Способ взаимного ориентирования осей вращения трех теодолитов

 

Изобретение относится к прикладной геодезии и позволяет повысить точность взаимного ориентирования путем исключения ошибок за центрировку и редукцию. Устанавливают в определенных точках Т, Т, и Т, три теодолита , ориентируя их вертикальные оси вращения произвольно. На расстоянии автоколлимационного визирования от теодолитов жестко закрепляют зеркала . Измеряют каждым теодолитом автоколлимационное направление на соответствующее зеркало и на визирные оси соседних теодолитов. Все измеренные направления в конечном итоге будут определены в единой R-системе координат . 2 ил. с S (Л 00 00 G

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК » 4 с 01 С i/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и oTHpblTHA (21) 3879219/24-10 (22} 04.04.85 (46) 23.06.87. Бюл. Р 23 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) Ю.Е. Федосеев (53) 528 ° 34:516 ° 3(088.8) (56) Еремеев В.Ф., Юркина М.И; Некоторые вопросы обработки пространственных сетей. — Труды ЦНИИГАиК, M., .1966, Р 171, с. 3-35.

Мещанский Ф.Л., Муравьев О.Ф. Способы точного определения направлений коротких линий. Вопросы атомной науки и техники, серия "Проектирование"., вып. 2. — M.: ЦНИИАтоминформ, 1970.

ÄÄSUÄÄ 1318786 А1

{ 54) СПОСОБ . ВЗАИМНОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ОСЕЙ ВРАЩЕНИЯ ТРЕХ ТЕОДОЛИТОВ (57) Изобретение относится к прикладной геодезии и позволяет повысить точность взаимного ориентирования путем исключения ошибок за центрировку и редукцию. Устанавливают в определенных точках Т,, Т и Т три теодолита, ориентируя их вертйкальные оси вращения произвольно. На расстоянии автоколлимационного визирования от теодолитов жестко закрепляют зеркала

3 -З . Измеряют каждым теодолитом автоколлимационное направление на соответствующее зеркало и на визирные оси соседних теодолитов. Все измеренные а ф направления в конечном итоге будут определены в единой R-системе координат. 2 ил.

18786

Yg)i (Х,— X,Z>)j + (X„Y< — Х,Y,)k.

1 l3

Изобретение относится к прикладной геодезии, в частности к способам создания пространственных ориентирных сетей.

Цель изобретения — повышение точности взаимного ориентирования путем исключения ошибок эа центрировку и редукцию.

На фиг. 1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 система координат, поясняющая передачу элементов ориентирования.

Способ осуществляется следующим образом.

В точках Т,, Т и Т устанавливают теодолиты, оси вращения которых задают частные системы координат Х,, Y »,Z »,Х » Y<» Z> и Хэ» У>» Z>åÏÓñTü) в этих системах координат возможно определить нормали N„, N2 и NB к зеркалам 31, 32 и Зэ соответственно.

Необходимо определить ориентирование систем координат теодолитов относительно плоскости Т1, Т, Тз, что может быть выполнено путем определения сферических координат з и Z ортов векторов Т,, Т „, Т, Т

Т и Т> Для этого ориентируют теодолиты относительно соответствующих зеркал и берут отсчеты по кругам (я» ZgÄs Ря H< и / яз Zg

Измерения последовательно прово— дят теодолитом Т„, затем теодолитом

Т и наконец теодолитом Т>. Теодолйт Т ориентируют коллимагорным спо2. собом,на теодолит Т„ (строят в пространстве направления орта вектора

Т ) и фиксируют его положение. Ори4 ентируют теодолит Т коллиматорным способом на теодолит Т, строят в пространстве направление орта вектора Т„ и фиксируют его положение.

Измеряют теодолитом Т, углы р и Z„, обозначенные на чертеже по обычной методике, при этом в качестве визирных целей используют однозначно заданные в пространстве автоколлимационный блик от 3 и сетки нитей коллиматоров Т и Т . Ориентируют теодолит Т„ коллиматорным способом на зафиксированный ранее коллиматор Т (трубу теодолита 1 ), т.е. строят в пространстве направление орта вектора Т, и фиксируют положение трубы

j k — (Y„Z ò —, 2

55 теодслита Т„ . Ориентируют теодолит

Тз коллиматорным способом на теодолит Т (строят в пространстве най правление орта вектора Т 1 и фиксируют его положение. Измеряют теодолитом Т соответствующие углы по обычной методике (операция, подобная указанной), ориентируют трубу теодолита Т по коллиматору Т, контролируют неизменность положения системы координат Х,, Y, Z путем повторного измерения направления нормали к зеркалу 3„. Сравнивают направления

