經(jīng)緯儀介紹

經(jīng)緯儀根據(jù)度盤刻度和讀數(shù)方式的不同，分為游標(biāo)經(jīng)緯儀，光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀。目前我國主要使用光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀，游標(biāo)經(jīng)緯儀早已淘汰。
　　電子經(jīng)緯儀
　　光學(xué)經(jīng)緯儀
　　光學(xué)經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀
　　光學(xué)經(jīng)緯的水平度盤和豎直度盤用玻璃制成，在度盤平面的周誒邊緣刻有等間隔的分劃線，兩相鄰分劃線間距所對的圓心角稱為度盤的格值，又稱度盤的*小分格值。一般以格值的大小確定精度，分為：
　　DJ6 度盤格值為1° DJ2 度盤格值為20′ DJ1 （T3）度盤格值為4′
　　按精度從高精度到低精度分：DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等（D,J分別為大地和經(jīng)緯儀的首字母）

　　經(jīng)緯儀是測量任務(wù)中用于測量角度的精密測量儀器，可以用于測量角度、工程放樣以及粗略的距離測取。整套儀器由儀器、腳架部兩部分組成。

　　應(yīng)用舉列(已知A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)，求取C點(diǎn)坐標(biāo))：
　　是在已知坐標(biāo)的A、B兩點(diǎn)中一點(diǎn)架設(shè)儀器（以儀器架設(shè)在A點(diǎn)為列），完成安置對中的基礎(chǔ)操作以后對準(zhǔn)另一個已知點(diǎn)（B點(diǎn)），然后根據(jù)自己的需要配置一個讀數(shù)1并記錄，然后照準(zhǔn)C點(diǎn)（未知點(diǎn)）再次讀取讀數(shù)2。讀數(shù)2與讀書1的差值既為角BAC的角度值，再**量取AC、BC的距離，就可以用數(shù)學(xué)方法計(jì)算出C點(diǎn)的**坐標(biāo)。

一些建設(shè)項(xiàng)目的工地上，我們會經(jīng)常看到一些技術(shù)人員架著一臺儀器在進(jìn)行測量工作，他們所使用的儀器就是經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀*初的發(fā)明與航海有著密切的關(guān)系。在十五 十六世紀(jì)，英國、法國等一些發(fā)達(dá)國家，因?yàn)楹胶：蛻?zhàn)爭的原因，需要繪制各種地圖、海圖。*早繪制地圖使用的是三角測量法，就是根據(jù)兩個已知點(diǎn)上的觀測結(jié)果，求出遠(yuǎn)處第三點(diǎn)的位置,但由于沒有合適的儀器，導(dǎo)致角度測量手段有限，精度不高，由此繪制出的地形圖精度也不高。而經(jīng)緯儀的發(fā)明，提高了角度的觀測精度，同時(shí)簡化了測量和計(jì)算的過程，也為繪制地圖提供了更**的數(shù)據(jù)。后來經(jīng)緯儀被廣泛地使用于各項(xiàng)工程建設(shè)的測量上。經(jīng)緯儀包括基座、度盤（水平度盤和豎直度盤）和照準(zhǔn)部三個部分?；脕碇握麄€儀器。水平度盤用來測量水平角。照準(zhǔn)部上有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)管以及讀數(shù)裝置等等。

經(jīng)緯儀工作原理

經(jīng)緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤、豎直度盤、水準(zhǔn)器、基座等組成。測量時(shí)，將經(jīng)緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學(xué)對點(diǎn)器將儀器中心對準(zhǔn)地面測站點(diǎn)上，用水準(zhǔn)器將儀器定平，用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測量目標(biāo)，用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經(jīng)緯儀和普通經(jīng)緯儀；按讀數(shù)設(shè)備可分為光學(xué)經(jīng)緯儀和游標(biāo)經(jīng)緯儀；按軸系構(gòu)造分為復(fù)測經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外，有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數(shù)的編碼度盤經(jīng)緯儀；可連續(xù)自動瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動跟蹤經(jīng)緯儀；利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測定地面點(diǎn)方位的陀螺經(jīng)緯儀和激光經(jīng)緯儀；具有經(jīng)緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經(jīng)緯儀；將攝影機(jī)與經(jīng)緯儀結(jié)合一起供地面攝影測量用的攝影經(jīng)緯儀等。

        測量水平角和豎直角的儀器。是由英國機(jī)械師西森(Sisson)約于1730年首先研制的，后經(jīng)改進(jìn)成型，正式用于英國大地測量中。1904年，德國開始生產(chǎn)玻璃度盤經(jīng)緯儀。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，60年代出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀。在此基礎(chǔ)上，70年代制成電子速測儀。
　　 經(jīng)緯儀是望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械部分，使望遠(yuǎn)鏡能指向不同方向。經(jīng)緯儀具有兩條互相垂直的轉(zhuǎn)軸，以調(diào)校望遠(yuǎn)鏡的方位角及水平高度。此類架臺結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，主要配合地面望遠(yuǎn)鏡（大地測量、觀鳥等用途）使用，若用來觀察天體，由于天體的日周運(yùn)動方向通常不與地平線垂直或平行，因此需要同時(shí)轉(zhuǎn)動兩軸并隨時(shí)間變換轉(zhuǎn)速才能追蹤天體，不過視場中其它天體會相對于目標(biāo)天體旋轉(zhuǎn)，除非加上抵消視場旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，否則不適合用于長時(shí)間曝光的天文攝影。

