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DE4138054A1 - Automatischer sextant - Google Patents

Automatischer sextant

Info

Publication number
DE4138054A1
DE4138054A1 DE19914138054 DE4138054A DE4138054A1 DE 4138054 A1 DE4138054 A1 DE 4138054A1 DE 19914138054 DE19914138054 DE 19914138054 DE 4138054 A DE4138054 A DE 4138054A DE 4138054 A1 DE4138054 A1 DE 4138054A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sextant
detector
alidade
instrument body
scale
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19914138054
Other languages
English (en)
Inventor
Jun John A Decker
Jeffrey P Bosel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUAU Tech Ltd
Original Assignee
KUAU Tech Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUAU Tech Ltd filed Critical KUAU Tech Ltd
Publication of DE4138054A1 publication Critical patent/DE4138054A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00Measuring angles
    • G01C1/08Sextants

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sextantensystem mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Bei der Feststellung der Position auf der Erde durch Astro­ navigation mißt der Navigator zuerst die Höhenwinkel von mindestens zwei Himmelskörpern, typischerweise Fixsternen, Planeten, der Sonne oder des Mondes über dem Horizont mittels eines Sextanten. Ein typischer Sextant hat einen Instrumentenkörper, an dem ein schwenkbarer Arm, die Alhidade an einem Drehpunkt angelenkt ist. Am Instrumenten­ körper sind ferner ein meist mit einem Fernrohr versehenes Okular oder Teleskop und ein auf dessen optischer Achse angeordneter Horizontspiegel befestigt. An der Alhidade ist ein Indexspiegel angebracht, durch den die Drehachse der Alhidade geht. Mit dem Teleskop peilt der Navigator den Horizont durch die klare, nicht belegte Hälfte des Horizont­ spiegels an und durch Schwenken der Alhidade bewirkt er, daß der Indexspiegel ein Bild des ausgewählten Himmelskörpers, z. B. eines Fixsterns, auf die verspiegelte Hälfte des Horizontspiegels reflektiert. Wenn die Alhidade so ein­ gestellt ist, daß das Bild des Sternes auf dem Horizont zu liegen scheint, kann der Höhenwinkel des Sternes an einer mit dem Instrumentenkörper verbundenen, kreisbogenförmigen Gradskala, dem Limbus, abgelesen werden. Bei einer Ein­ stellung der Alhidade mittels einer Mikrometerschraube lassen sich Messungen mit einer Genauigkeit in der Größen­ ordnung von einer Bogenminute durchführen.
Aus der US-PS 47 07 926 und der US-PS 47 63 418 ist es bekannt, einen optischen Wellenwinkelcodierer jeweils am Schwenkpunkt des Instrumentenkörpers des Sextanten und an der Mikrometerschraube anzubringen, um den Höhenwinkel automatisch ablesen zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von diesem Stand der Technik, vor allem die Aufgabe zugrunde, einen automatischen Sextanten zu schaffen, der einfach und preis­ günstig ist, genaue Winkelmessungen liefert und durch Nach­ rüsten eines bekannten Sextanten einfach erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst.
Die Erfindung betrifft also ganz allgemein einen Sextanten zur automatischen Bestimmung bzw. Anzeige des Winkel­ abstandes zwischen zwei Objekten. Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung einen Sextanten mit einem Instrumentenkörper und einer Alhidade, die an einem Schwenk­ punkt am Instrumentenkörper angebracht ist, ferner mit einem am Instrumentenkörper vorgesehenen Limbus, der eine Reihe von Skalenstrichen aufweist, die radial bezüglich des Schwenkpunktes bzw. der Schwenkachse verlaufen, und mit einem Detektor. Der Detektor ist an der Alhidade angebracht und spricht beim Schwenken der Alhidade um den Schwenkpunkt auf die aufeinanderfolgenden Skalenstriche an.
