interface (RF patent No. 2104487, G 01C 5/06). This device allows you to measure pressure and meteorological parameters with a high degree of accuracy in automatic mode, which ensures high accuracy in determining the elevation of terrain points, calculating the pressure difference and elevation using a microprocessor, reduces the complexity of the data processing process and eliminates the possibility of random errors.

К недостаткам известного устройства следует отнести ограниченные функциональные возможности по причине отсутствия в нем возможности определения, одновременно с высотой, плановых координат.The disadvantages of the known device include limited functionality due to the lack of the ability to determine, at the same time as the height, the planned coordinates.

Известен также геодезический комплекс ИГ-3К (измеритель геодезический, трехкоординатный), предназначенный для определения координат геолого-геофизических пунктов (Рекламный листок, «Прибор для определения координат и высоты пунктов ИГ-3К», изготовитель - производственное предприятие «Центргеокомплекс», г. Москва). Данный прибор конструктивно включает в себя плату спутникового приемника, выносную спутниковую антенну, блок барометрического высотомера, выносной датчик температуры воздуха, блок управления, представляющий собой компьютер на базе Also known is the IG-3K geodetic complex (geodetic, three-coordinate meter), designed to determine the coordinates of geological and geophysical points (Leaflet, "Instrument for determining the coordinates and height of IG-3K points", manufacturer - Centrgeokompleks manufacturing enterprise, Moscow ) This device structurally includes a satellite receiver board, a remote satellite antenna, a barometric altimeter unit, a remote air temperature sensor, and a control unit that is a computer based

микропроцессора, с дисплеем и клавиатурой, а также блок питания с зарядным устройством.microprocessor, with display and keyboard, as well as a power supply with a charger.

К недостаткам данного устройства следует отнести низкую помехозащищенность в сложных полевых условиях работы, например, в сильно занесенной местности из-за значительного влияния многопутности принимаемых сигналов, а также низкие эксплутационные характеристики, обусловленные конструктивной сложностью, значительными энерго-весо-габаритными показателями и высокой стоимостью.The disadvantages of this device should be attributed to low noise immunity in difficult field conditions, for example, in a heavily occupied area due to the significant influence of the multi-path received signals, as well as low operational characteristics due to structural complexity, significant energy-weight and size characteristics and high cost.

Известно устройство для проведения геодезических измерений с использованием глобальных спутниковых радионавигационных систем, содержащее штатив и включающий винтовой паз цилиндрический шток, на который установлена внешняя труба, снабженная в своей верхней части фланцем, на котором укреплена выносная горизонтальная штанга, а в нижней части - направляющим штифтом и штурвалом (патент РФ №2116656, G 01 S 7/36). На выносной горизонтальной штанге устанавливают спутниковую антенну, при этом длина горизонтальной штанги и шаг винтового паза, выполненный по поверхности цилиндрического штока, находятся в пределах нескольких длин волн.A device is known for carrying out geodetic measurements using global satellite radio navigation systems, comprising a tripod and a helical groove, a cylindrical rod, on which an external pipe is mounted, equipped with a flange in its upper part, on which a horizontal horizontal rod is mounted, and in the lower part, with a guide pin and steering wheel (RF patent No. 2116656, G 01 S 7/36). A satellite antenna is installed on the remote horizontal rod, while the length of the horizontal rod and the pitch of the helical groove made over the surface of the cylindrical rod are within several wavelengths.

Данное устройство обеспечивает повышение точности геодезических измерений при определении плановых координат с помощью спутниковых навигационных измерений при работе в сильно занесенной местности. Однако в данной конструкции не предусмотрена возможность проведения одновременно с определением плановых координат какого - либо другого вида геодезических измерений, например барометрических, позволяющих определять превышения и высоты.This device provides improved accuracy of geodetic measurements when determining the planned coordinates using satellite navigation measurements when working in heavily entered terrain. However, this design does not provide for the possibility of carrying out simultaneously with the determination of the plan coordinates of any other type of geodetic measurements, for example barometric, allowing to determine elevations and heights.

Задачей заявленной группы полезных моделей является расширение арсенала технических средств, предназначенных для геодезического обеспечения геолого-геофизических работ.The objective of the claimed group of utility models is to expand the arsenal of hardware designed to provide geodetic support for geological and geophysical work.

