Brevet FR2309835A1 — publié le 19761126

La présente invention est relative à une mire à réitération utilisée en vue d'établir un lever topographique , c'est-à-dire une représentation ponctuelle d'une partie de la surface terrestre. On sait que l'infrastructure d'un lever est un semis de points caractéristiques choisis en fonction d'une exploitation ultérieure : les lignes qui joignent les points et les symboles qui y sont accrochés n'existent que pour expliciter le plan et souligner l'hypothèse de travail adoptée par l'opérateur à savoir qu'entre les points liés il n'y a ni rupture de gisement ni rupture de pente ou que si rupture il y a, elle ne peut notoirement influencer l'exploita- tion projetée La valeur mathématique d'un lever ne se situe qu'au niveau des coordonnées analytiques des points ; c'est la raison pour laquelle le soin, avec lequel sont déterminées les mesures polaires à partir desquelles sont générées ces coordonnées analytiques, est d'autant plus grand que le point est plus important.L'instrument sur lequel ces mesures polaires sont prises, à savoir la distance, l'angle horizontal et l'angle vertical, s'appelle la mire. Les mires sont conçues en fonction du mode d'appréciation de la distance la chaste, l'angle parallactique, l'angle stadimétrique, ou le télémètre, La première caractéristique de la mire, objet de l'invention est d'être télémétrique, c'est-à-dire qu'elle comporte un prisme de réflexion pour le rayon infrarouge sur la vitesse duquel est basé le calcul de la distance par le télémètre. Il s'agit cependant d'une caractéristique qu'elle partage avec des mires déjà connues, son originalité propre réside dans la position élevée du prisme et sa mobilité. En outre la précision des mesures est une notion qui varie sans doute en fonction du but topographique cherché, c'est avant tout un concept théorique, le topographe peut se mettre dans des conditions de précision optima en utilisant des appareils affectés "d'erreurs quadratiques minimes" il ne peut perdre de vue que ces paramètres techniques ne sont pas nécessairement constants dans le temps et qu'ils peuvent être influencés par des facteurs humains , géologiques (stabilité) et climatiques d'autant moins négligeables que la télémétrie a permis un allongement notoire des portées. Une certitude mathématique de la valeur des coordonnées finales ne peut donc se fonder sur les seules "conditions de précision" définies plus haut mais réside essentiellement dans la réitération de mesures et la comparaison des coordonnées qu'elles génèrent, le dégré d'indépendance des premières déterminant le degré de fiabilité des secondes. La caractéristique essentielle de la mire , objet de la présente invention est de permettre une réitération des mesures indépendantes les unes des autres d'un point à lever; à cet effet, cette mire se compose essentiellement d'un corps de mire , élément longiligne , ou profilé, droit d'une longueur déterminée, fixé incliné suivant un angle déterminé sur un élément plan horizontal ou partie profilée droite et horizontale , plan ou partie droite sous laquelle vient se fixer un pied de mire terminé de manière habituelle par une demi-pointe destinée à se placer sur le point à lever, corps de mire terminé à sa partie supérieure par une tete de mire susceptible conjointement ré uns pièce, munie avec une pièce, munie au moins d'un moyen de blocage,/prgenant appui sur le tête de corps de la mire, en dessous de la/mire , d'assurer et de maintenir la verticalité aux deux bras porteurs de l'armature gyroscopique, orientable en site, d'un centre de visée. En outre, deux bras téléscopiques viennent prendre sur le corps de la mire de manière à réaliser avec celle-ci un trépied, deux nivelles , l'une placée sur le corps de la mire permettant de conserver au corps de mire la même inclination lorsque l'on effectue une rotation de l'ensemble autour du point à lever et donc de vérifier que l'on effectue bien un cercle parfait et de rayon constant autour de ce point, l'autre nivelle placée sur le bras porteur de l'armature gyroscopique permettant de vérifier la verticalité du bras porteur du centre de visée. La mire ainsi conçue comporte donc les moyens d'assurer que le lieu géométrique des points d'appui formés par la projection