Gemäß einem anderen Aspekt enthält das erfindungsgemäße System einen Sextanten mit einem Instrumentenkörper, der einen Bogen aufweist, eine Alhidade, die mit dem Instrumentenkörper an einem Schwenkpunkt verbunden ist, so daß die Winkellage der Alhidade bezüglich des Instrumenten­ körpers entsprechend dem Winkelabstand zwischen den beiden Objekten eingestellt werden kann, eine zur Feinverstellung der Alhidade bezüglich des Instrumentenkörpers dienende Mikrometerschraube, welche Skalenstriche zur Feinablesung des Winkels aufweist, und ein Sensorsystem einschließlich eines Detektors, der an der Alhidade angebracht und so angeordnet ist, daß er beim Drehen der Mikrometerschraube auf die aufeinanderfolgenden Skalenstriche anspricht.
Bevorzugte Ausführungsformen enthalten eines oder mehrere der folgenden Merkmale: Die Skalenstriche sind optisch detektierbar und weisen einen hohen Kontrast bezüglich der Fläche, auf der sie vorgesehen sind, auf. Das Sensorsystem enthält zwei optische Detektoren, insbesondere mit Fokussie­ rung arbeitende Reflex-Photosensoren, die so angeordnet sind, daß sie Licht von den Skalenstrichen der bogenförmigen Skala des Instrumentenkörpers oder des Limbus bzw. von Skalenstrichen auf einer trommelförmigen Skala der Mikro­ meterschraube empfangen. Die Skalenstriche sind in regel­ mäßigen Abständen angeordnet und jeder Reflexions-Photo­ sensor enthält zwei Einheiten, die Gesichtsfelder von Skalenstrichen aufweisen, die um ein ungeradzahliges Viel­ faches der Hälfte des regelmäßigen Abstandes zwischen den Skalenstrichen beabstandet sind.
Die Photosensoren sind einfach und kosten wenig, gewähr­ leisten exakte Winkel- bzw. Höhenmessungen und können auf den verschiedensten, vorhandenen Sextanten montiert werden, ohne daß spezielle Halterungsvorrichtungen oder eine maschinelle Bearbeitung des Sextanten erforderlich ist und ohne daß die Schwenklagerwelle oder die Mikrometerwelle zugänglich sein müssen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei werden noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines zur astrono­ mischen Navigation geeigneten Systems mit einer perspektivischen Darstellung eines automatischen Sextantensystems;
Fig. 2 und 3 eine Seiten- bzw. Vorderansicht, im Schnitt, einer Photosensoreinheit des Sextantensystems;
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht einer Photo-Sensor­ einheit des Sextantensystems und
Fig. 5 ein Flußdiagramm einer Höhenbestimmung.
Das in Fig. 1 dargestellte System 10 zur astronomischen Navigation enthält einen programmierbaren Taschenrechner 12 (z. B. einen Taschenrechner des Typs Hewlett-Packard HP41CX, der mit einem Sichtreduktions-Algorithmus sowie einem nautischen Almanach progammiert ist und ein Schnittstellen- Modul 16 sowie ein internes Chronometer-Modul 14, welches eine digitale Angabe der Greenwich-Zeit oder UTS liefert, enthält) und ein Sextantensystem 17.
Das Sextantensystem 17 enthält einen handelsüblichen Sextanten 18 mit einem Instrumentenkörper 20, einer Alhidade 22 und einem Fernrohr 24. Die Alhidade 22 ist an einem Dreh­ punkt am Instrumentenkörper 20 angelenkt, so daß sie um eine Alhidade-Drehachse 26 geschwenkt werden kann. Der Instru­ mentenkörper 20 hat einen Teil, der die Form eines Bogens 28 eines bezüglich der Alhidade-Achse 26 zentrierten Kreises hat.