Единым техническим результатом заявленной группы полезных моделей является создание полевого геодезического комплекса с повышенными эксплутационными характеристиками, обеспечивающего проведение с достаточной степенью точности геодезических измерений в особо сложных полевых условиях, с одновременным определением плановых координат и высот пунктов геолого-геофизических наблюдений.A single technical result of the claimed group of utility models is the creation of a field geodetic complex with enhanced operational characteristics, which ensures that the geodetic measurements are carried out with a sufficient degree of accuracy in particularly difficult field conditions, while the planned coordinates and heights of the points of geological and geophysical observations are determined.

Поставленная задача достигается за счет того, геодезический комплекс, включающий блок управления и регистрации данных, первый и второй вход - выход которого связанны соответственно с барометрическим блоком измерения высоты и блоком измерения метрологических параметров, согласно полезной модели, содержит связанный с третьим входом - выходом блока управления и регистрации данных спутниковый датчик (интеллектуальную антенну), установленный на мачтовом подъемно - поворотном устройстве, включающем средства для установки и крепления указанных блока управления и регистрации данных, блока барометрического измерения высоты и блока измерения температуры.The task is achieved due to the fact that the geodetic complex, which includes a control unit and data recording, the first and second input - the output of which are connected respectively with the barometric unit for measuring height and the unit for measuring metrological parameters, according to the utility model, contains associated with the third input - the output of the control unit and data recording satellite sensor (intelligent antenna) mounted on a mast lifting - rotary device, including means for installing and attaching a decree GOVERNMENTAL control unit and a recording data block measuring barometric altitude and temperature measuring unit.

Поставленная задача решается также тем, что в мачтовом подъемно-поворотном устройстве для геодезического комплекса, содержащем штатив и включающий винтовой паз цилиндрический шток, на который установлена внешняя труба, снабженная в своей верхней части выносной горизонтальной штангой для установки спутникового датчика, а в нижней - направляющим штифтом и штурвалом, согласно полезной модели, штатив снабжен сопряженной с цилиндрическим штоком и внешней трубой опорной стойкой, включающей в верхней части фланец, а на боковой поверхности - приборную панель, с зажимами для крепления электронных блоков.The problem is also solved by the fact that in the mast lifting and turning device for the geodetic complex, containing a tripod and including a helical groove, a cylindrical rod, on which an external pipe is installed, equipped in its upper part with an external horizontal rod for installing a satellite sensor, and in the lower part with a guide with a pin and a steering wheel, according to a utility model, the tripod is equipped with a support post conjugated with a cylindrical rod and an external pipe, including a flange in the upper part, and on the side surface panel plate, with clips for attaching electronic components.

На фиг.1 и фиг.2. приведены структурная электрическая схема и общий вид геодезического комплекса, соответственно.In figure 1 and figure 2. The structural electrical diagram and general view of the geodetic complex are given, respectively.

Геодезический комплекс (фиг.1) включает блок управления и регистрации данных 1, связанный со спутниковым датчиком 2, блоком барометрического измерения высоты 3 The geodetic complex (Fig. 1) includes a control and data recording unit 1, connected to a satellite sensor 2, a barometric height measurement unit 3

и блоком измерения температуры 4. Спутниковый датчик 2 установлен на выносной штанге 5 подъемно - поворотного устройства 6. (фиг.2). Мачтовое подъемно - поворотное устройство 6, выполненное на основе патента РФ № 2116656, G 01 S 7/36, включает штатив 7, внешнюю трубу 8, штифт направляющий 9, штурвал 10, шток цилиндрический 11с винтовыми пазами 12, сопряженную со штоком цилиндрическим 11 опорную стойку 13, с фланцем 14 в верхней части. Опорная стойка 13 снабжена приборной панелью 15 с зажимами 16, посредством которых на мачтовом подъемно-поворотном устройстве 6 крепятся блок управления и регистрации данных 1, блок барометрического измерения высоты 3 и блок измерения температуры 4. Как показано в упомянутом патенте РФ №2116656, G 01 S 7/36, шаг винтового паза 12 и длина выносной штанги 5 находятся в пределах нескольких длин волн, например 2λ.and a temperature measuring unit 4. The satellite sensor 2 is installed on the remote rod 5 of the lifting - rotary device 6. (Fig.2). Mast lifting - rotary device 6, made on the basis of RF patent No. 2116656, G 01 S 7/36, includes a tripod 7, an external tube 8, a pin 9, a helm 10, a cylindrical rod 11 with helical grooves 12, conjugated with a cylindrical rod 11 supporting rack 13, with a flange 14 in the upper part. The support column 13 is provided with a dashboard 15 with clamps 16, by means of which a control and data recording unit 1, a barometric height measuring unit 3 and a temperature measuring unit 4 are mounted on the mast lifting and rotary device 6. As shown in the aforementioned RF patent No. 2116656, G 01 S 7/36, the pitch of the screw groove 12 and the length of the extension rod 5 are within several wavelengths, for example 2λ.