des différentes posi tions du centre de visée de la tête de mire lors des déplacements giratoires de celle-ci autour du point stationné (point de lever) est un cercle de rayon constant d'une valeur déterminée tandis que le dit centre de visée reste dans un plan horizontal situé à une hauteur constante et déterminée au-dessus du point cherché.Les points d'appui sont dès lors calculés à partir des trois mesures polaires bien distinctes et différentespour chacun d'eux ; ils permettent de trouver les coordonnées du point inconnu en calculant l'intersection de cercle du rayon déterminé centré successivement sur tous les couples que l'analyse combinatoire permet de former parmi eux chaque intersection acceptée étant une solution. L'informatique est bien entendu la collaboratrice indispensable de la mire, objet de l'invention, qui a d'ailleurs été penséedans le contexte d'un logiciel en langage"Basic" spécialement étudié pour la topographie Si deux positions de la mire, objet del' invention ne donnent qu'une solu tion pour le point cherché sans confirmation possible de celle-ci , a moins qu'une des deux positions n'ait été choisie dans l'axe appareil-point ; trois positions donnent trois solutions et permettent éventuellement d'éliminer l'une d'entre elles qui serait erronée ou moins bonne ; quatre positions donnent par l'analyse combinatoire six solutions et la théorie des moindres carrés nous enseigne que la moyenne arithmétique des sdutions acceptées est plus proche de la solution vraie que chacune des composantes prise séparément.Quoi que le but principal de la méthode des réitérations indépendantes soit de préciser les limites entre lesquelles se trouve la solution vraie, dans le cas de quatre positions et plus, une précision nettement améliorée est donnée de surcroît. Afin de mieux comprendre l'invention et d'en faire ressortir les avantages et d'autres caractéristiques on la décrit maintenant en se référant à des dessins annexés qui représentent de manière exemplative et non limitative A la figure 1 : une vue générale d'une mire conforme à l'invention reprise dans un schéma de quatre positions par rapport au point à lever. A la figure 2 : une vue agrandie de profil partiellement en arrachée d'une réalisation préférentielle de la partie supérieure de la mire montrée à la figure 1. A la figure 3 : une vue agrandie de face verticale partiellement en arrachée de la réalisation préférentielle d'une portion de la partie supérieure de la mire montrée b la figure 2. A la figure 4 une vue agrandie de profil du corps de la mire montrée à la figure 1 à hauteur d'une nivelle. A la figure 5 : une vue en perspective de profil d'une réalisaticnpréférentiel- le de la partie supérieure de la mire en position de transport. En se référant aux différentes figures et en particulier à la figure 1, on a représenté par 1 la partie inclinée du corps de mire, par 2 la partie en /par 3, le pied plan horizontal du corps de mire, par 4 ta 34 demi-pointeque qu l'on place au centre du point à lever 5, par 6 la te te de mire, par 7 la pièce de blocage , par 8 et 9 les bras porteurs de l'armature gyroscopique 10 du centre de visée 11 par 12, 12' les bras téléscopiques qui viennent prendre sur le corps de mire 1 de manière à former trépied, par 13 la nivelle du corps de mire 1, par 14 la nivelle réglant la verticalité des bras 8, 9 du centre de visée 11. En se référant en particulier aux figures 2 et 3, on voit une forme de réalisation préférentielle du centre de visée et la manière dont est assuré son maintien et son réglage , c'est-à-dire que le bras porteur 8 supérieur est monté sur un palier à rotule 15 à la tête de mire 6 de manière à pouvoir assurer à la fois la rotation complète du centre de visée et des déplacements dans un plan vertical, l'extrémité de ce bras porteur cylindrique supérieur 8 se termine par un pas de vis 16 surmonté d'un écrou de blocage 17. C'est ce pas de vis 1 6 qui glisse dans le trou aménagé dans la partie supérieure de l'armature gyroscopique 10, armature pourvue à l'arrière d'un système de blocagelO' d'orientation en site (angle possible de + 64 grades) et sur laquelle est fixée un plaque support 18 d'un prisme à réflecteur 19.Cette plaque support est prévue de manière connue pour un et