DE746385C

DE746385C - Device for converting spherical coordinates

Info

Publication number: DE746385C
Application number: DEZ26521D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gustav Foerstner; Hermann Schrumpf
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1941-07-18
Filing date: 1941-07-18
Publication date: 1944-07-29

Description

Vorrichtung zur Umwandlung sphärischer Koordinaten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für die astronomische iNavigation, die dazu dient, aus den Koordinaten eines Punktes in bezug auf ein bestimmtes System sphärischer Koordinaten die Koordinaten des Punktes in bezug auf ein zweites System sphärischer Koordinaten zu ermitteln, das gegenüber dem erstgenannten, System verdreht ist.Apparatus for Conversion of Spherical Coordinates The invention relates to a device, especially for astronomical navigation, which is used to from the coordinates of a point with respect to a certain system more spherical Coordinates are the coordinates of the point with respect to a second system more spherical To determine coordinates that is rotated compared to the first-mentioned system.

Während Vorrichtungen dieser Art bisher zwei mit ihren Mittelpunkten zusammenfallende Gradnetze in äquatorständiger, azimutaler, z. B. stereographischer Projektion enthielten, von denen das eine fest und das andere gegenüber dem festen Netz drehbar angeordnet war, gelingt es nach der Erfindung, mit einem einzigen solchen Netz auszukommein, wenn dieses Netz an einem festen Teil der Vorrichtung um seinen Mittelpunkt drehbar angeordnet wird und wenn dem Netz einerseits eine Win1çelanzeigevorrichtuxlg zugeordnet wird, die die jeweilige Stellung des Netzes gegenüber seinem Träger abzulesen erlaubt, und anderseits eine Marke, die an einem festen Teil der Vorrichtung so gelagert ist, daß sie auf beliebige Punkte des Netzes eingestellt werden kann. Die Verwendung eines einzigen Netzes hat den besonderen Vorteil, daß eine wesentlich feinere Unterteilung des Netzes möglich ist als bei den bekannten Vorrichtungen mit zwei Netzen, deren gegenseitige Einstellung schon bei verhältnismäßig grober Unterteilung leicht Störungen durch die Vielheit der Striche und . Bezifferungen verursacht, die eine Orientierung erschweren, Damit ohne besonderen Mülienufwand schnell die Grundstellung des Netzes herbeigeführt werden kann, die benötigt wird, bevor eine Einstellung der Marke auf Punkte mit bekannten Koordinaten erfolgen kann werden vorteilhaft mechanische Mittel (z. B. eine Rasteinrichtung oder eine Anschlageinrichtung) vorgesehen, die dem Beobachter beim Drehen des Netzes das Erreichen der Grundstellung führbar machen. While devices of this type so far have two with their centers coincident graticules in equatorial, azimuthal, z. B. more stereographic Projection, one of which was fixed and the other opposite to the fixed Net was arranged rotatably, it is possible according to the invention, with a single such Network if this network is attached to a fixed part of the device around his Center is rotatably arranged and if the network on the one hand a Win1çelanzeigevorrichtuxlg is assigned to read the respective position of the network in relation to its carrier allowed, and on the other hand a brand that is attached to a fixed part of the device so is stored so that it can be adjusted to any point on the network. the Using a single network has the particular advantage that one is essential finer subdivision of the network is possible than with the known devices with two networks whose mutual setting is relatively coarse Subdivision easily disrupted by the multiplicity of strokes and. Figurations that make orientation difficult, so without any special waste the basic position of the network, which is required, can be brought about quickly, before the marker can be set to points with known coordinates mechanical means (e.g. a latching device or a stop device) are advantageous provided that the observer when turning the network reaching the home position make manageable.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Koordinatenumvranrllung empfiehlt es sich, ein Netz zu verwenden, das auf einer Glasplatte durch photographische Abbildung erzeugt ist. Dadurch gelingt es, auf verhältnismäßig kleiner Fläche außerordentlich fein unterteilte N zu erhalten. Solche Netze sind besonders dann vorteilhaft, wenn zum Aufsuchen Netzpunkte ein die Marke enthaltendes Ei stellmikroskop verwendet wird. Dieses Mikroskop wird zweckmäßig an einem festen Teil der Vorrichtung mittels einer Gelenkhebelanordnung gelagert, die die Einstellung der Marke auf beliebige Netzpnnkte ermöglicht. Recommended to increase the accuracy of the coordinate wrapping it itself, a network to use that on a glass plate by photographic Figure is generated. This makes it possible to work extraordinarily on a relatively small area to obtain finely subdivided N. Such networks are particularly advantageous when to locate network points an egg containing the mark used alternate microscope will. This microscope is expediently by means of a fixed part of the device a hinged lever assembly stored, which allows the setting of the brand to any Network points enabled.