В качестве блока управления и регистрации данных 1 может быть использован, любой промышленно выпускаемый персональный компьютер, включающий процессор 17, клавиатуру 18, дисплей 19, например, типа Note book или Palm Top. Входы-выходы процессора 17 являются соответствующими входами - выходами блока управления и регистрации данных 1.As a control unit and data recording 1 can be used, any industrially produced personal computer, including a processor 17, a keyboard 18, a display 19, for example, such as Note book or Palm Top. The inputs and outputs of the processor 17 are the corresponding inputs - outputs of the control unit and data recording 1.

В качестве спутникового датчика 2 преимущественно может быть использован промышленно выпускаемый датчик GPS Acutime (интеллектуальная антенна) фирмы Trimble Navigation (США), блок антенна/приемник которого является блоком стандартного определения местоположения GPS. Система принимает сигналы спутника GPS с помощью симметричной антенны, с равномерной диаграммой направленности, установленной над платой приемника,As a satellite sensor 2, an industrially produced GPS Acutime sensor (smart antenna) from Trimble Navigation (USA), the antenna / receiver unit of which is a standard GPS location unit, can advantageously be used. The system receives GPS satellite signals using a symmetrical antenna, with a uniform radiation pattern mounted above the receiver board,

В качестве барометрического измерителя высоты 3 может быть использован любой промышленно выпускаемый кварцевый барометр, например, GPS MAP76S, фирмы Garmine (США).As a barometric height meter 3, any commercially available quartz barometer, for example, GPS MAP76S, manufactured by Garmine (USA), can be used.

В качестве измерителя температуры 4 может быть применен, например, цифровой термометр TFA, Германия.As a temperature meter 4 can be applied, for example, a digital thermometer TFA, Germany.

Работы с помощью геодезического комплекса согласно полезной модели осуществляются следующим образом.Work using the geodetic complex according to the utility model is carried out as follows.

На штанге 5 устанавливают спутниковый датчик 2, в зажимы 16 -блок управления и регистрации данных 1 (компьютер), барометрический блок измерения высоты 3, и измеритель температуры воздуха 4. Осуществляют соответствующие электрические соединения согласно структурной электрической схемы, приведенной на фиг.1.A satellite sensor 2 is installed on the rod 5, and a data control unit 1 (computer), a barometric height measuring unit 3, and an air temperature meter 4 are installed in the terminals 16. The corresponding electrical connections are made according to the structural electric circuit shown in Fig. 1.

Измерения начинают в опорном пункте с известными плановыми координатами X, Y и высотой Н, значения которых, а также измеренная температура воздуха считаются исходными. Далее мачтовое подъемно-поворотное устройство 6 последовательно устанавливают в каждом последующем проектном пункте геолого-геофизических наблюдений на заданном профиле.Measurements begin at the reference point with known planned coordinates X, Y and height H, the values of which, as well as the measured air temperature, are considered initial. Next, the mast lifting and rotating device 6 is sequentially installed in each subsequent design point of geological and geophysical observations on a given profile.

