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Ausmeßmaschine für Meßbildpaare Bekanntlich haben die Erdkrümmung
und die Strahlenbrechung (atmosphärische Refraktion) einen Einfluß auf schräge Visuren.
Bei Meßbildern aus Luftfahrzeugen entstehen mithin Fehler insbesondere bei Schrägaufnahmen,
aber auch bei den Außenpartien von Senkrechtaufnahmen, vor allem wenn es sich um
Weitwinketaufnabmen handelt. Man hat daher bereits bei Ausmeßmaschinen Kurvenführungen
vorgeschlagen, die eine selbsttätige Berichtigung dieser Fehler, insbesondere bei
der Höheneinstellung, in Abhängigkeit der Entfernung des betreffenden Zielpunktes
vom Aufnahmeort bewirken.
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Da nun die Erdkrümmung an den Polen eine andere ist als am Äquator
und auch die Strahlenbrechung nach den örtlichen atmosphärischen Verhältnissen verschieden
ist, so müßten verschiedene Kurvenführungen vorgesehen sein, um an verschiedenen
Orten der Erde :genaue Meß- und Auftrageergebnisse zu erzielen. Außerdem müßten
die Kurven den verschiedenen Zeichetimeßstäben angepaßt sein.
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Die Erfindung bezweckt, die hierdurch nötigen Einstellungen ohne Austausch
der Kurvenführung ausführen und das Gerät unter den verschiedensten Bedingungen
verwenden zu können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß vor oder hinter
der Kurvenführung ein Einstellgetriebe eingeschaltet ist, das sowohl dem gewünschten
Zeichnungsmaßstab als auch den durch die örtlichen Verhältnisse bedingten Größen
für die Erdkrümmung und Strahlenbrechung angepaßt werden kann.
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Handelt es sich um eine Maschine, bei der die räumliche Richtung der
Zielstrahlen auf ein die Horizontalprojektion darstellendes Horizontallineal und
auf ein Höhenlineal übertragen wird, so kann erfindungsgemäß diese Einrichtung folgendermaßen
getroffen sein: Mit dem Horizontalwagen ist beispielsweise durch ein Zugglied eine
Kurvenscheibe getri.eblich verbunden. Diese Kurvenscheibe wirkt auf eine Stange,
die mittels des Einstellgetriebes mit einer zweiten zu ihr parallel geführten Stange
verbunden ist. Die zweite Stange kann getrieblich mit einem Planetenrädersystem
verbunden sein, das einerseits eine Einstellung durch ein Handrad erfahren kann
und das andererseits getrieblich mit dem Höhenschlitten verbunden ist. Mittels
des
Handrades kann die für eine zu zeichaende Schichtlinie nötige Höheneinstellung an
Hand einer Einteilung gegeben werden.. Ist diese festgestellt, so' wird infolge
der Kurvenführung j e nach der Entfernung des betreffenden Zielpunktes vom Aufnahmeort
die Höheneinstellung selbsttätig berichtigt.
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Handelt es sich um eine Maschine, bei der in der Horizontalebene der
Seitenschlitten x und der Tiefenschlitten y besonders bewegt werden, so ist bei
Steilaufnahmen zu berücksichtigen, daß der Zielabstand zumeist durch beide Komponenten
(Seiten- und Tiefenlage) bestimmt wird. In diesem Falle wird erfindungsgemäß eine
Kurvenführung sowohl für den Seiten- als auch für den Tiefenschlitten vorgesehen.
Beide Kurvenführungen wirken gemeinsam auf ein Getriebe, durch das der wahre Zielabstand
für die Einstellung des weiteren Ausgleichsgetriebes wirksam wird. Die Zeichnung
zeigt in Abb. i eine schematische Darstellung der Wirkung von Erdkrümmung und Strahlenbrechung,
Abb.2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung und Abb.3 eine
schematische Darstellung der Einrichtung mit zwei Kurvenführungen.
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In Abb. i bezeichnet S den Aufnahmeort, L dessen Lotpunkt,
h den Abstand zwischen diesen beiden Punkten und A den Zielpunkt. Die vom
Aufnahmeort S nach dem Zielpunkte gezogene Linie ist zufolge der atmosphärischen
Refraktion eine Kurve. Der in Ausmeßmaschinen gemessene Winkel z ist der, den die
an diese Kurve durch den Aufnahmeort S gelegte Tangente mit der Senkrechten bildet.