Eine Oberfläche des Bogens 28 trägt eine Reihe von exakt positionierten und gleich beabstandeten sichtbaren gravier­ ten radialen Linien 29 (Skalenstriche), um visuell die Höhe über dem Horizont oder andere Winkelabstände in Grad anzu­ geben. Typische Skalenstriche 29 sind 3,0 mm hoch, 0,3 mm breit und haben Abstände f (siehe Fig. 3) von etwa 1,3 mm. Diese Markierungen sind typischerweise mit einer Farbe gefüllt, die im Kontrast mit der benachbarten Untergrund­ farbe steht, z. B. einer schwarzen Farbe auf einem messing­ farbenen Hintergrund oder eine weiße Farbe auf einem schwarz gefärbten Untergrund. Alternativ kann wenn eine erhöhte Auf­ lösung gewünscht wird, eine Skala mit durch einen Computer erzeugten, feinteiligen Skalenstrichen über der gravierten Skala verwendet werden. Die Alhidade 22 hat einen radialen Referenzstrich 30 um die Position längs des Bogens 28 bezüg­ lich der Skalenstriche 29 anzugeben.
Die Feinverstellung der Alhidade 22 bezüglich des Instru­ mentenkörpers 20 wird durch eine Mikrometerschraube 33 bewirkt, die die Alhidade über ein nicht dargestelltes Getriebe antreibt, welches in eine Zahnung 31 eingreift, die am Umfangsrand des Bogens 28 vorgesehen ist. Die Mikrometer­ schraube enthält ein Mikrometerrad 32, das eine Reihe von exakt positionierten und gleich beabstandeten sichtbaren gravierten axialen Linien 34 (Skalenstriche) auf seiner Umfangsfläche trägt. Die Skalenstriche 34 werden normaler­ weise in Verbindung mit axial orientierten Nonius-Referenz­ linien 35 verwendet (die auf einer an einem Griff der Alhidade 22 angebrachten Referenzfläche 36 angeordnet sind) um die Winkelminuten anzugeben.
Auf der optischen Achse des Fernrohrs 24 ist ein Horizont­ spiegel 38 angeordnet, der eine klare, durchsichtige Glas­ hälfte 39 (durch den die Kimm mit dem Fernrohr angepeilt werden kann) und eine verspiegelte Hälfte 41, welche ein reflektiertes Bild von einem Spiegel 40, dem Indexspiegel, empfangen kann, der an der Alhidade 22 längs der Achse 26 angeordnet ist. Der Horizontspiegel kann auch teildurch­ lässig verspiegelt sein, so daß er ungefähr die Hälfte auf ihn fallenden Lichtes durchläßt und die andere Hälfte reflektiert. In beiden Fällen wird das Licht von einem Himmelskörper zuerst durch den Indexspiegel 40 und dann durch die verspiegelte Hälfte des Horizontspiegels 38 reflektiert und kann durch das Fernrohr 24 gleichzeitig mit der Kimm gesehen werden. Die Drehung der Alhidade 22 um die Achse 26 bewirkt eine Verschiebung der beobachteten schein­ baren Position des Himmelskörpers bezüglich der Kimm.
Für automatische Ablesungen der Skalen 29, 34 ist eine Photosensoreinheit 42 an der Alhidade 22 der Skala 29 angeordnet und eine zweite Photosensoreinheit 44 ist an der Referenzfläche 36 oberhalb der Skala 34 angeordnet. Die Photosensoreinheiten 42, 44 sind vorzugsweise durch Kleben befestigt, z. B. unter Verwendung eines Cyanoacrylat-Super­ klebers oder eines schnell härtenden Epoxyharzes. Da die Photosensoren dazu verwendet werden, die Anzahl der einzelnen Skalenstriche zu zählen, die bei der Bewegung des Armes von der Nullstellung, die durch das Anpeilen der Kimm oder eines anderen Referenzpunktes bestimmt wird, wahr­ genommen werden, ist die genaue Position der Photosensor­ einheiten bezüglich der Skalen 30 und 35 nicht kritisch. Die beiden Einheiten können also einfach und schnell auf einer Vielzahl von vorhandenen und handelsüblichen Sextanten montiert werden.
