ФОТОЕЛЕКТРИЧНИЙ МЕТОД АВТОМАТИЗАЦІЇ ВІЗУВАННЯ
Традиційний метод візування „око — прилад — ціль” є малоефективним там, де необхідна швидкоплинність процесу вимірювань, де вимірювання виконуються у шкідливих для здоров’я людини умовах і тим більше у випадках, коли геодезична інформація одночасно оброблюється з другими видами інформації і результати вимірювань, обминаючи оператора, повинні негайно поступати в ЕОМ. Суттєві досягнення фотоелектронних і волоконно-оптичних елементів, а також електроніки і оптичних квантових генераторів створили реальні можливості для розробки систем автоматичного візування, що значною мірою сприяє удосконаленню процесу автоматизації створних вимірювань. При розробці геодезичних приладів з системами автоматичного візування використовують основні елементи амплітудних, фазових, часово-імпульсних, частотних та інших слідкуючих систем. На думку авторів заслуговує уваги уже реалізований фотоелектричний метод, в якому підвищення точності автоматичного візування на ціль досягається шляхом використання скануючих оптико-механічних елементів в поєднанні з оптико-електронними системами реєстрації.
Системи автоматичного візування створюють як для слідкування за рухомими цілями, так і для візування на нерухому ціль. Прикладом вирішення задачі візування на рухому ціль може бути схема фотоелектричної насадки (рис. 7.4) на зорову трубу стандартного геодезичного приладу, що має окуляр 1, фокусуючу лінзу 4 і об’єктив 5 .
Рис. 7.4. Схема фотоелектричної насадки на зорову трубу |
Насадка, яку конструктивно розташовують в окулярній частині зорової труби, уявляє собою оптичний куб 2 з напівпрозорою світлороздільною гранню 3 . В фокальній площині оптичної системи одночасно розташовують сітку ниток А, яку розглядають окуляром, і феромагнітну струну б, яка знаходиться в зоні дії електромагнітної системи 7. Насадку доповнюють діафрагмою 8, конденсором 9 і фотоприймачем 10.
На електромагнітну систему від опорного генератора подають напругу з стабільною частотою. Під дією електричних коливань струна здійснює механічні коливальні рухи і тим самим сканує зображення сформоване об’єктивом. При скануванні зображення цілі 11 коливальною струною з фотоприймача знімаються електричні сигнали. При сполучені струни з зображенням цілі частота електричного сигналу з фотоприймача буде вдвічі більшою частоти сигнала генератора. При відхиленні зображення цілі в ту чи іншу сторону від осі струни з’явиться частота сигналу з фотоприймача, що дорівнює частоті сигналу з опорного генератора. При цьому фаза цієї частоти буде збігатись або протилежна фазі сигнала з генератора в залежності від напряму цілі від струни.
Блок-схема електронної частини обробки електричних сигналів приведена на рис. 7.5. Електричний сигнал з генератора опорної напруги 1 поступає одночасно на фазочастотний випрямляч 2 і електромагнітну систему 3 . Електричний сигнал з фотоприймача 4 підсилюється підсилювачем напруги 5 і поступає на другий вхід фазочастотного випрямляча.
До виходу останнього підключають стрілочний нуль-індикатор б. Оператор сполучує вибрируючу струну з зображенням цілі по нуль-індикатору. Нульовому положенню стрілки індикатора відповідає сполучення осі коливальної струни з зображенням цілі. Грубе, пошукове наведення приладу на ціль виконується, як завжди, через окуляр зорової труби. Настроювання електронної частини насадки перед роботою в основному зводиться до вибору амплітуди коливань струни шляхом зміни амплітуди електричних коливань, що подаються на струну.
Насадка дозволяє здійснювати вимірювання вдень на звичні марки, а вночі на світлові. Експериментальні дослідження показали, що по звичних марках в денних умовах фотоелектричний метод забезпечує візування з середньою квадратичною похибкою 0,3”, а середня квадратична похибка вимірювання кута високоточними теодолітами з фотоелектричною насадкою не перевищувала 0,5" [127].
Другим шляхом реалізації фотоелектричного методу створних вимірювань може бути застосування різних типів фотоелектричних автоколіматорів, які розташовують на початковій точці створу і відбивачів, що почергово установлюють на кінцевій і проміжних точках створу. Схеми побудови таких автоколіматорів розглянуті в розділі III. Наявність коге
рентних джерел світла створює сприятливі можливості для успішного використання відбиваючих візирних цілей; при цьому світло, що посилається на зворотньо-відбиваючу ціль, може бути промодульоване. Це можна використати для того, щоб визначити напрям відхилення візирної осі і підвищити перешкодостійкість. Пасивну зворотньо-відбиваючу ціль можна вибрати таку, що будуть одночасно забезпечуватись спостереження з декількох напрямів.