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Bekanntlich wird beim geodätischen Nivellement der Höhenunterschied
zwischen zwei Punkten nach der Formel dN = K cotg z + qK2 berechnet. Hierin
bezeichnet K den waagerechten Abstand des Zielpunktes A vom Aufnahmeort S, c die
Zenithöhe des Zielpunktes und q einen Berichtigungsfaktor, der gleichzeitig der
Krümmung der Erde und der atmosphärischen Strahlenbrechung Rechnung trägt (s. Abb.
i). Den Ausdruck qK2 nennt man die Berichtigung der scheinbaren Höhe.
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Diese Formel ist für Meßbilder anwendbar, die mittels terristrischer
oder mittels Schrägaufnahmen aus der Luft aufgenommen sind. Bei den bekannten Ausmeßmaschinen
für Meßbildpaare wird der Ausdruck K cotg z, der die Höhe la des Zielpunktes
über der der Aufnahme zugrunde gelegten waagerechten Nullebene darstellt, unmittelbar
durch die Maschine geliefert; qK2 der der Korrektionswert ist, den man zur abgelesenen
Lage hinzufügen muß, um die wahre Lage zu erhalten, wird meist durch Tabellen geliefert.
Bei Luftbildern mit nahezu senkrechter Aufnahmerichtung (Senkrechtaufnahmen) muß
man die Formel dN = h + q (K2 + lag) benutzen, die für große Höhenunterschiede
bei kleinen Höhen anwendbar ist. Der Korrektionswert ist im allgemeinen klein genug,
so daß er beim Aufzeichnen der Höhenschichtlinien vernachlässigt werden kann.
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Der numerische Wert A" um den man in dem ersten Falle den Höhenwagen
auf seiner Führungsschiene in den bekannten Ausmeßmaschinen für Meßbildpaare verschieben
muß, ist durch die Formel A=q12E gegeben. q ist der bekannte Koeffizient, der mit
der Gegend, wo die Aufnahmen gemacht worden sind, veränderlich ist, l ist der numerische
Wert des waagerechten Abstandes K des Zielpunktes zum Aufnahmeort, vermindert tauf
den Zeichenmeßstab
Wie oben ausgeführt wurde, hat die Anordnung, die die Erfindung bildet, das Ziel,
diese Berichtigung des Meßfehlers selbsttätig durchzuführen, unabhängig davon, wie
groß der Zeichenmeßstab und wie groß der Wert des Koeffizienten q ist. Sie gestattet
es, an Einteilungen, die mit der Ausmeßmaschine verbunden sind, die genaue Lage
des Zielpunktes abzulesen oder selbsttätig eine Schichtlinie von .gegebener Höhenlage
aufzuzeichnen. Hierzu wird in bekannter Weise der Antriebshandgriff o. dgl. des
Höhenwagens festgelegt, nachdem man die Höhenlage an Hand der Eiinteilungen eingestellt
hat. Der Abstand des Zielpunktes vom Aufnahmeort kann hierbei beliebig sein.
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Bei der in Abb.2 dargestellten Ausführungsform des Gegenstandes der
Erfindung ist derjenige Horizontalschlitten i, der zum Aufzeichnen des Lageplanes
dient, durch einen Draht i' mit einer Trommel 2 verbunden, deren Achse zur Grundplatte
der Ausmeßmaschine fest liegt.
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Die Verschiebung des Schlittens i bewirkt das Drehen der Trommele
proportional zu der Länge 1, mithin erfolgt eine Reduzierung auf den Zeichenmeßstab
des waagerechten Abstandes K des Zielpunktes vom Aufnahmeort. Zu diesem Zweck ist
das eine der Enden des Drahtes i' an dem Schlitten i befestigt. Dann läuft dieser
Draht über zwei Rollen 3 und q. gleichen Durchmessers. Die Achse der einen Rolle
3 ist mit dem Schlitten i und die Achse der anderen, q., mit der Grundplatte der
Maschine verbunden. Der Draht i' rollt sich demnach auf die Trommel 2 auf. Seine
Spannung
wird durch ein Gegengewicht oder durch eine nicht dargestellte
Feder hervorgerufen. Die Achsen der Rollen 3 und q. sind so angebracht, daß ihre
gegenseitige Lage dem Abstande der Kartenlage des betreffenden Geländepunktes von
dem Lotpunkt des Aufnahmeortes entspricht. Der Draht ist über die Rollen 3 und .f
geführt, daß er diese auf gleichen Umfangsabschnitten berührt.