Der Sextant 18 ist durch elektrische Leitungen über die Schnittstelle 16 mit dem Rechner 12 verbunden. Die Leitungen 48, 46 führen elektrische Signale, die Grade und Minuten abgeben, von (und elektrische Leistung zu) den Photo­ sensoreinheiten 42 bzw. 44. Auf der Alhidade 22 oder dem nicht dargestellten Griff des Sextanten ist ein Messungs­ schalter 52 angebracht, der über eine Leitung 50 mit der Schnittstelle 16 verbunden ist und zur Auslösung des Meß­ vorganges dient. Vom Schnittstellen-Modul 16 führt eine Leitung 54 zu einem Stern-Licht (on-star light) 56, das an einer solchen Stelle montiert ist, daß es durch das Fernrohr 24 gleichzeitig mit den durch den kleinen oder Horizont­ spiegel 38 gelieferten Bildern zu sehen ist.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, enthält die Photosensoreinheit 42 zwei Reflexions-Photosensoren 41, 43 (die beide in Fig. 3 zu sehen sind) , die in einem Halte­ rungsblock 102 aus Kunststoff gehaltert sind, der typischer­ weise aus einem transparenten Kunststoff (z. B. einem Polyacrylat) besteht, so daß der Sextant auch mit visueller Ablesung verwendet werden kann. Bei den Reflexions-Photo­ sensoren handelt es sich jeweils um einen fokussierten Typ (wie er in Strichcodelesern verwendet wird), bei dem die optischen Achsen 106, 118 der Strahlungsquelle und des Detektors sich an der Oberfläche des Bogens 28 d. h. auf dem Limbus schneiden. Die Photosensoren 41, 43 enthalten jeweils eine Leuchtdioden-(LED-)Lichtquelle 104, welche Licht, das durch eine Linse 105 fokussiert wird, auf die Skalenstriche 29 richtet, wie durch einen Pfeil 108 angedeutet ist. Das von der Skala reflektierte Licht wird durch eine Linse 109 fokussiert und auf einen Phototransis­ tor-Detektor 110 gerichtet, wie durch einen Pfeil 112 angedeutet ist. Die Quelle 104 und der Detektor 105 sind beide in konventionellen, hermetisch abgedichteten TO-5- Transistor-Gehäusen 114 zusammen mit einem optischen Filter 116 an der Basis des Gehäuses montiert. Das Filter 116 läßt nur die Wellenlängen des von der Lichtquelle emittierten Lichtes durch und sperrt dementsprechend Raumlicht und Tageslicht, so daß Störungen durch Fremdlicht vermieden und das Verhältnis von Signal zu Rauschen erhöht wird. Der Reflexions-Photosensor soll eine hohe Empfindlichkeit und kleine Abmessungen haben und empfindlich gegen künstliches und natürliches Fremdlicht sein. Geeignet ist beispielsweise der Typ Hewlett-Packard Modell HBCS-1100.
Wie Fig. 4 zeigt, kann die Photosensoreinheit 42 alternativ auch zwei unfokussierte Reflexions-Photosensoren enthalten, z. B. TRW OPB710F, die typischerweise in einem TO-72-Gehäuse 115 montiert sind und bei denen die optischen Achsen 106, 108 der Lichtquelle und des Lichtaufnehmers parallel zueinander verlaufen. Die unfokussierten Reflexions-Photosensoren 41, 43 enthalten ebenfalls eine Leuchtdioden-(LED-)Strahlungsquelle 104, die unfokussiertes Licht auf die Skalenstriche 29 emittiert, wie durch einen Pfeil 108 angedeutet ist. Das von der Skala reflektierte Licht (Pfeil 112) wird von einem Phototransistor-Detektor 110 direkt empfangen.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 arbeitet gut, gleichgültig ob der Kontrast zwischen den einzelnen Skalen­ strichen und der benachbarten Hintergrundfarbe hoch ist oder nicht. Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 arbeitet jedoch besser, wenn der Kontrast zwischen den Skalenstrichen und dem Hintergrund hoch ist.