經(jīng)緯儀的使用與水平角和豎直角測量

一、目的與要求

1.了解J6光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造及主要部件的名稱和作用。

2.掌握經(jīng)緯儀的操作方法及水平度盤讀數(shù)的配置方法。

3.掌握測回法觀測水平角的觀測順序、記錄和計(jì)算方法。

4.掌握豎直角的測量和計(jì)算方法。

 二、計(jì)劃與設(shè)備

1.實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)安排4學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)小組由2人組成：1人操作，1人記錄。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備為DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀1臺，記錄板1塊，測傘1把，全班共用照準(zhǔn)標(biāo)志若干。

三、方法與步驟

（一）經(jīng)緯儀的認(rèn)識與使用

1.在指定點(diǎn)位上安置經(jīng)緯儀并熟悉儀器各部件的名稱和作用。

2.經(jīng)緯儀的操作：

對中 — 掛上垂球，平移三腳架，使垂球尖大致對準(zhǔn)測站點(diǎn)，并注意架頭水平，踩緊三腳架。稍松連接螺旋，在架頭上平移儀器，使垂球尖**對準(zhǔn)測站點(diǎn)（應(yīng)符合限差要求），**旋緊連接螺旋。

整平 — 轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，使水準(zhǔn)管平行于任意一對腳螺旋，同時(shí)相對旋轉(zhuǎn)這兩個腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中；將照準(zhǔn)部繞豎軸轉(zhuǎn)動90°，再轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋，使氣泡居中。如此反復(fù)調(diào)試，直至照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)到任意方向，氣泡在水準(zhǔn)管內(nèi)的偏移都不超過分劃線的一格為止。

瞄準(zhǔn) — 用望遠(yuǎn)鏡的照門和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使目標(biāo)位于視場內(nèi)，旋緊望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部的制動螺旋；轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡的目鏡螺旋，使十字絲清晰；轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)影像清晰；轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部的微動螺旋，使目標(biāo)被十字絲的單根縱絲平分，或被雙根縱絲夾在中央。

讀數(shù) — 調(diào)節(jié)反光鏡的位置，使讀數(shù)窗亮度適當(dāng)；旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡的目鏡套，使度盤及分微尺的刻劃清晰；讀取度盤刻劃線位于分微尺所注記的度數(shù)，從分微尺上該刻劃線所在位置的分?jǐn)?shù)估讀至0.1′(即6″的倍數(shù))。

（二）測回法觀測水平角
    1.度盤配置：設(shè)共測n個測回，則第i個測回的度盤位置為略大于。轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，使水平度盤讀數(shù)在該測回的度盤位置，扳下復(fù)測扳手；瞄準(zhǔn)起始目標(biāo)，扳上復(fù)測扳手（或采用度盤變換手輪配置度盤）。

2.一測回觀測：
    盤左 — 瞄準(zhǔn)左目標(biāo)A，進(jìn)行讀數(shù)記；順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右目標(biāo)B，進(jìn)行讀數(shù)記；計(jì)算上半測回角值 。
    盤右 — 瞄準(zhǔn)右目標(biāo)B，進(jìn)行讀數(shù)記；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左目標(biāo)A，進(jìn)行讀數(shù)記；計(jì)算下半測回角值 。

檢查上、下半測回角值之差是否超限，計(jì)算一測回角值。

（三）豎直角觀測

1.在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，觀察豎盤讀數(shù)的變化規(guī)律。寫出豎直角及豎盤指標(biāo)差的計(jì)算公式。

2.盤左  瞄準(zhǔn)目標(biāo)，用十字絲中橫絲切于目標(biāo)某一部位（如花桿頂端）；轉(zhuǎn)動豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋，使指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中；讀取豎盤讀數(shù)，計(jì)算豎直角值。瞄準(zhǔn)其他目標(biāo)，重復(fù)此過程。

3.盤右  同法觀測、記錄。

4.計(jì)算一測回豎盤指標(biāo)差及上、下半測回豎直角的平均值。

四、注意事項(xiàng)

1.水平角觀測瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，盡可能瞄準(zhǔn)其底部，以減少目標(biāo)傾斜引起的誤差。

2.同一測回觀測時(shí)，切勿誤動復(fù)測扳手或度盤變換手輪，以免發(fā)生錯誤。

觀測過程中若發(fā)生氣泡偏移超過一格時(shí)，應(yīng)重新整平重測該測回。

3.計(jì)算半測回值時(shí)，當(dāng)左目標(biāo)讀數(shù)a大于右目標(biāo)b時(shí)，應(yīng)加360°。

4.豎直角觀測時(shí)，對同一目標(biāo)應(yīng)用十字絲橫絲切準(zhǔn)同一部位。每次讀數(shù)前應(yīng)使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中。計(jì)算豎直角和指標(biāo)差時(shí)，應(yīng)注意正、負(fù)號。

5.限差要求：對中誤差小于3mm，上下半測回水平角角值之差不超過±40″；豎盤指標(biāo)差互差在±25″之內(nèi)。超限應(yīng)重測。