Высотомер-автомат

 

Изобретение относится к инженерной геодезии, в частности к автоматизации измерений превышений точек местности. Цель изобретения - повышение точности измерений. Высотомер-автомат содержит маятниковую систему 1 с демпфирующими блоками 2,3, отражающий элемент 4, укрепленный на конце маятника 1, оптико-электронную систему измерения углового положения маятника, электронно-лучевую трубку 12, блок развертки 13, блок 14 формирования опорной координаты, датчик 15 угла наклона платформы, датчик пути 16, интегратор пути 17, опорный генератор 18, счетчик превышений 19. Все устройство расположено на подвижной платформе. Измерение углового положения прибора относительно задаваемой маятником местной вертикали осуществляется совокупностью расположенных на одной оптической оси электронно-лучевой трубки 12, светоделителя 6, формирующего объектива 5, в плоскости изображения которого расположен маятник 1 с отражающим элементом 4, а также расположенные на другой оптической оси по разную сторону от светоделителя 6 и оптически связанные с ним два фотоприемника 8,11 со своими оптическими системами 7,9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 150

1 А1 (SD 4 01 С 9 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (21) 4317542/24-10 (22) 19.10.87 (46) 23.09.89. Бюл.М 35 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) И.М.Герасимов, А.Е.Здобников, П.И.Савостин и А.В.Пономарев (53) 528.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 124145, 1959.

Справочник геодезиста. Под ред.

В.Д.Большакова и Г.П.Левчука, кн.2, М.: Недра, 1985, с.383-395.

2 (54) ВЫСОТОМЕР-ABTOMAT (57) Изобретение относится к инженерной геодезии, в частности к автоматизации измерений превышений точек местности, Цель изобретения — повышение точности измерений. Высотомеравтомат содержит маятниковую систему

1 с демпфирующими блоками 2, 3, отражающий элемент 4, укрепленный на конце маятника 1, .оптико-электронную систему измерения углового положения маятника, электронно-лучевую трубку

l2, блок развертки 13, блок 14 формирования опорной координаты, датчик

15 угла наклона платформы, датчик

1509

591

3 пути 16 интегратор пути 17, опорный генератор 18, счетчик превышений 19 °

Все устройство расположено на подвиж ной платформе. Измерение углового положения прибора относительно задаваемой маятником местной вертикали осуществляется совокупностью расположенных на одной оптической оси электронно-лучевой трубки 12, светоделите5

1О ли 6, формирующего -объектива 5, в плоскости изображения которого расположен маятник 1 с отражающим элементом 4, а также расположенные на другой оптической оси по разную сторону от светоделителя 6 и оптически связанные с ним два фотоприемника

8, 11 со своими оптическими системами

7, 9. 1 ил.

Изобретение относится к инженерной геодезии и может быть использовано при автоматизированном измерении взаимных превышений точек местности в составе подвижных средств. 20

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема высотомера.

Высотомер содержит маятник 1 с 25 пластиной 2 демпфирования, которая перемещается в зазоре магнита 3, отражающая марка 4, например зеркало, закрепленное на конце маятника 1, формирующий. объектив 5, светоделитель 6, 30 например полупрозрачное зеркало, коллектив 7„ собирающий лучи на первый фотоприемник 8, фокусирующий объектив 9, диафрагму 10, второй позиционно-чувствительный фотоприемник 11, электронно-лучевую трубку 12, блок

13 развертки, блок 14 формирования опорной координаты, датчик 15 угла наклона платформы, датчик 16 пути, интегратор 17 пути, опорный генератор 40

18, счетчик 19 превышений. Все устройство расположено на подвижной платформе (не показана), Ъ

Устройство работает следующим образом. 45

С помощью маятника 1 в устройстве обеспечивается формирование местной вертикали относительно корпуса прибора и соответственно относительно платформы подвижного средства, на которой расположен высотомер. При наклоне платформы за счет наклона местности маятник 1 также отклоняется на тот же угол относительно нулевого положения ° С помощью блока 13 развертки на экране ЭЛТ 12 формируется световое пятно, перемещающееся по дуге окружности, эквивалентный центр которой совпадает с осью вращения маятника 1. Круговая развертка светового пятна может быть обеспечена известными способами, например с помощью двух синусоидальных напряжений, подаваемых на Х, У пластины

ЭЛТ 12 и сдвинутых по фазе на (/2.

Сфокусированное изображение светового пятна на экране ЭЛТ 12 формируется в плоскости изображения формирующегося объектива 5. Плоскость вращения маятника I с размещенным на его конце отражающим элементом (зеркалом)

4 совпадает с плоскостью изображения объектива 5. Для .обеспечения высокой точности измерений линейные размеры зеркала 4 согласованы с размерами изображения сфокусированного пятна

ЭЛТ 12.

При пересечении световым пятном зеркала 4 световые лучи от него отражаются в объектив 5 и через светоделитель 6, коллектив 7 попадают на светочувствительную поверхность фотоприемника 8, например ФЗУ. В момент прохождения бегущего светового пятна через зеркало 4 на выходе фотоприемника 8 формируется электрический импульс, который подается на второй вход счетчика 19 превышений.