Прием спутникового сигнала осуществляют, вращая штурвал 10 мачтового подъемно-поворотного устройства 6. При этом осуществляется вращательно-поступательное движение спутникового датчика 2 в пределах нескольких длин волн, например, с радиусом и перемещением по высоте до 40 см., что обеспечивает прием спутниковым датчиком 2 множества информационных спутниковых сигналов, в том числе синхронизирующих сигналов времени, а также множества отраженных спутниковых сигналов, обусловленных явлением многопутности. Прием указанных сигналов осуществляется по команде с процессора 17 блока управления и регистрации данных. 1. С выхода спутникового датчика 2 принятые сигналы после преобразования, усиления и обработки поступают на соответствующий вход-выход процессора 17 блока управления и регистрации данных. 1. Блок управления и регистрации данных 1 осуществляет накопление во внутренней памяти процессора 17 данных о плановом положении Reception of a satellite signal is carried out by rotating the steering wheel 10 of the mast lifting and rotating device 6. In this case, the rotational-translational movement of the satellite sensor 2 is carried out within several wavelengths, for example, with a radius and a height of up to 40 cm, which ensures reception by satellite sensor 2 many information satellite signals, including synchronizing time signals, as well as many reflected satellite signals due to the phenomenon of multipath. The reception of these signals is carried out by command from the processor 17 of the control unit and data recording. 1. From the output of the satellite sensor 2, the received signals after conversion, amplification and processing are fed to the corresponding input-output of the processor 17 of the control unit and data recording. 1. The control unit and data recording 1 accumulates in the internal memory of the processor 17 data about the planned position

(географических координатах) спутникового датчика 2 в каждый момент времени и их осреднение, результаты которого в значительной степени свободны от влияния многопутности. Накопление осуществляется с визуальным контролем поступающей информации на дисплее 19. При последующей камеральной обработке накопленные данные пересчитываются по стандартным формулам в плановые координаты X, Y пунктов наблюдений. Одновременно на каждом пункте в течение заданного промежутка времени осуществляется измерение атмосферного давления и температуры окружающего воздуха с помощью барометрического измерителя давления 3 и измерителя температуры 4, соответственно. Данные с выходов указанных блоков поступают на другие соответствующие входы-выходы процессора 17 блока управления и регистрации 1, заносятся в его память и отображаются на дисплее 19. При последующей камеральной обработке вычисляют разности атмосферного давления на каждом пункте наблюдений по профилю относительно опорного пункта и по стандартной барометрической формуле вычисляют высотные отметки Н каждого пункта наблюдений. Таким образом, на каждом пункте геолого-геофизических наблюдений с необходимой степенью точности осуществляется одновременное определение их плановых координат X, Y и высоты Н.(geographical coordinates) of satellite sensor 2 at each time point and their averaging, the results of which are largely free from the effect of multi-track. The accumulation is carried out with visual control of the incoming information on the display 19. During subsequent cameral processing, the accumulated data are converted according to standard formulas to the planned coordinates X, Y of the observation points. At the same time, at each point for a specified period of time, atmospheric pressure and ambient temperature are measured using a barometric pressure meter 3 and a temperature meter 4, respectively. The data from the outputs of these blocks are sent to the other corresponding inputs and outputs of the processor 17 of the control and registration unit 1, stored in its memory and displayed on the display 19. At the subsequent cameral processing, the atmospheric pressure differences are calculated at each observation point according to the profile relative to the reference point and according to the standard the barometric formula calculates the elevation H of each observation point. Thus, at each point of geological and geophysical observations with the necessary degree of accuracy, the simultaneous determination of their planned coordinates X, Y and height N.

В целом, конструктивное решение патентуемой группы полезных моделей обеспечило создание геодезического комплекса с необходимой точностью измерений при проведении геолого-геофизических работ в сложных полевых условиях, с широкими функциональными возможностями и высокими энерго-весо-габаритными характеристиками, удобного в эксплуатации и доступного по стоимости.In general, the constructive solution of the patented group of utility models ensured the creation of a geodetic complex with the necessary measurement accuracy when conducting geological and geophysical work in difficult field conditions, with wide functionality and high energy-weight and size characteristics, convenient in operation and affordable.

Claims

1. A geodetic complex, including a control and data recording unit, the first and second inputs and outputs of which are connected respectively with a barometric unit for measuring height and a unit for measuring metrological parameters, characterized in that it contains a satellite connected to the third input / output of the control unit a sensor (smart antenna) mounted on a mast lifting and turning device, including means for installing and fixing the specified control unit and data recording, and measuring barometric altitude and temperature measuring unit.

2. A mast lifting and turning device for a geodetic complex, comprising a tripod and a cylindrical rod including a helical groove, on which an external pipe is installed, equipped in its upper part with an external horizontal rod for installing a satellite sensor, and in the lower part with a guide pin and a helm, characterized in that the tripod is equipped with a support stand conjugated with the cylindrical rod and the outer pipe, including a flange in the upper part, and a dashboard on the side surface, with clamps for mounting the electric blocks.