經緯儀結構機器部件一、經緯儀的結構(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 光學瞄準器 10物鏡調焦 11目鏡調焦 12 度盤讀數顯微鏡調焦 13 豎盤指標管水準器微動螺旋 14 光學對中器 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轉動,望遠鏡的視準軸應與橫軸正交,橫軸應通過水盤的刻畫中心。照準部的數軸(照準部旋轉軸)插入儀器基座的軸套內,照準部可以作水平轉動。
經緯儀根據度盤刻度和讀數方式的不同,分為游標經緯儀,光學經緯儀和電子經緯儀。目前我國主要使用光學經緯儀和電子經緯儀,游標經緯儀早已淘汰。
電子經緯儀
光學經緯儀
光學經緯儀 電子經緯儀
光學經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分別為大地和經緯儀的首字母)
經緯儀是測量任務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兩點中一點架設儀器(以儀器架設在A點為列),完成安置對中的基礎操作以后對準另一個已知點(B點),然后根據自己的需要配置一個讀數1并記錄,然后照準C點(未知點)再次讀取讀數2。讀數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,就可以用數學方法計算出C點的精確坐標。
一些建設項目的工地上,我們會經?吹揭恍┘夹g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緯儀。經緯儀最初的發(fā)明與航海有著密切的關系。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,就是根據兩個已知點上的觀測結果,求出遠處第三點的位置,但由于沒有合適的儀器,導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據。后來經緯儀被廣泛地使用于各項工程建設的測量上。經緯儀包括基座、度盤(水平度盤和豎直度盤)和照準部三個部分;脕碇握麄儀器。水平度盤用來測量水平角。照準部上有望遠鏡、水準管以及讀數裝置等等。
經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,將經緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學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。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀;按讀數設備可分為光學經緯儀和游標經緯儀;按軸系構造分為復測經緯儀和方向經緯儀。此外,有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數的編碼度盤經緯儀;可連續(xù)自動瞄準空中目標的自動跟蹤經緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨立測定地面點方位的陀螺經緯儀和激光經緯儀;具有經緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經緯儀;將攝影機與經緯儀結合一起供地面攝影測量用的攝影經緯儀等。
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,后經改進成型,正式用于英國大地測量中。1904年,德國開始生產玻璃度盤經緯儀。隨著電子技術的發(fā)展,60年代出現了電子經緯儀。在此基礎上,70年代制成電子速測儀。
經緯儀是望遠鏡的機械部分,使望遠鏡能指向不同方向。經緯儀具有兩條互相垂直的轉軸,以調校望遠鏡的方位角及水平高度。此類架臺結構簡單,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,因此需要同時轉動兩軸并隨時間變換轉速才能追蹤天體,不過視場中其它天體會相對于目標天體旋轉,除非加上抵消視場旋轉的機構,否則不適合用于長時間曝光的天文攝影。
一、赤經及赤緯 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緯度告知救援的人。經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?你是否想到應該有一種類似經緯度的度量系統(tǒng),來標定星球位置,制作星圖呢?天文學家所使用的度量系統(tǒng)是赤經(Rightascension)及赤緯(Declination),赤緯的單位是度(Degrees),赤經單位是時(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面,每次我們只能看到半個球面。因為地球自轉的結果,天球便好像由東至西不斷地繞著我們旋轉,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緯度,在天文學中這相當于地球緯(經)度的,便叫做赤緯(赤經)。從天極到天球赤道間,赤緯共分90°;而赤經共分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15°而得名。
這套決定天體位置的方法,看起來相當復雜,但是它有許多好處。例如,天球不斷旋轉,所以星星的視位置不斷改變,像是由東至西橫過夜空;同時,又因地球公轉結果,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、赤緯來說明了,因為每一個星球恰與一組赤經緯度相對應。但也由于星象瞬息萬變,到底應如何去測量其赤經及赤緯呢?
二、經緯儀之制作
經緯儀(Theodolite)是用來量度赤經、赤緯的,它是一種具有許多天文望遠鏡特性的觀測裝置。
現在介紹一種簡單的經緯儀做法,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,調整一下松緊程度,使C很容易旋轉。
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