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An Stelle eines Drahtes kann man auch einen anderen aufwickelbaren
Körper, z. B. ein Stahlband, eine Kette o. dgl., benutzen.
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Mit der Trommel 2 ist eine Kurvenführung, z. B. eine auf eine Platte
eingeschnittene spiralförmige Rinne, verbunden. Die Leitstrahlen dieser Spirale
wachsen proportional dem Quadrat der Länge des abgewickelten Drahtes. Ihr Ausgangspunkt
entspricht der Stellung, in der die Achsen der beiden Rollen 3 und q. sich decken
würden.
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Diese Kurvenführung 5 wirkt auf die Spitze 6 eines radial verschiebbaren
Bolzens 7, dessen Verschiebungen mithin im Zeichnungsmaßstab dem waagerechten Abstande
K (Abb. i) des jeweils eingestellten Bildpunktes vom Aufnahmelotpunkt entsprechen.
Die Stange 7 steuert mittels eines Zapfens 8 das Drehen eines zweiarmigen Hebels
9 um eine feste Achse 1o.
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In den mit Längsschlitzen versehenen Hebel 9 greift außerdem ein Zapfen
i i ein, der an einer zur Stange 7 parallel verschiebbaren Schiene 12 angebracht
ist. Dieser Zapfen i i ist mittels eines Schiebers auf einer Führung 13 verschiebbar,
die quer zur Schiene 12 verläuft, mithin verhält sich der Verschiebungsweg der Stange
7 zum Verschiebungsweg der Schiene 12 wie die Abstände der Zapfen 8 und 9 von der
Drehachse 1o des zweiarmigen Hebels 9. Ist die Maschine z. B. so eingerichtet, daß
die Verschiebungen der Schiene 12 bei gleichem Abstande der Zapfen 8 und i i von
der Drehachse 1o einer Berichtigung für den Maßstab
entspricht, so wird für eine Berichtigung für den Maßstab
der Zapfen i i auf dem Schieber 13 so zu verschieben sein, daß sein Abstand von
der Drehachse 1o halb so groß als der des, Zapfens 8 ist und für den Maßstab 40000
doppelt so groß als der Abstand des Zapfens B. Für diese Einstellung hat der Schieber
13 eine geeignete Einteilung.
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Uni den Berichtigungsfaktor 9, der sich je nach der geographischen
Breite des Aufnahmeortes und der dort vorhandenen Strahlenbrechung ändert, einstellen
zu können, ist auch der Zapfen 8 an einem Schieber angebracht; dieser Schieber ist
auf einer quer zur Stange 7 verlaufenden Führung 14. beispielsweise mittels einer
nicht dargestellten Mikrometerschraube verschiebbar. Die auf dieser Führung 14 angebrachte
Teilung ist so ausgeführt, daß ihr Nullpunkt auf einer Parallelen zur Stange 7 liegt,
die durch die Drehachse 1o läuft, und daß die Abstände von diesem Nullpunkte den
Werten 9 umgekehrt proportional sind.
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Diese Einrichtungen können so eingestellt werden, daß die Verschiebungen
der Schiene 12 immer dem Werte ql2 E in dem gewünschten Maßstabe entsprechen.
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Um diese Verschiebungen mit einer konstanten geeigneten Reduktion
auf den Höhenschlitten 15 der Ausmeßmaschine unter Beibehaltung seiner unmittelbaren
Steuerung zu übertragen, kann man irgendeine bekannte Anordnung für zusätzliche
Bewegungen verwenden, z. B. ein Different- oder Planetengetriebe, ein System aus
Ritzet und Zahnstangen, eine Seilverbindung usw. Abb. i zeigt als Beispiel hierfür
ein Differentialgetriebe.
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Zu diesem Zweck hat die Schiene 12 eine Verzahnung 16, die mittels
zweier Kegelräder 17, 18 auf ein Planetengetriebe 19 bis 21 einwirkt. Das Kegelrad
2o dieses Planetengetriebes ist unmittelbar mit der Handkurbe122 verbunden, mittels
der der Höhenschlitten bewegt wird.
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Das Kegelrad 21 bewirkt das Drehen einer mit einer Längsnut versehenen
Welle 23. In diese Nut greift ein Zapfen eines Zahnrades 24 ein, so daß dies längs
der Welle 2.1 v erschiebbar ist, aber ihrer Drehung folgen muß. Dies Zahnrad 24
ist auf einem Ansatz der Brücke 25 gelagert, auf der der Schlitten I S gleitet.