éventuellement deux voire trois prismes. (500, 1000, 2000 mètres). Le côté inférieur de l'armature gyroscopique 10 est placé dans la tête du manchon de serrage 21 placé sur l'extrémité su7érieurefiletée 22 du bras porteur cylindrique inférieur 9, manchon de serrage 21 permettant de régler la hauteur des repères 24, 25 de visée en site transparent placés sur des disques 26, 27 et fixés au moyen de deux colliers 28, 29 de fixation sur le manchon de serrage 21. Le repère de visée à courte distance du type Kern (non représenté) se place sur le pas de vis 20. L'armature gyroscopique 10 et l'ensemble des éléments de visée sont placés dans un boîtier sphérique 30 qui comme armature 10 se glisse sur les bras porteurs cylindriques 8 et 9, ce boitier 30 est renforcé par deux raidisseurs 31 prenant également à ses extrémités sur les bras porteurs 8 et 9. Le bras porteur inférieur cylindrique 9 est ainsi qu'on l'a indiqué, maintenu à la verticale et bloqué par la pièce de blocage 7 constituée par une double plaque 32, 33 de forme générale triangulaire terminée sur ses pointes par un oeuillet cylindrique 34 placé à la verticale et dont le diamètre intérieur est environ au moins le double de celui du diamètre extérieur du bras porteur 9, qu'il laisse passer, l'écartement entre les deux plaques 32 et 33 (figure 5) étant également suffisant pour permettre au bras porteur 9 d'y glisser. Sur le bras porteur 9, au niveau inférieur de l'oeuillet 34, on prévoit un filet 35 sur lequel vient prendre un manchon de serrage 36 au-dessus duquel on a placé une rondelle 37 par laquelle passe bien entendu le bras porteur 9, rondelle 37 que l'on vient bloquer au moyen du manchon 36 sous l'oeuillet 34 lorsque l'on a assuré la verticalité du bras porteur 9. Les plaques 32, 33 de la pièce de blocage 7 ne sont pas fixées de part et d'autre du corps de la mire 1, mais montées près d'un angle sur un axe de rotation 38 passant horizontalement au travers du corps de mire 1 et à l'autre angle coulissent grâce à une fente longitudinale 39 incruvée, prévue à cet effet sur chacune des plaques 32, 33 en regard l'une de l'autre, sur une vis formant axe (non visible) munie d'un côté d'une rondelle 40 et un papillon de serrage 41 ; ce qui permet de modifier la position de la pièce de blocage 7, position de travail (figures 1, 2, 3), de transport (figure 5). En outre, ces deux plaques sont encore traversées par un axe de butée 42 (figure 5) et pourvues à leurs parties inférieures d'une encoche 43 pour le blocage de la rondelle 37 lorsque la mire est en position de transport ou rangement. (figure 5). Pour permettre au manchon de serrage 36 de bloquer la rondelle 37 dans l'encoche 43, le bras porteur 9 est pourvu d'un deuxième filet 45. Sur le bras porteur 9 en-dessous des deux filets 35 et 45, on a fixé une nivelle 14 du type tonneau, ce bras 9 se termine par un trou taraudé vertical (non représenté) dans lequel on prévoit de visser un crochet 46 pour le fil à plomb qui doit servir périodiquema à la vérification de la mire. En se référant à la figure 4, on voit les détails de la nivelle 13 du type longue en bois 44 fixée par deux vis 47, 48 sur un disque 49 en aluminium , lui-même, monté sur un axe 50 dans un boitier protecteur 51, axe 50 placé horizontalement sur le corps de mire 1. Au moyen de deux fentes longitudinales incurvées 52, 53 prévues dans le disque 49 et deux vis à papillon de serrage 54, 55, on peut régler la position du disque 49. On prévoit, afin de faciliter le travail par temps sombre, l'éclairage des centres de visée par des électrodes dans la nivelle longue 13 et d'inclure dans le boitiez 51 un emplacement pour des piles (non représentées). Dans un exemple de réalisation pratique, les mesures et deimensions suivantes ont été adaptées pour l'angle ( oC ) du corps de mire 1 (inclinaison) par rapport au plan horizontal : 24 grades 23' ou 21", 48' ; une hauteur du plan horizontal des repères de visée au point de lever de 2 mètres 20 et un déplacement giratoire de rayon constant égal à 1 mètre 25 (distance en plan horizontal entre le centre du point à lever et la verticale réalisée par le bras porteur 9, ou encore les distances égales (figure 1) (5, A) (5, 3), (5, C), (5, D), A, B, C, D, étant les projections des points d ' 'appui