Empfehlenswert ist es, Mittel zur Feineinstellung dieses Mikroskops gegenüber der Gelenkhebelanordnung vorzusehen. Falls die Marke des Mikroskops ein Fadenkreuz und besonders, wenn das Gradnetz eine stereographische Projektion ist, ist es vorteilhaft, das Mikroskop an der Gelenkhebelanordnung mittels eines Drehschlittens um eine zum Netz senkrechte Achse drehbar und gegenüber dem Drehschlitten parallel zum Netz in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbar anzuordnen, von denen jede einem der.beiden Fäden des Fadenkreuzes parallel ist. Außerdem empfiehlt es sich noch, da Fadenkreuz um den Schnittpunkt seiner beiden Fäden gegenüber dem Mikroskop drehbar anzuordnen, wobei zweckmäßig federnde Mittel vorgesehen werden, die bestrebt sind, das Fadenkreuz in derjenigen Stellung gegenüber dem Mikroskop zu erhalten, in -der jeder der beiden Fäden des Fadenkreuzes einer jener beiden Richtungen parallel ist. It is recommended to use means for fine-tuning this microscope to be provided in relation to the articulated lever arrangement. If the brand of the microscope one Crosshairs and especially when the graticule is a stereographic projection, it is advantageous to attach the microscope to the articulated lever arrangement by means of a rotary slide rotatable about an axis perpendicular to the network and parallel to the rotary slide to be arranged displaceable to the network in two mutually perpendicular directions, from each of which is parallel to one of the two threads of the crosshair. Also recommends it is still because the crosshair is at the intersection of its two threads opposite the To arrange the microscope rotatably, resilient means being expediently provided, who strive to keep the crosshair in the position opposite the microscope to get in -the each of the two threads of the crosshair of one of those two Directions is parallel.

Zweckmäßig wird das Netz, um es vor Beschädigungen zu schützen, in einem Gehäuse untergebracht, das zur Ermöglichung einer Betrachtung des Netzes durch eine gläserne Deckplatte abgedeckt ist. Ist eine derart ausgebildete Vorrichtung zum Aufsuchen von Netzpunkten mit einem Einstellmikroskop versehen, so empfiehlt es sich, um das Mikroskop auf einfache Weise gegen ungewollte Verstellungen zu sichern, am Halter des Älikroskops eine in der Richtung der Achse des Äl ikroskops verschiebbare Muffe zu lagern, die an der der Deckplatte zugewandten Seite einen Ring o. dgl. aus Hartgummi aufweist und so unter Federwirkung steht, daß der Ring auf der Deckplatte stramm aufliegt. In order to protect it from damage, the network is expediently in housed in a housing that allows viewing of the network through a glass cover plate is covered. Is a device designed in this way Equipped with an adjustment microscope to search for network points, so recommends it is a simple matter of securing the microscope against unintentional adjustment, on the holder of the Älikroskops one in the direction of the axis of the Äl ikroskops displaceable To store sleeve, on the side facing the cover plate a ring or the like. made of hard rubber and is so under spring action that the ring on the cover plate rests tightly.

Bei Vorrichtungen, die mit einem Einstellmikroskop ausgestattet sind, das an einem festen Teil der Vorrichtung mittels einer Gelenkhebelanordnung gelagert ist und bei der die Winkelanzeigevorrichtung zur Renntlichmachung der jeweiligen Stellung des Netzes gegenüber seinem Träger eine mit dem Netz drehbare Winkelteilung und ein an einem festen Teil der Vorrichtung befestigtes Mikroskop zum Ablesen dieser Winkelteilung enthält, ergibt sich eine einfache Rauart, wenn die Gelenkhebelanordnung an dem Gehäuse dieses Ablesemikroskops um die Achse desselben drehbar gelagert wird. in In der Zeichnung ist eine der Erfindung gemäß ausgebildete Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. I ist ein Aufrißschnitt durch die Drehachse des Gradnetzes. Abb. 2 ist ein Grundrißschnitt entlang der in Abb. 1 eingezeichneten Schnittlinie. For devices that are equipped with an focusing microscope, which is mounted on a fixed part of the device by means of an articulated lever arrangement is and in which the angle display device for rendering the respective Position of the network in relation to its carrier an angular division rotatable with the network and a microscope attached to a fixed part of the device for reading the same Contains angular division, there is a simple Rauart when the articulated lever arrangement on the housing of this reading microscope is rotatably mounted about the axis of the same. In the drawing, a device designed according to the invention is in one Embodiment shown. Fig. I is an elevational section through the axis of rotation of the graticule. FIG. 2 is a plan section along that shown in FIG Cutting line.

