經(jīng)緯儀的使用方法及數(shù)據(jù)計(jì)算?經(jīng)緯儀能測(cè)水平嗎?
經(jīng)緯儀是測(cè)量任務(wù)中用于測(cè)量角度的精密測(cè)量?jī)x器,可以用于測(cè)量角度、工程放樣以及粗略的距離測(cè)取。整套儀器由儀器、腳架部?jī)刹糠纸M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?xún)x器架設(shè)在A點(diǎn)為列),完成安置對(duì)中的基礎(chǔ)操作以后對(duì)準(zhǔn)另一個(gè)已知點(diǎn)(B點(diǎn)),然后根據(jù)自己的需要配置一個(gè)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(shū)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(jì)算出C點(diǎn)的精確坐標(biāo)。
一些建設(shè)項(xiàng)目的工地上,我們會(huì)經(jīng)常看到一些技術(shù)人員架著一臺(tái)儀器在進(jìn)行測(cè)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(jì),英國(guó)、法國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家,因?yàn)楹胶:蛻?zhàn)爭(zhēng)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(cè)量法,就是根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)上的觀測(cè)結(jié)果,求出遠(yuǎn)處第三點(diǎn)的位置,但由于沒(méi)有合適的儀器,導(dǎo)致角度測(cè)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(cè)精度,同時(shí)簡(jiǎn)化了測(cè)量和計(jì)算的過(guò)程,也為繪制地圖提供了更精確的數(shù)據(jù)。后來(lái)經(jīng)緯儀被廣泛地使用于各項(xiàng)工程建設(shè)的測(cè)量上。經(jīng)緯儀包括基座、度盤(pán)(水平度盤(pán)和豎直度盤(pán))和照準(zhǔn)部三個(gè)部分。基座用來(lái)支撐整個(gè)儀器。水平度盤(pán)用來(lái)測(cè)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)緯儀是測(cè)量工作中的主要測(cè)角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤(pán)、豎直度盤(pán)、水準(zhǔn)器、基座等組成。測(cè)量時(shí),將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器將儀器中心對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站點(diǎn)上,用水準(zhǔn)器將儀器定平,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo),用水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)測(cè)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(cè)經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外,有可自動(dòng)按編碼穿孔記錄度盤(pán)讀數(shù)的編碼度盤(pán)經(jīng)緯儀;可連續(xù)自動(dòng)瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測(cè)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(cè)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(cè)量用的攝影經(jīng)緯儀等。
將經(jīng)緯儀支在架子上,像椅子、像機(jī)三角架均可,目的只在使視線容易通過(guò)D之螺絲圈觀察。把經(jīng)緯儀面向南方放好,首先視臂D不要舉起,(即緯度表E指在零),調(diào)整B板之傾斜,使視線沿視臂看到地平線,將B板固定在這位置,此時(shí)B板即保持水平,現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)C、D觀察天體,則E即指示出天體之地平緯度(Altitude)。
現(xiàn)在將經(jīng)緯儀A板舉高至x角,x=90°-(測(cè)量地之緯度),例如,你在臺(tái)北測(cè)量,緯度大約25°3’,角x就等于64°57’;另一個(gè)法子是將視臂指向北極星,D保持在這方向,而移動(dòng)A板,使緯度表E之讀數(shù)為90°,此時(shí)A板即與B成x角了,當(dāng)然你稍微想想便知道,可用這種方法來(lái)測(cè)量你所在地的緯度了,為什麼這樣子A與B就成x角呢?(注一)
仰望天極(即北極星處)時(shí)仰角即為你的緯度,因此當(dāng)E 讀數(shù)為零時(shí),將板A舉起x角后,視臂即指向天球赤道,為什么?(注二)調(diào)整x角之目的,在于求得星星對(duì)天球赤道面之仰角(即赤緯度),而不須顧慮到因觀測(cè)地之緯度不同,所引起之星星視位置之變化。此時(shí)由西至東旋轉(zhuǎn)視臂,便畫(huà)出了天球赤道位置。
為了測(cè)度赤經(jīng),你必經(jīng)將經(jīng)度表F刻成赤經(jīng)單位——時(shí),每隔15°為1時(shí),由零度起反時(shí)針?lè)较蚩獭?