auxiliaires A' , B', C', D' (figure 1) représentant les quatre projections du centre de la rotule 15 de la tête de mire 6 placé à 27cm au-dessus du centre de visée. Une mire comme décrit ci-dessus comporte les avantages suivants 1" Une situation dominante du prisme (19) qui permet des visées au-dessus des obstacles et des dénivellations de terrains 2" Une mobilité du prisme : 400 grades dans le plan horizontal, 128 grades dans le plan vertical 30une distance réduite (27cm) entre les centres de visée et la matérialisation du point d'appui auxiliaire qui n'est plus au sol mais au centre de la rotule 15 de la tête de mire 6 les erreurs de hors plomb entre le centre de visée et la rotule sont moins à craindre que si le prisme se trouvait à 2. 20 m du piquet 4" Une facilité du pointé tant rapproché qu'éloigné : le pointé rapproché se fait sur repère spécialement conçu pour visées courtes (type Kern, non re présentées) tandis que le pointé éloigné se sert de l'entièreté de la demi 30 sphère/éventuellement éclairée pour la circonstance; 5 Une rapidité des pointés successifs sur les diverses positions de la mire. Le télémètre n'a plus à chercher que le maximum de réflexion dans le seul plan horizontal , l'orientation en site restant identique au cours des divers déplacements de la mire ; le cas du théodolite est semblable car il ne doit modifier sa position sur le cercle vertical qu'à l'aide de la vis de fin régalage, 6" La possibilité , grâce à son inclinaison, de lever des points non stationnables par mire verticale comme un coin de mur par exemple. 7" Une stabilité comparable à celle du trépied 8" Une souplesse de maniement due à l'utilisation des bras télescopiques qui accélèrent les mires en station et les changements de position 9" Une concision des Entrées en Ordinateur ; ce qui est un avantage non négligeable lorsque l'on connais la disproportion existant en informatique entre le coût élevé des "Accès aux Périphériques (Entrées et sorties) et le traitement en unité centrale. Un point ordinaire demande 6 paramètres, une position au moyen de la mire, objet de l'invention n'en réclame que 3. L'utilisation d'une mire telle que décrite s'avère particulièrement aisée. Les piquets de bois qui servent à matérialiser les points importants à lever sont munis d'oeillets cuivrés ; la demi-pointe 4 de la mire est placée dans cet oeillet (par exemple point de lever 5 figure 1). En agissant sur les bras télescopiques 12, 12', le porte-mire amène la nivelle 13 du corps de mire 1 entre ses repères. A ce moment seulement la projection du centre de rotule 15 de la tête 6 de mire se trouve à 1, 25m du centre de l'oeillet et le repère altimétrique à 2. 20m du plan horizontal passant par la base de celui-ci. Leporte-mire oriente approximativement le prisme 19 vers l'appareil règle la verticalité du bras 9 du centre de visée au moyen de la nivelle "Tonneau "14, et serre le manchon 36 qui l'immobilise. Les premières mesures peuvent commencer. (Position A. A', figures). Les déplacements ultérieurs (position B. B', C. C', D. D') sont fonction de l'encombrement qui entoure la mire ; les conditions optima seraient remplies si le porte-mire pouvait compter au jugé un bon mètre et demi entre chaque position successive ; ce n'est cependant pas indispenseable pour autant qu'il arrive à éviter des déplacements trop petits. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et l'on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications du moment que celles-ci ne sont pas en contradiction avec les revendications qui vont suivre et le but recherché. REVENDICATIONS 1. - Mire permettant la réitération des mesures indépendantes les unes des autres d'un point à lever caractérisée en ce qu'elle se compose essentiellement d'un corps de mire , élément longiligne, ou profilé, droit d'une longueur déterminée, fixé incliné suivant un angle déterminé sur un élément plan horizontal ou partie profilée droite et horizontale, plan ou partie droite sous laquelle vient se fixer un pied de mire terminé de manière habituelle par une demi-pointe destinée à se placer sur le point à lever, corps de mire terminé à sa partie supérieure par une tête de mire susceptible conjointement avec une pièce, munie au moins d'un moyen de blocage réglable prenant