/5м, ZN» /ъи» Еи . Риг Z> и уГлы в и Z, и по йоложению системы координат Х,, Y,, Z — сферические координаты нормали N,,если разности координат больше предлагаемых ошибок, выписывают поправки 1в и д — как разности. Ориентируют трубу теодолита Т, в пространстве путем построения по лимбам соответствующих углов p и Z> измеренных ранее с. т 3 учетом поправок »8 и n Z. Измеряют теодолитом Т> соответствующие углы по обычной методике.

В результате измерений однозначно определяют координаты коллинеарных пар ртов Т „Т„, Т г .Т З H Т„

Т„. в различных системах координат.

Пусть есть система координат XOYZ заданная осями вращения теодолита.

Плоскость XOY параллельна плоскости лимба, при этом плоскость ZOX совмещена с нулевым диаметром.

Измеряют сферические координаты направлений на две твердые точки

,» Z2»1. »р3

Координаты ортов векторов Т»» Т » о о коллинеарных с каждым направлением, определяют соотношениями

Х, = з1пЕ cos p,, Y = sin Z1sinp1, 2 = cosZ (1)

Х = в пЕ соз p, Y<. — sinZ< s in Р» соз2 °

Соотношения (1) становятся очевидным при анализе фиг. 2.

Векторное произведение ортов Т„ и Т дает координаты вектора, совпадающего с нормалью к плоскости, в котсрой лежат Т и Т>. Назовем этот вектор 1N I = sing, где т — угол межс pTBMH T „H T 2 B IIJIocKocTH T OT

1318786

iN1 - (Y,Е, — Z,т,) + (Z,X,- Х,Z,) + (Х„, — ХР,) .

1 О О

О совЕ -8 1ПЕ ц

О в 1ПЕ (-совЕ (4 °

2й

40

Следовательно, орт вектора определяют как

o N

fNl координаты которого

Х 1 -"- (Y, Е -Z cos p„;

Yg Н (Z„Xg X Е ) вдпЕ вдп 1

Z > я (X Y< X

f5.

Иэ уравнений (2) вычисляют сферические координаты направления нормали к плоскости Т„ОТ < — Е „ и

Промежуточной целью является определение направлений на точки Т, аТ> в системе координат, координатная плоскость которой компланарна с плоскостью Т„ОТ (R-системой). Для этого определяют матрицу А линейного преобразования

1g = А1охчь где 1в — координаты некоторого вектора в R-системе;

Цш — координаты того же вектора в XOY-системе.

Для этого делают два поворота системы координат XOY. Поворачивают систему вокруг оси OZ на угол я„. После этого ось OX совпадет с проекцией 35 нормали Н на плоскость XOY.

Соответствующая матрица поворота имеет вид сов pq -sin I3„0

А = sinрр cosy„O

О О 1

Далее поворачивают систему XOY вокруг оси ОХ до совпадения оси OZ и Н, т.е. на угол

Тем самым искомую матрицу А определяют как произведение

A = A Aги °

Для решения поставленной задачи необходимо проделать действия, указанные для всех трех вершин треугольника. В результате этого все направления, измеренные в частных системах координат, оказываются определенными в единой R-системе координат.

По точности предлагаемый способ позволяет получить в условиях неопределенности положения вектора силы тяжести результаты, соответствующие обычным условиям.

Формула изобретения

Способ взаимного ориентирования осей вращения трех теодолитов, при котором устанавливают три теодолита, каждый иэ них наводят на соседние точки, берут отсчеты по обоим кругам и обрабатывают результаты наблюдений в единой системе координат, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности взаимного ориентирования путем исключения ошибок эа центрировку и редукцию, вблизи каждого теодолита на расстоянии автоколлимационного визирования жестко закрепляют зеркало, при установке теодолитов их вертикальные оси вращения ориентируют произвольно, после чего каждым иэ них измеряют автоколлимационное направление на соответствующее зеркало и коллимационные направления на визирные оси соседних теодолитов, 1318786

1318786 фиг.

Составитель И. Власов

Редактор И. Горная Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2496/31 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,. г. Ужгород, ул. Проектная, 4