現(xiàn)在移動(dòng)視臂注視南天之一已知星,從星圖、天文日歷或其它參考星源,決定此星之赤經(jīng)、赤緯,旋轉(zhuǎn)經(jīng)度表F,使C之指針指向適當(dāng)之赤經(jīng)值。此時(shí)緯度表應(yīng)即自動(dòng)指在了正確的赤緯值,否則儀器便有了偏差。將F固定住,現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)C、D,把視臂指向另一星球,此時(shí)從E、F就可讀出,此星球之赤緯度、赤經(jīng)度了。在天球赤道以北之星球赤緯度為正,在天球赤道以南之星赤緯度為負(fù),即E盤(pán)上朝開(kāi)口處之量角器度數(shù)為正,另一個(gè)為負(fù)。
例如:角宿大星(Spica),在四、五、六月夜空均可見(jiàn),它的赤經(jīng)度(R.A.)=13h23m37s,赤緯度(D.)=-11°00’19”,將視臂指向角宿大星,此時(shí)緯度表E讀數(shù)應(yīng)約為-11°,調(diào)整經(jīng)度表F至13h23m37s。現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)視臂D,注視軒轅大星(Regulus),此時(shí)在E上就可讀出約12°06’,F(xiàn)上約10h07m,于是知道軒轅大星之R.A.=10h07m,D.=12°06’。
再舉個(gè)例,在冬季夜空可見(jiàn)天狼星(Sirius)
R.A.約為6h44m,D.約為-16°40’,將F調(diào)整至6h44m后,將視臂舉高約在25°赤緯度,再向西旋轉(zhuǎn)到赤經(jīng)度約為3h45m,此時(shí)通過(guò)D上之螺絲圈,你就可以看到昴宿(Pleiades)了。
在秋冬夜晚較早時(shí),在飛馬座(Pegasus)大正方形附近,可見(jiàn)朦朧亮帶,那是仙女座大星云(Andromeda),它是漩渦星云中唯一能被肉眼清晰看見(jiàn)的,你有興趣求求它的概略位置嗎?大約是R.A.=0h40m,D.=41°。
用這樣方法求赤經(jīng)、赤緯的好處,便在于不必顧慮到觀測(cè)時(shí)間不同,引起星球視位置改變的因素,為什麼?因?yàn)锳板經(jīng)x角修正后,即與天球赤道面重合,E求得的是星星對(duì)A板(即天球赤道面)之仰角,自然就是赤緯度了。又天球雖然不斷旋轉(zhuǎn),但各星星差不多全是極遠(yuǎn)處之恒星,它們之間的相對(duì)位置均不變,我們已知一星之赤經(jīng)度,以此為準(zhǔn),自然便可由此星與他星之夾角,而求出另一星的赤經(jīng)度了,所以不論你在什麼緯度,什麼季節(jié),什麼時(shí)間觀察,你所求得星星之赤經(jīng)、赤緯度數(shù)均不會(huì)有所差別。
不過(guò)現(xiàn)在都很少使用了,大都使用全站儀了
常用的經(jīng)緯儀有哪幾型號(hào)?