appui Itête de de tête de sur le corps de la mire, en-dessous de la/mê1re, d assurer et de maintenir la verticalité aux deux bras porteurs de l'armature gyroscopique, orientable en site, d'un centre de visée; en outre dedeux bras télescopiques venant prendre sur le corps de la mire de manière à réaliser avec celle-ci un trépied, de deux nivelles , l'une placée sur le corps de la mire permettant de conserver au corps de mire la même inclination lorsque l'on effectue une rotation de l'ensemble autour du point à lever et donc de vérifier que l'on effectue bien un cercle parfait et de rayon constant autour de ce point, l'autre nivelle placée sur le bras porteur de l'armature gyroscopique permettant de vérifier la verticalité du bras porteur du centre de visée. 2. - Mire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bras porteurs de l'armature gyroscopique du centre de visée sont cylindriques et que l'in supérieur est monté au moyen d'un palier à rotule à la tête de mire et que l'autre inférieur comporte à son extrémité supérieure au moins un premier filetage permettant d'yplacer un premier manchon de serrage sur lequel peuvent être montés les repères de visée courte distance et les disques des repères de visée en site transparent, premier manchon susceptible de se déplacer sur une certaine distance sur le bras supérieur de manière à pouvoir régler la hauteur de la visée, au moins en deuxième filetage susceptible s de recevoir un deuxième manchon de serrage surmonté d'une rondelle , deuxième manchon permettant de bloquer le bras porteur inférieur dans la pièce de blocage après avoir assurer la verticalité du bras porteur inférieur. 3. - Mire selon la revendication 2 , caractérisée en ce que la pièce de blocage est constituée par une paire de plaques de forme générale triangulaire terminée par une de ses pointes par un oeillet cylindrique ouvert placé à la verticale dont le diamètre intérieur est environ le double de celui du diamètre extérieur du bras porteur inférieur qu'il laisse passer , de manière à pouvoir déplacer légèrement dans un plan vertical le bras porteur inférieur 4. - Mire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nivelle destinée à s'assurer que l'on conserve la même inclinaison du corps de mire par rapport à l'horizontale, est du type longue en bois fixée par deux vis sur un disque en aluminium placé lui-même dans un boitiez, disque monté sur un axe de rotation placé horizontalement dans le corps de mire , et pourvue de deux fentes longitudinales incurvées permettant au moyen de deux vis papillon de serrage de régler et bloquer la position de la nivelle. 5. - Mire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nivelle placée sur le bras porteirinférieure est du type tonneau. 6. - Mire selon la revendication 3, caractérisée en ce que pour assurer une position de transport , les côtés de la paire de plaques prenant appui sur le corps de mire sont montés près d'un angle sur un axe de rotation passant au travers du corps de mire et près de l'autre coulissent grâce à une fente longitudinale incurvée prévue à cet effet, sur chacune des plaques en regard l'une de l'autre sur une vis formant axe au travers du corps de mire, vis munie d'un côté d'une rondelle et d'un papillon de serrage, de manière à permettre une modification de la position de la pièce de blocage. 7. - Mire selon la revendication 6, caractérisée en ce que les plaques comportent une butée d'arrêt du déplacement du bras porteur inférieur et à leur partie inférieure, une encoche permettant de bloquer le bras porteur inférieur entre les deux plaques au moyen de la rondelle et du deuxième man chon , bras porteur inférieur pourvu à cet effet,à hauteur déterminée,d'un troisième filetage. 8. - Mire selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'armature gyroscopique du centre di visée est placée dans un boitier sphérique munie d'un double disque de renforcement l'un et l'autre fixés sur les bras porteurs. 9. - Mire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bras porteur inférieur est terminé par un trou taraudé permettant de visser un crochet pour un fil à plomb. 10. - Mire selon la revendication 1, caractérisée en ce que le centre de visée et le ou les nivelles sont éclairés par des piles.