In einem zylindrischen Gehäuse 1 ist die Fassung 2 einer Glasscheibe 3 um eine Achse X-X drehbar gelagert. Auf der Glasscheibe 3 ist einerseits ein Gradnetz 4 in äquatorständiger, stereographischer Projektion aufgetragen, dessen Mittelpunkt in der Drehachse X-X liegt, und anderseits eine Winkelteilung 5, die sich über I800 erstreckt. Das Gradnetz 4 ist der Einfachheit halber nur durch wenige Linien angedeutet. Man muß sich aber ein Netz vorstellen, hei dem noch die Sechstelgrade aufgetragen sind und in dem in Unter brechungen der Netzlinien an vielen Stellen die Ziffern für die Grade eingetragen sind, denen die Linien entsprechen. Zum Drehen der Glasscheibe 3 dient ein Triehknopf 6, der mittels eines Ritzels 7 in einen Zahnkranz 8 der Fassung 2 eingreift. Die Ablesung der Win kelteilung 5 erfolgt mittels eines Prismas 9 durch ein Ablesemikroskop 10 mit zur Achse X-X paralleler Achse. Dieses Mikroskop 10 enthält ein Objektiv II, ein Okular 12 und eine auf einer Glasplatte 13 angeordnete Strichmarke. In der Zeichnung befindet sich das Gradnetz 4 in derjenigen Stellung, in der im Ablesemikroskop I0 der Winkel + 90° angezeigt wird, der der Grundstellung des Netzes 4 entspricht. Bei dieser Stellung ist eine an dem Gehäuse I befestigte Feder 14 il eine entsprechende Nut 15 der Fassung 2 eiii gerastet. Das Gehäuse I ist durch eine Glasplatte I6 abgedeckt. Zum Beleuchten des Gradnetzes 4 und der Winkelteilung 5 dient eine Glühlampe I7. An dem Ablesemikroskop 10 ist ein Hebel IS um die Achse des Mikroskops drehbar gelagert. Mittels eines Zapfens 19 ist an dem Hebel r8 ein Hebel 20 un eine zur Achse X-X parallele Achse drehbar gelagert. An seinem freien Ende enthält der Hebel 20 eine Lagerbüsche 21, in der eine Büchse 22 um eine zur Acchse X-X parallele Achse drehbar gelagert ist. Gegenüber dieser Büchse 22 ist ein Rohr 23 senkrecht zur Achse X-X verschiebbar so angeordnet, daß bei beliebigen Verschiebungen des Rohres seine Achse der Achse X-X parallel bleibt. In den Rohr 23 ist die Fassung eines Objektivs 24 so angeordnet, daß die optische Achse des Objektivs mit der Achse des Rohres 23 zusammenfällt. Das Objektiv 24 gehört zu einem Einstellmikroskop, das dazu dient, Punkte des Gradnetzes 4 aufzusuchen, deren Koordinaten bekannt sind. Zum Verscchieben des Rohres 23 gegenüber der Büchse 22 dienen zwei Stellschrauben 25 und 26, deren Achsen zueinander senkrecht sind. Eine Feder 27 drückt das Rohr gegen die Stellschrauben. In a cylindrical housing 1, the socket 2 is a glass pane 3 rotatably mounted about an axis X-X. On the one hand, there is a graticule on the glass pane 3 4 applied in equatorial, stereographic projection, its center lies in the axis of rotation X-X, and on the other hand an angular division 5, which extends over I800 extends. For the sake of simplicity, the graticule 4 is only indicated by a few lines. But one must imagine a network in which the sixths of a degree are plotted are and in which in interruptions of the network lines in many places the digits for the degrees to which the lines correspond. For turning the glass pane 3 is a pull button 6, which by means of a pinion 7 in a ring gear 8 of the socket 2 intervenes. The reading of the Win angle division 5 is carried out by means of a prism 9 a reading microscope 10 with an axis parallel to the axis X-X. This microscope 10 contains an objective II, an eyepiece 12 and a line mark arranged on a glass plate 13. In the drawing, the graticule 4 is in the position in which in the Reading microscope I0 the angle + 90 ° is displayed, that of the basic position of the network 4 corresponds. In this position there is a spring 14 attached to the housing I. il a corresponding groove 15 of the socket 2 eiii latched. The housing I is through a glass plate I6 covered. For illuminating the graticule 4 and the angle division 5 is an incandescent lamp I7. On the reading microscope 10 there is a lever IS around the axis of the microscope rotatably mounted. By means of a pin 19 is on the lever r8 Lever 20 is rotatably mounted on an axis parallel to the axis X-X. At his free The end of the lever 20 includes a bushing 21 in which a sleeve 22 to a Axis X-X parallel axis is rotatably mounted. Opposite this sleeve 22 is a tube 23 arranged perpendicular to the axis X-X displaceably so that at any Displacements of the pipe its axis remains parallel to the X-X axis. In the pipe 23, the mount of an objective 24 is arranged so that the optical axis of the Objective with the axis of the tube 23 coincides. The lens 24 belongs to one Adjusting microscope, which is used to find points to go to graticule 4, whose coordinates are known. For pushing the tube 23 against the sleeve 22 are two set screws 25 and 26, the axes of which are perpendicular to each other. A spring 27 presses the tube against the set screws.