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Ein mit dem Zahnrad 24 kämmendes Kegelrad 26 ist auf einer von der
Brücke getragenen Schraubenspindel27 befestigt. Das Drehen dieser Schraubenspindel
bewirkt die Verschiebung des Schlittens 15 auf der Brücke 25, die auf parallel zur
Richtung der genuteten Welle 23 verlaufenden Führungen 28 verschiebbar ist.
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Die Einrichtung, an der die Höhen abzulesen sind, ist in der Zeichnung
nicht dargestellt. Sie ist getrieblich mit der Handkurbel 22 verbunden. Ihre Einteilung
entspricht dem Zeichnungsmaßstabe.
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Das Einstellen der Bildpunkte erfolgt genau so, als ob die Berichtigungsvorrichtung
für Erdkrümmung und Strahlenbrechung nicht vorhanden wäre. Die Stellung des Höhenschlittens
15 auf seiner Gleitbahn 25 gibt die Höhenlage, des Zielpunktes zur waagerechten
Ebene des Aufnahmeortes an. Die Höhenablesevorrichtung gibt die wahre
Höhenlage
an, bei der also die durch Erdkrümmung und Strahlenbrechung zu erwartenden Fehler
berücksichtigt sind.
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Um eine Höhenschichtlinie von gegebener Höhenlage aufzuzeichnen, stellt
man diese an der Höhenablesevorrichtung ein und stellt in dieser Stellung die Handkurbel
a2 für den Höhenschlitten fest. Fährt man nun wie gewöhnlich, in dem erscheinenden
Raumbilde durch gleichzeitiges Einstellen der zueinander gehörenden Bildpunkte des
Raumbildpaares, die einzelnen Höhenschichten ab, so verschiebt sich der Höhenschlitten
15 selbsttätig um den Betrag, durch den die durch Erdkrümmung und Strahlenbrechung
entstehenden Fehler ausgeglichen werden.
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Anstatt der vorgeschriebenen Steuerung mit dem zweiarmigen Hebel 9
(Abb. 2) kann man gemäß Abb.3 zwei Kurvenführungen 34 32 anstatt einer einzigen
Kurvenführung 5 (Abb. 2) verwenden.
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Die Führung 3 i wirkt auf eine Zahnstange 33. Die Führung 32 wirkt
auf ein parallel zu der ersten verschiebbare Zahnstange 34-Diese beiden Zahnstangen
greifen in ein Zahnrad 35 ein, das auf einem Schlitten 36 gelagert ist. Dieser Schlitten
36 ist parallel zu den beiden Zahnstangen 33 und 34 verschiebbar.
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Der Schlitten 36 trägt einen Zapfen 8, der in einen Längsschlitz des
Hobels 9 .eingreift. Dieser Zapfen 8 befindet sich auf einem Schieber, dessen Führung
quer zum Schlitten 36 verläuft und mit einer Einteilung 14 versehen ist. Außer diesen
in der Abb. 3 dargestellten Abänderungen können die weiteren Übertragungsglieder
bis zum Höhenschlitten 15 denen der Abb. 2 entsprechen. Die zweite Berichtigungsformel
dN - h + q (K2 +h2), die bei Senkrechtaufnahmen anwendbar ist, kann
durch .einfache Ausdehnung der beiden obergenannten Berichtigungsarten eingefügt
,werden.
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In dem Falle, in dem die Ausmeßmaschine z. B. drei den drei Raumachsen
entsprechende Schlittensysteme hat, also ein Glied in .allen drei Raumrichtungen
verschiebbar ist, genügt es, den Steuerdraht i' der Trommel :2 mit dem in den drei
Raumrichtungen beweglichen Glied zu verbinden, welcher den je-
weils eingestellten
Geländepunkt verkörpert. Hierbei kann man auch das System benutzen, das die in der
Abb. 3 dargestellten zwei Kurvenführungen 3 1 und 32 umfaßt. Wenn die Führung
31 beispielsweise mit dem Schlitten i (Abb. 2) verbunden ist, verschiebt sich die
Zahnstange 33 proportional K2. Wenn die andere Führung mit der Handkurbe122 für
die Höhenbewegung verbunden ist, verschiebt sich die Zahnstange 34 proportional
1a2, und die den Höhenschlitten eingeführte Berichtigung ist dann porportional (K2
+h2).