An der Unterseite des Montageblockes 102 ist ein opake Maske 120 angeordnet, die das ganze Licht mit Ausnahme von zwei transparenten Schlitzen 122, 124 blockiert (wahlweise beim fokussierten Photosensor). Jeder Schlitz verleiht einem der Photosensoren ein Gesichtsfeld, das ungefähr so breit ist (z. B. 0,3 mm) wie ein einzelner Skalenstrich 29. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verlaufen die Schlitze jeweils parallel zu den Skalenstrichen. Die Mittelachsen 126, 128 (Fig. 3) der beiden Photosensoren haben einen Abstand d (z. B. 4,55 mm) der gleich einem ungeraden ganzen Vielfachen (z. B. 7) der Hälfte des Intervalles f (z. B. 1,3 mm) zwischen den Skalenstrichen ist.
Die Photosensoreinheit 42 ist auf dem Alhidade-Griff 37 (Fig. 1) in einer solchen Position angeordnet, daß die Schlitze 122, 124 parallel zu den Skalenstrichen 29 und ungefähr in der Nähe des Bezugsstriches 30 sind. Die aktiven Flächen der Photodetektoren werden in einem geeigneten Abstand (z. B. 0,5 mm) von der Skala im Montageblock 102 durch eine oder mehrere Verlängerungen 103 gehalten, die am Alhidade-Griff 37 anliegen und an diesem angeklebt sind.
Die Photosensoreinheit 44 ist in entsprechender Weise auf der Bezugsfläche 36 montiert, wobei Sorge dafür getragen ist, daß die Krümmung des Montageblocks 102 an die des Mikrometerrades 32 angepaßt ist.
ARBEITSWEISE
Bei der Verwendung des Sextanten 18 zur Gewinnung eines Höhenwertes für einen ausgewählten Stern, stellt der Navigator den Impulszähler im Schnittstellen-Modul 16 auf Null, indem er die Kimm anpeilt, d. h. die Alhidade in die Nullgrad-Höhenposition bewegt, bis das durch den klaren Teil 39 des Horizontspiegels 38 direkt angepeilte Bild der Kimm und das in Reflexion über die verspiegelte Hälfte 41 des Horizontspiegels 38 und den Indexspiegel 40 an der Alhidade 22 reflektierte Bild zusammenfallen und er betätigt dann den Auslöseschalter 52 am Alhidade-Griff um dem Rechner 12 zu signalisieren, daß die Alhidade 22 genullt ist und daß der Impulszähler auf Null zu stellen ist.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird die Alhidade 22 dann im Verfahrensschritt 60 gedreht, bis der gewählte Himmels­ körper im Horizontspiegel ungefähr auf der Kimm erscheint. Beim Drehen der Alhidade 22 liefert die Photosensoreinheit 42 eine Folge von Signalimpulsen (64) an den Rechner 12. Der Rechner 12 interpretiert (68) die Impulse von der Photo­ sensoreinheit als den Grad-Teil der Höhe. Als nächstes wird die Mikrometerschraube 22 gedreht (62), bis der ausgewählte Himmelskörper im Horizontspiegel genau auf der Kimm liegt. Beim Drehen der Mikrometerschraube 32 liefert die Photo­ sensoreinheit 44 eine Folge von Signalimpulsen an den Rechner 12, die als der Minutenteil der Höhe interpretiert werden (70).
Wenn der gewählte Himmelskörper genau auf der Kimm gesehen wird, wird der Schalter 52 erneut gedrückt, was bewirkt, daß der Rechner 12 den augenblicklichen Höhenwinkel als Höhe des gewählten Himmelskörpers verwendet. Die Grade und Minuten werden kombiniert (72) zum Höhenwinkel (74) des gewählten Sterns. Der Höhenwinkel kann dann mit einem konventionellen Astronavigations-Algorithmus zur Gewinnung einer Standlinie verwendet werden.