An der Lagerbüchse 21 ist eie Muffe 28 in der Richtung der Achse X-X verschiebbar gelagert, die an ihrer der Deckplatte i6 zugewanten Seite eine Hartgummischeibe 29 trägt und die unter der Wirkung einer Feder 30 so gegen die Deckplatte I6 gedrückt wird, daß die Hartgummischeibe 29 stramm auf der Deckplatte aufliegt. An einem Fllansch 31 des Rohres 23 ist ein Körper 32 um die Achse des Rohres 23 drehbar gelagert. Dieser Kör--per 32 bildet die Fassung einer Glasplatte 33, auf der ein Fadenkreuz so aufgetragen ist, daß der Schnittpunkt seiner beiden Fäden in der Achse des Rohres 23 liegt. Federn 34 suchen die Glasplatte 33 mit dem Fadenkreuz in derjenigen Lage zu erhalten, in der der eine Faden parallel zu der Achse der Stellschraube 25 und der andere Faden parallel zu der Achse der Stellschraube 26 ist. An dem Körper 32 ist die Fassung 35 für das Okular 36 des Einstellmikroskops befestigt.On the bearing bush 21 is a sleeve 28 in the direction of the axis X-X displaceably mounted, the side facing the cover plate i6 is a hard rubber disk 29 carries and is pressed under the action of a spring 30 against the cover plate I6 is that the hard rubber disk 29 rests tightly on the cover plate. On a flange 31 of the tube 23, a body 32 is mounted rotatably about the axis of the tube 23. This body 32 forms the mount of a glass plate 33 on which a crosshair is applied so that the intersection of its two threads in the axis of the tube 23 lies. Springs 34 search for the glass plate 33 with the crosshairs in that position to obtain in which the one thread parallel to the axis of the adjusting screw 25 and the other thread is parallel to the axis of the set screw 26. On the body 32 the mount 35 for the eyepiece 36 of the adjustment microscope is attached.

Zum Gebraueh der Vorrichtung ist die Glasplatte 3 mittels des Triebknopfes 6 in diejenige Stellung zu bringen, in der die Feder 14 in die Nut 15 eingerastet ist, d. h. in diejenige Stellung, in der das Gradnetz 4 seine Grundstellung einnimmt und in der in dem Ablesemikroskop 10 die Strichmarke desselben mit dem Teilstrich +90° der Winkelteilung 5 zusammenfallend gesehen wird. To use the device, the glass plate 3 is by means of the drive button 6 to be brought into the position in which the tongue 14 engages in the groove 15 is, d. H. in that position in which the graticule 4 assumes its basic position and in the reading microscope 10 the line mark of the same with the graduation + 90 ° of the angular division 5 is seen coinciding.

Es möge die Aufgabe vorliegen, für einen Punkt, dessen Koordinaten # und (p in einem geg-ebenen System sphärischer Koordinaten bekannt sind, die Koordinaten W und ' in bezug auf ein anderes System sphäfischer Koordinaten aufzusuchen, dessen Pol in dem gegebenen System die Breite eo und die Länge 2 = o hat. Um diese Aufgabe zu lösen, ist das Einstellmikroskop durch Betätigen der Gelekhebelanordnung 18, 20 und durch Drehen der Büchse 22 gegenüber dem Hebel 20 um die Asche der Lagerbüchse 21 so einzustellen, daß ,die Mitte des auf der Glasplatte 33 aufgetragenen Fadenkreuzes ungefähr mit dem P,unkt i, q7 zusammenfallend gesehen wird und daß die Fäden eine solche Lage habe, daß sie den sich senkrecht schneidenden Linien des Netzes 4 parallel sind. Alsdann ist durch Betätigen der Stellschrauben 25 und 26 die Feineinstellung vorzunchmen. Let there be the problem, for a point, its coordinates # and (p are known in a given plane system of spherical coordinates, the coordinates W and 'in relation to another system of spherical coordinates, its Pol has latitude eo and longitude 2 = o in the given system. To this task the adjustment microscope is to be released by actuating the articulated lever arrangement 18, 20 and by rotating the bush 22 relative to the lever 20 around the ashes of the bearing bush 21 so that, the center of the crosshairs applied to the glass plate 33 is seen to coincide approximately with the P, point i, q7 and that the threads are one such a position that it is parallel to the vertically intersecting lines of the network 4 are. The fine adjustment is then made by actuating the adjusting screws 25 and 26 to advance.

