經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)機器部件一、經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)(主要常用部件):
1望遠鏡制動螺旋 2 望遠鏡 3 望遠鏡微動螺旋 4 水平制動 5 水平微動螺旋 6 腳螺旋 9 光學(xué)瞄準器 10物鏡調(diào)焦 11目鏡調(diào)焦 12 度盤讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦 13 豎盤指標管水準器微動螺旋 14 光學(xué)對中器 15 基座圓水準器 16 儀器基座 17 豎直度盤 18 垂直度盤照明鏡 19 照準部管水準器
20水平度盤位置變換手輪
望遠鏡與豎盤固連,安裝在儀器的支架上,這一部分稱為儀器的照準部,屬于儀器的上部。望遠鏡連同豎盤可繞橫軸在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,望遠鏡的視準軸應(yīng)與橫軸正交,橫軸應(yīng)通過水盤的刻畫中心。照準部的數(shù)軸(照準部旋轉(zhuǎn)軸)插入儀器基座的軸套內(nèi),照準部可以作水平轉(zhuǎn)動。
經(jīng)緯儀根據(jù)度盤刻度和讀數(shù)方式的不同,分為游標經(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,又稱度盤的最小分格值。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兩點的坐標,求取C點坐標):
是在已知坐標的A、B兩點中一點架設(shè)儀器(以儀器架設(shè)在A點為列),完成安置對中的基礎(chǔ)操作以后對準另一個已知點(B點),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C點(未知點)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,再精確量取AC、BC的距離,就可以用數(shù)學(xué)方法計算出C點的精確坐標。
一些建設(shè)項目的工地上,我們會經(jīng)?吹揭恍┘夹g(shù)人員架著一臺儀器在進行測量工作,他們所使用的儀器就是經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀最初的發(fā)明與航海有著密切的關(guān)系。在十五 十六世紀,英國、法國等一些發(fā)達國家,因為航海和戰(zhàn)爭的原因,需要繪制各種地圖、海圖。最早繪制地圖使用的是三角測量法,就是根據(jù)兩個已知點上的觀測結(jié)果,求出遠處第三點的位置,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,同時簡化了測量和計算的過程,也為繪制地圖提供了更精確的數(shù)據(jù)。后來經(jīng)緯儀被廣泛地使用于各項工程建設(shè)的測量上。經(jīng)緯儀包括基座、度盤(水平度盤和豎直度盤)和照準部三個部分。基座用來支撐整個儀器。水平度盤用來測量水平角。照準部上有望遠鏡、水準管以及讀數(shù)裝置等等。
經(jīng)緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。測量時,將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學(xué)對點器將儀器中心對準地面測站點上,用水準器將儀器定平,用望遠鏡瞄準測量目標,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)自動瞄準空中目標的自動跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨立測定地面點方位的陀螺經(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。是由英國機械師西森(Sisson)約于1730年首先研制的,后經(jīng)改進成型,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)緯儀是望遠鏡的機械部分,使望遠鏡能指向不同方向。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,由于天體的日周運動方向通常不與地平線垂直或平行,因此需要同時轉(zhuǎn)動兩軸并隨時間變換轉(zhuǎn)速才能追蹤天體,不過視場中其它天體會相對于目標天體旋轉(zhuǎn),除非加上抵消視場旋轉(zhuǎn)的機構(gòu),否則不適合用于長時間曝光的天文攝影。
一、赤經(jīng)及赤緯 在茫茫大海中,航行的船只遇到危險,求急救時,第一就是要讓救援的人知道船只的所在處,也就是說要將船只所在的經(jīng)緯度告知救援的人。經(jīng)緯度不僅能在海洋上指出船只的位置。它的最大好處是能將一個物體的確實位置,很簡潔地讓大家都能明了。同樣的,在無際無涯的夜空星海中,一旦發(fā)現(xiàn)了新的星體,你如何將它的正確位置,公諸于世呢?你是否想到應(yīng)該有一種類似經(jīng)緯度的度量系統(tǒng),來標定星球位置,制作星圖呢?天文學(xué)家所使用的度量系統(tǒng)是赤經(jīng)(Rightascension)及赤緯(Declination),赤緯的單位是度(Degrees),赤經(jīng)單位是時(Hours)、分(Minutes),我們對這些也許并不熟悉,但要了解也并不難。
由于星辰距我們甚遠,單靠眼睛實在辨別不出它們之間的遠近差別,因此這些星球在我們看來都好像同樣遠近。我們就假想有一懸空之球殼罩住了整個地球,這個假想的球就叫做天球(Celestialsphere),而這些星星就固定在球殼內(nèi)面,每次我們只能看到半個球面。因為地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果,天球便好像由東至西不斷地繞著我們旋轉(zhuǎn),而天球北(南)極恰在地球地理北(南)極的正上空,天球赤道也恰在地球赤道的正上空,即位在二天極的中央。像地球一樣,我們將天球刻劃上了經(jīng)緯度,在天文學(xué)中這相當于地球緯(經(jīng))度的,便叫做赤緯(赤經(jīng))。從天極到天球赤道間,赤緯共分90°;而赤經(jīng)共分24時,1時又分60分,即1h=60m=15°,這是因為地球或天球每小時旋轉(zhuǎn)15°而得名。
這套決定天體位置的方法,看起來相當復(fù)雜,但是它有許多好處。例如,天球不斷旋轉(zhuǎn),所以星星的視位置不斷改變,像是由東至西橫過夜空;同時,又因地球公轉(zhuǎn)結(jié)果,雖在同一時刻,隔幾天后,星星位置也稍稍偏西;或是你由北向南行走時,星星對地平線之相對位置,也都有所改變。既然星星之視位置,如此善變,故要依照所見來說明其位置,是相當困難的,只能藉著赤經(jīng)、赤緯來說明了,因為每一個星球恰與一組赤經(jīng)緯度相對應(yīng)。但也由于星象瞬息萬變,到底應(yīng)如何去測量其赤經(jīng)及赤緯呢?
二、經(jīng)緯儀之制作
經(jīng)緯儀(Theodolite)是用來量度赤經(jīng)、赤緯的,它是一種具有許多天文望遠鏡特性的觀測裝置。
現(xiàn)在介紹一種簡單的經(jīng)緯儀做法,所須材料列于表一,各材料之尺寸大小僅供參改,可自斟酌,但各零件之相關(guān)位置必須弄清。
制作之前先看看圖1,圖2,圖3,及作法:
1.用厚(3/8)"之三夾板,鋸下二個圓盤,直徑比量角器(分度器)稍大約(1/2)"即可。以強力膠在每一圓盤上,黏上二塊量角器,量角器底邊中點,須確實黏在圓盤中心上。(見圖2)。
2.把一個圓盤用二根螺絲釘,固定在D上,圓盤之圓心與90°之連線,必須與D之中線重疊,在D之兩端各釘上一個螺絲圈,(注意不是釘在有圓盤的那一面,見圖2)視線便可通過兩個小圈觀察。
3.在另一圓盤圓心處,鑿一(1/4)"的洞,這洞要同時穿過A、C,(見圖3),用一螺絲穿過栓好,調(diào)整一下松緊程度,使C很容易旋轉(zhuǎn)。
4.從附于D之量角器圓心鑿洞,以木栓或螺絲將D、C旋緊。但D、C間要能轉(zhuǎn)動,不要固定。
5.用鐵片截取三個三角形,以螺絲釘或小釘子將它們附于C上,三角形之尖端必須平貼于量角器上。
6.以鉸