Wenn die Alhidade 22 bewegt wird, überstreicht das Gesichts­ feld des an der Alhidade montierten Sensors 52 die Grad­ bogen-Skala 29. In entsprechender Weise überstreicht das Gesichtsfeld des Sensors 44, der am Mikrometerkörper 32 montiert ist, die Skala 34. Diese Bewegungen resultieren in einer Folge von elektrischen Impulsen als Ausgangsdaten der Photosensoren, und zwar einem Impuls für jeden überlaufenen und vom Photosensor wahrgenommenen Skalenstrich. Mit typischen Sextanten-Skalenmarkierungen und Reflexions- Sensoren haben diese Impulse eine Amplitude in der Größen­ ordnung von 1,0 Volt und lassen sich daher leicht durch elektronische Pulszählschaltungen im Schnittstellen-Modul 16 erfassen.
Der Rechner 12 enthält ein Programm, welches die Folge von Signalen von den Photodetektor-Einheiten zählt und aus diesen sowohl die Drehrichtung der Alhidade als auch die entsprechenden Winkel für jede Photodetektor-Einheit bestimmt. Da die beiden Photosensoren jeder Photodetektor- Einheit einen Abstand von einem ungeraden Vielfachen des halben Intervalles zwischen den Skalenmarkierungen haben, ist es möglich, die Drehrichtung dadurch zu bestimmen, daß man feststellt, welcher der beiden Detektoren eine vor­ gebene Skalenmarkierung zuerst wahrnimmt, beispielsweise indem man die relativen Phasenlagen der Signalschwingungen der beiden Photodetektoren demoduliert. Dieselbe Technik wird zur Feststellung der Drehrichtung bei den handels­ üblichen inkrementellen optischen Drehwinkelcodierern verwendet (z. B. der Firmen Teledyne Gurley, Hewlett-Packard, BEI Motion Systems, Litton, und anderen).
Der Rechner 12 ist außerdem programmiert um (a) Himmels­ körper zur Beobachtung entsprechend der ungefähren Position, der Zeit und dem Datum auszuwählen, (b) die vom Beobachter beobachteten Sternhöhen vom Sextanten 18 abzulesen und (c) Zeit- und Höhenwerte zur Bestimmung von Standlinien und dann der Position zu erzeugen (wie aus der US-PS 47 07 926 bekannt ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird). Auf der Basis der gespeicherten Höhenwerte für jeden aus­ gewählten Stern bestimmt der Rechner an der Verwendung üblicher Astronavigations-Algorithmen (z. B. die im Hewlett- Packard "Nav-Pac" für den HP-41CX) zur Bestimmung einer Standlinie. Zwei oder mehr Standlinien (die von zwei oder mehr ausgewählten Himmelskörpern gewonnen wurden), werden dann zusammen unter Verwendung anderer bekannter Astronavi­ gations-Algorithmen, wie sie beispielsweise in der Benutzer­ bibliothek des HP-41 aufgeführt sind, zur Positions­ bestimmung benutzt.
Mehrfache Beobachtungen desselben Sternes können durch­ geführt und durch den Rechner gemittelt werden, um genauere Ergebnisse zu erzielen.
Zusammenfassend gesagt wird durch die Erfindung also ein Sextantensystem zur automatischen Ermittlung des Winkel­ abstandes zwischen zwei Objekten geschaffen, welches einen Sextanten mit einer Oberfläche, welche Skalenmarkierung trägt und bezüglich eines Referenzteiles des Sextanten beweglich ist, wobei die Position der Markierungen bezüglich des Referenzteiles den Winkelabstand zwischen den beiden Objekten angibt, und ein Sensorsystem enthält, das am Sextanten in einer solchen Position angebracht ist, daß es eine Bewegung der Markierungen bezüglich des Referenzteiles wahrzunehmen und entsprechende Winkelsignale zu erzeugen vermag.

Claims (19)

1. Sextantensystem zum automatischen Feststellen des Winkel­ abstandes zwischen zwei Objekten, mit einem Sextanten (18), der einen Instrumentenkörper (20) und eine Alhidade (22), die am Instrumentenkörper an einem Schwenkpunkt (26) angelenkt ist, enthält, wobei der Instrumentenkörper eine Bogenfläche aufweist, die eine Reihe von Skalenstrichen trägt, die jeweils in Radialrichtung bezüglich des Schwenkpunktes verlaufen, gekennzeichnet durch ein Sensorsystem mit einem Detektor (42), das an der Alhidade (22) in einer solchen Position angeordnet ist, daß es die aufeinanderfolgenden Skalen­ striche wahrnimmt, wenn die Alhidade um den Schwenkpunkt (26) geschwenkt wird.
2. Sextantensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenstriche optisch wahrnehmbar sind und daß das Sensorsystem einen optischen Detektor enthält.
3. Sextantensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Skalenstriche einen hohen Kontrast bezüg­ lich der Fläche bilden, auf der sie sich befinden.
4. Sextantensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen Reflexions-Photosensor enthält.
5. Sextantensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexions-Photosensor fokussiert ist.
6. Sextantensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexions-Photosensor unfokussiert ist.
7. Sextantensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem einen Detektor enthält, der so ange­ ordnet ist, daß er Licht von den Skalenmarkierungen empfängt.
8. Sextantensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Mikrometerschraube, welche eine freiliegende Fläche hat, die Skalenstriche (34) aufweist, dadurch gekennzeichent, daß das Sensorsystem einen Detektor (44) enthält, der so angeordnet ist, daß er die Skalenstriche der Mikrometerschraube wahrzunehmen vermag, wenn die Mikrometer­ schraube gedreht wird.
9. Sextantensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenstriche regelmäßige Abstände haben und daß der Detektor zwei Detektoreinheiten enthält, welche Gesichtsfelder von Skalenstrichen haben, deren Abstand ungleich eines ganzen Vielfachen des regel­ mäßigen Abstandes sind.
10. Sextantensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der erwähnten Gesichtsfelder gleich einem ungeraden Vielfachen der Hälfte des regelmäßigen Abstandes ist.
11. Sextant zum automatischen Ermitteln des Winkelabstandes zwischen zwei Objekten, mit einem Sextanten (18), der einen Instrumentenkörper (20) mit einem Gradbogen (28) aufweist; einer Alhidade (22), die mit dem Instrumentenkörper an einem Schwenkpunkt (26) verbunden ist, so daß die Winkelstellung der Alhidade bezüglich des Instrumentenkörpers entsprechend dem Winkelabstand zwischen den beiden Objekten einstellbar ist; eine zur Feineinstellung der Alhidade (22) bezüglich des Instrumentenkörpers (20) dienende Mikrometerschraube (33), welche Skalenstriche (34) zur Feinablesung des Winkels trägt, gekennzeichnet durch ein Sensorsystem mit einem Detektor (44), der an der Alhidade (22) in einer solchen Position angebracht ist, daß er aufeinanderfolgende Skalenstriche (34) wahrnimmt, wenn die Mikrometerschraube gedreht wird.
12. Sextantensystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Skalenstriche optisch wahrnehmbar sind und daß das Sensorsystem einen optischen Detektor enthält.
13. Sextantensystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Skalenstriche einen hohen Kontrast bezüg­ lich der Fläche bilden, auf der sie sich befinden.
14. Sextantensystem nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Detektor einen Reflexions-Photosensor enthält.
15. Sextantensystem nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reflexions-Photosensor fokussiert ist.
16. Sextantensystem nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reflexions-Photosensor unfokussiert ist.
17. Sextantensystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sensorsystem einen Detektor enthält, der so angeordnet ist, daß er Licht von den Skalenmarkierungen empfängt.
18. Sextantensystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Skalenstriche regelmäßige Abstände haben und daß der Detektor zwei Detektoreinheiten enthält, welche Gesichtsfelder von Skalenstrichen haben, deren Abstand ungleich eines ganzen Vielfachen des regelmäßigen Abstandes sind.
19. Sextantensystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der erwähnten Gesichtsfelder gleich einem ungeraden Vielfachen der Hälfte des regelmäßigen Abstandes ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4233144A1 (de) * 1992-10-02 1994-04-07 Diehl Gmbh & Co Sextant

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DE4233144A1 (de) * 1992-10-02 1994-04-07 Diehl Gmbh & Co Sextant

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