Daraufhin ist durch Drehen am Triebknopf 6 die Glasscheibe 3 mit dem Gradnetz 4 so zu verdrehen, daß im Ablesemikroskop 10 die Strichmarke desselben mit dem der Breite #0 entsprechenden Teilstrich zusammenfallend gesehen wird. Im Einstellmikroskop können dann die gesuchten Koordinaten Y und ' abgelesen werden. Fällt zufällig der Schnittpunkt des Fadenkreuzes des Einstellmikroskops auf eine Ziffer des Gradnetzes 4, so daß, weil die Netzlinien an dieser Stelle unterbrochen sind und weil die Fäden zu den die Unterbrechung umgebenden .Netzlinien geneigt. sin'd, keine genaue Ablesung möglich wäre, so ist durch Drehen des Körpers 32 entgegen der Wirkung der Federn 34 die Glasplatte 33 mit dem Fadenkreuz in eine solche Lage zu bringen, daß die Fäden den Netzlinien parallel sind. Dann lassen sich die gesuchten Koordinaten unter der Vorazssetzung, daß die Fäden genügend langsind und die Unterbrechung überbrücken, genau ablesen.Then, by turning the drive knob 6, the glass pane 3 with the Rotate the graticule 4 so that the line mark of the same in the reading microscope 10 is seen to coincide with the tick mark corresponding to width # 0. in the The required coordinates Y and 'can then be read off with an adjusting microscope. If the intersection of the crosshair of the focusing microscope happens to fall on a Digit of the graticule 4, so that because the grid lines are interrupted at this point and because the threads are inclined to the network lines surrounding the interruption. sin'd, an exact reading would not be possible, turn the body 32 in the opposite direction the action of the springs 34 moves the glass plate 33 with the crosshairs into such a position to bring that the threads are parallel to the net lines. Then you can find the ones you are looking for Coordinates on the assumption that the threads are slow enough and the interruption bridge, read exactly.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for converting spherical coordinates, characterized by a single graticule in equatorial, azimuthal, expedient stereographic projection, which is attached to a fixed part of the device around its Center is rotatably arranged and connected to an angle display device stands, which is the respective position of the network in relation to his. Read carrier allowed, whereby the network is assigned a brand that is attached to a fixed part of the Device is mounted so that it is set to any point on the network can be.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by mechanical Means that enable the observer to reach the basic position when rotating the network make it tangible.

3. Apparatus according to claim J, characterized by a network that is produced on a glass plate by photographic imaging.

4. Apparatus according to claim I, characterized by the mark Containing adjusting microscope, which is useful compared to the network by means of a Articulated lever assembly, is adjustable.

5. Apparatus according to claim 4, wherein the brand of the adjustment microscope is a crosshair, characterized in that the microscope on the articulated lever arrangement rotatable by means of a rotary slide around an axis perpendicular to the network and opposite one another the rotating slide can be adjusted parallel to the network in two mutually perpendicular directions is arranged, each of which is parallel to one of the two threads of the crosshairs is.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the crosshairs opposite to the focusing microscope around the intersection of its two Threads is rotatably arranged, resilient means are expediently provided, who strive to keep the crosshair in the position opposite the microscope to get in each of its two threads one of those two directions parallel is.

7. Apparatus according to claim 4, wherein the network in a housing is housed, which is covered by a glass cover plate, characterized in that that on the holder of the adjustment microscope one in the direction of the axis of the same displaceable Sleeve is mounted, which on the side facing the cover plate with a ring o. Like. Made of hard rubber and is so under spring action that the ring the cover plate rests tightly.

8. Apparatus according to claim 3, wherein said angle indicating device one with the network rotatable angle division and one on a fixed part of the device includes a fixed microscope for reading this angular graduation, characterized in that that the articulated lever arrangement on the housing of this reading microscope uni the axis the same is rotatably mounted.

To distinguish the subject of the application from the state of the art wedge publications were taken into account in the granting procedure.