С помощью другого фотоприемника 11 с расположенными перед ним объективом

9 и диафрагмой 10 формируется импульс, соответствующий нулевому положению угла отклонения маятника 1. Диафрагма 10 расположена так, что при от1 сутствии наклона местности (угол наклона маятника 1 Ы = О) импульсы, сформированные фотоприемниками 8 и ll, совпадают во времени. Ilpv < 4 0 и заданной угловой скорости. перемещения бегущего пятна на экране ЭЛТ 12 временной сдвиг между импульсами фотоприемников 8 и 11 пропорционален углу отклонения маятника 1.

В качестве интегратора пути может быть использован, например, измеритель периода следования импульсов, осуществляющих измерение двух соседних гериодов следования, выделения их разности и запоминания этой разности в выходном регистре, Этот код поступа ет в блок 14 опорной координаты, где с помощью соответствующих цифровых схем вызывается временной сдвиг опор- кого импульса от фотоприемника 11 на величину, пропорциональную углу отклонения маятника l эа счет ускорения -; и знака, coвпадающего со знаком дополнительного отклонения маятника

1. Различные удары и толчки платформы компенсируются демпфирующей системой маятника 1 — демпфирующей пластиной 3, которая движется в магнитном поле постоянного магнита 2.

При наклоне платформы, на которой размещен высотомер, с помощью преобразователя угол — код датчика 15 наклона платформы осуществляется формирование кода, который также, как и код с выхода блока 17, вызывает смеще ние во времени опорного импульса, формируемого в блоке 14 опорной координаты на время, пропорциональное углу наклона платформ, относительно колесных пар и со знаком, противоположным дополнительному углу смещения маятника.а са, Таким образом, блок 14 опорной координаты осуществляет функцию управляемой временной задержки импуль" са нулевого положения маятника и компенсирует электронным образом влияние продольных ускорений, возникающих при разгоне и торможении подвижного средства, и также компенсируется влияние наклонов платформы относительно колес на точность измерения превышений.

1509591 (ы,/

ДС

Я t и

ДН = Ы; Д8;, 1 "! где ЬЫ, — величина угла наклона местности на элементарном -м участке пути;

ДБ; — величина элементарного участка пути.

Опорный генератор 18 обеспечивает синхронизацию работы основных узлов высотомера: блока 13 развертки, блока формирования опорной координаты и интегратора 17 пути.

Датчик 16 пути располагается на оси вращения колеса подвижного средства либо механически связывается с ней через соответствующую кинемати- ческую передачу. При равноускоренном движении подвижного средства маятник

1 отклоняется на дополнительный угол

АM за счет действия сил инерции. С помощью интегратора 17 пути иэ числа импульсного кода пути формируется цифровой код„ пропорциональный величине продольного ускорения подвижной фпатформы

ЗО

40

Формула изобретения

Высотомер-автомат, содержащий маятниковую систему с магнитным демпфером, расположенную на платформе, датчик пути, опорный генератор и счетчик превышений, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен расположенными на одной ойтической оси электронно-луче55 где К вЂ” коэффиЦиент пропорЦиональности; а — величина продольного ускорения. вой трубкой с блоком развертки, светоделителем, формирующим объективом, оптической отражающей маркой, где И вЂ . угловая скорость светового пятна.

При равномерном движении подвижного

5 средства а(й) = О и отсутствии перекоса платформы относительно колесных . nap (()=0) опорный импульс нулевого положения проходит беэ временных

10 задержек через блок 14 формирования опорной координаты поступает на первый вход счетчика 19 превышений.. На третий вход счетчика 19 превышений поступают импульсы с датчика 16 пути, а на четвертый вход синхронизирующие импульсы высокой частоты от опорного стабильного генератора 18, например кварцевого. В счетчике 19 превышений известными способами с помощью цифро- 7О вых счетчиков и других логических схем обеспечивается формирование выходного цифрового сигнала, пропорционального текущему превышению местности относительно предыдущей опорной точки по 25 закон

1509591

Составитель Б,.Вихрев

Техред И.Верес Корректор Н.Борисова

Редактор С,Патрушева

Подписное

Тираж 683

Заказ 5789/31

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 на маятнике, расположенными на другой оптической оси и оптически связанные со светоделителем, первым фотоприемником с коллективом вторым позициЭ

5 онно-чувствительным фотоприемником с фокусирующим объективом и диафрагмой, а также блоком формирования опорной координаты, датчиком наклона платформы и интегратором пути, блок формирования опорной координаты связан первым входом с вторым фотоприемником, вторым входом с -опорным генератором, третьим входом с датчиком наклона платформы, четвертым входом с интегратором пути, который связан с опорным генератор м и датчиком пути, 1 счетчик превышений связан первым входом с выходом блока опорной координаты, вторым входом с первым фотоприемником, третьим входом с датчиком пути, четвертым входом с опорным генератором который связан с блоком развертки.