Ultraprecise 3D Positioning with indirect sight

通过间接瞄准进行超精确 3D 定位

• 批准号: 5365030
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Michael Möser
• 金额: --
• 依托单位: Professur für Ingenieurgeodäsie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2005-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5365030?language=en
• 关键词: Ultraprecise; 3D; Positioning; indirect; sight

Dieses Projekt verfolgt das Ziel, hochpräzise Pseudo-Streckenmessungen und Winkelmessungen für die Koordinatenbestimmung in der Geodäsie auf der Basis neuer Technologien zu entwickeln und zu einem neuartigen Messverfahren zu kombinieren. Das Grundprinzip besteht in der Umlenkung eines Laserstrahls aus der Horizontalen in eine beliebige Richtung mit Hilfe eines Spiegels, wobei die Werte der Auslenkwinkel (J, j) absolut mit einer 4-Quadranten-Photodiode gemessen werden (Absolutwinkelmessung). Als Messgröße dient hier der planparallele Strahlversatz eines zweiten Lasers durch ein zum Spiegel paralleles Etalon. Dazu soll das Strahlprofil des zweiten Lasers mittels CCD im Nanoscan-Verfahren erfasst werden. Um die Redundanz, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messtechnologie zu erhöhen, soll in der weiteren Laufzeit des Projektes eine Relativ-Winkelmessung entwickelt, wobei die optische Winkelmessung durch eine Zeitmessung ersetzt wird. Die Messung der Streckenlängen zu den Bezugspunkten erfolgt durch eine Laufzeitmessung (Impulsverfahren) ohne Reflexion zum Sender (Pseudo-Strecken). Hier soll das Verfahren des Time-Correlated-Single-Photon-Counting (TCSPC) zum Einsatz kommen. Als Empfänger dienen wahlweise Avalanche Photodioden (APD) oder Micro Channel Plates (MCP). Ergebnis der gemeinsamen Ausgleichung von räumlichem Bogenschnitt und Winkelmessung ist die Angabe der dreidimensionalen Position von Sender und Spiegel, deren laterale Genauigkeit bei 100 m Abstand zwischen Rahmen und Spiegel bzw. 100 m Abstand zwischen Spiegel und Sender < 5 mm betragen soll. Um diese Positionsgenauigkeiten zu erreichen, soll die Streckenmessung mit 0,1 mm, die Absolut- und Relativ-Winkelmessung mit besser als 0,1 mgon Genauigkeit realisiert werden. Der Vorteil dieses neuen Verfahrens liegt darin, dass auch unter schwierigen Messbedingungen, wie z.B. im Tunnelbau oder in den Kontrollgängen von Talsperren, hochgenaue Positions- und Richtungsbestimmungen ohne Lotungsmessung und ohne direkten Sichtkontakt zu den Bezugspunkten durchgeführt werden können. Ebenfalls sind auch Anwendungen dieses Messprinzips bei der nichtvertikalen Schachtung im Berg- und Tunnelbau sowie bei Punktübertragungen im Industrie- und Hochbau möglich. Darüber hinaus steht neben den genannten Beispielen im Bereich der Ingenieurgeodäsie / Industrie-vermessung und industriellen Messtechnik ein breites Anwendungsspektrum offen, sowohl für das gesamte Verfahren als auch für die einzelnen Komponenten.

这一项目通过Ziel、Hochpräzise Pseudo-Streckenmessungen und Winkelmessungen für die Koordinatenbestimmung in der Geodäsie auf der Basis neuer Technologien zu entwickeln und zu einem neuartigen Messverfahren zu kombinieren来实现。基本原理是在水平方向的激光辐射中，用一个带反射镜的透镜（J，j）绝对地用一个四象限光电二极管韦尔登（绝对闪烁测量）。Als Messgröße differs planarparallelStrahlversatz eines zweiten Lasers durch zum Spiegel paralleles Etalon.本文主要研究了纳米扫描韦尔登中CCD器件的光谱特性。在测量技术的冗余、通用性和灵活性方面，只有在项目的较长时间内才能得到一个相对温克尔测量，而光学温克尔测量则通过一个时间测量来实现。通过一个Laufzeitmesung（Impulverfahren）或一个伪拉伸反射（Pseudo-Strecken），可以测量出弯曲的应力场。这就是时间相关单光子计数（TCSPC）的原理。Als Empfänger dienen wahlweise Avalanche Photodioden（APD）or Micro Channel Plates（MCP）. Bogenschnitt和Winkelmesung的共同测量结果是Spiegel和Spiegel的三维位置的结果，其横向Genauigkeit在100 m Abstand zwischen Rahmen和Spiegel bzw之间。100 m Abstand zwischen Spiegel und < 5 mm betragen soll.在这个位置上，可以测量0.1 mm的应力，最好测量0.1 m gon的绝对和相对位移韦尔登。这是一个新的交通工具，也是一个巨大的交通工具，就像z.B. im Tunnelbau oder in den Kontrollgängen von Talsperren，hochgenaue Positions- und Richtungsbestimmungen ohne Lotungsmessung und ohne direkten Sichtkontakt zu den Bezugspunkten durchgeführt韦尔登können.在贝格和隧道建筑中，这些无垂直度的金属弹簧也被用于工业和高性能建筑中的Punktübertragungen。Darüber hinaus steht neben den genannten Beispielen im Bereich der Ingenieurgeodäsie / Industrie-vermessung und industriellen Messtechnik ein breites Anwendungsspektrum offen，sowohl für das gesamte Verfahren als auch für die einzelnen Komponenten.