首先有光學(xué)經(jīng)緯儀;電子經(jīng)緯儀;激光經(jīng)緯儀;
其次各經(jīng)緯儀有各自的適用范圍,題目比較大。
舉例:
DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀,精度是6″,適用于各種比例尺的地形圖測(cè)繪和土木工程施工放樣.操作簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。就是讀數(shù)有點(diǎn)費(fèi)眼睛
激光經(jīng)緯儀,精度是2″,用于準(zhǔn)直測(cè)量,常用的是J2-JDB型,它除了有激光經(jīng)緯儀的功用外,還可以應(yīng)用于建筑的軸線投測(cè),隧道測(cè)量,大型管線的鋪設(shè),橋梁工程,大型船舶制造等等。
電子經(jīng)緯儀一個(gè)測(cè)繪方向的誤差是+(-)2″,常用的是ET-O2型,可以與光電測(cè)距儀和電子手簿連接,組成全站儀。
光學(xué)經(jīng)緯儀按精度不同,可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等型號(hào),其中“DJ”表示大地測(cè)量經(jīng)緯儀,下標(biāo)數(shù)字2、6等表示儀器的精度等級(jí),即“一測(cè)回水平方向的中誤差,單位為秒”。經(jīng)緯儀雖然種類(lèi)多,但測(cè)角原理相同,其基本結(jié)構(gòu)也大致相同,從目前看,Dj6型光學(xué)經(jīng)緯儀在工程測(cè)量中最常用,其次是DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀。
經(jīng)緯儀型號(hào)
經(jīng)緯儀的型號(hào)是指測(cè)角精度、規(guī)格是指代碼:比如有DJ07,DJ1,DJ2,.D16等幾種不同精度的儀器.”D’,和“J”分別代表“大地測(cè)量.和.經(jīng)緯儀”漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母,”07*,”1″,`2*,”6″是表示該類(lèi)儀器一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差的秒數(shù).通常,在書(shū)寫(xiě)時(shí)省略字母”D”.J07,J1和12型經(jīng)緯儀屬于精密經(jīng)緯儀,Js型經(jīng)緯儀屬于普通經(jīng)緯儀.在建筑工程中.常用12和Js型光學(xué)經(jīng)緯儀.DJ——經(jīng)緯儀型號(hào)代碼,主要有DJ05、DJl、DJ2等型號(hào)。
經(jīng)緯儀用途和工作原理
經(jīng)緯儀是測(cè)量工作中的主要測(cè)角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤(pán)、豎直度盤(pán)、水準(zhǔn)器、基座等組成。測(cè)量時(shí),將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器將儀器中心對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站點(diǎn)上,用水準(zhǔn)器將儀器定平,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo),用水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)測(cè)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(cè)經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外,有可自動(dòng)按編碼穿孔記錄度盤(pán)讀數(shù)的編碼度盤(pán)經(jīng)緯儀;可連續(xù)自動(dòng)瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測(cè)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(cè)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(cè)量用的攝影經(jīng)緯儀等。
測(cè)量水平角和豎直角的儀器。是由英國(guó)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(guó)大地測(cè)量中。1904年,德國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)玻璃度盤(pán)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(cè)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(lèi)架臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,主要配合地面望遠(yuǎn)鏡(大地測(cè)量、觀鳥(niǎo)等用途)使用,若用來(lái)觀察天體,由于天體的日周運(yùn)動(dòng)方向通常不與地平線垂直或平行,因此需要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩軸并隨時(shí)間變換轉(zhuǎn)速才能追蹤天體,不過(guò)視場(chǎng)中其它天體會(huì)相對(duì)于目標(biāo)天體旋轉(zhuǎn),除非加上抵消視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu),否則不適合用于長(zhǎng)時(shí)間曝光的天文攝影。
經(jīng)緯儀怎么看?
不同型號(hào)的光學(xué)經(jīng)緯儀有不同的 使用方法:J2儀器讀數(shù)設(shè)備與J6比較有兩個(gè)特點(diǎn):一是,J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀采取度盤(pán)對(duì)徑重合讀數(shù)取平均值,消除了照準(zhǔn)部偏心的影響,提高了讀數(shù)精度;二是在J2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)顯微鏡中,只能看到水平度盤(pán)或豎盤(pán)的一種影像,要讀另一種時(shí),需轉(zhuǎn)動(dòng)換像手輪9.如圖3—9為蘇光J2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)窗圖,當(dāng)照準(zhǔn)后,轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪7,使主像(正字注記)與副像、倒字注記的分劃線對(duì)合好,提出具備下列三個(gè)條件而且注有度數(shù)的相對(duì)分劃線.(1)相差180°;(2)主像在左側(cè),副像在右側(cè);(3)相距最近.則該對(duì)分劃
幫我看看、、、、TDJ2經(jīng)緯儀怎樣讀數(shù).下面有圖
讀數(shù):309°45′50″
什么是經(jīng)緯儀?
側(cè)角度,包括水平角豎直角,當(dāng)然好多用途自己研究吧,比如說(shuō)正倒鏡大條直線!
經(jīng)緯儀怎么用有圖有說(shuō)明最好
簡(jiǎn)單給你說(shuō)明下,經(jīng)緯儀主要是打角度的,你需要知道兩個(gè)控制點(diǎn),或者一條直線,然后對(duì)中整平,在一端點(diǎn)上,瞄準(zhǔn)另一端點(diǎn),置零,轉(zhuǎn)動(dòng)需要的角度,有什么不懂的可以采納后追問(wèn)
經(jīng)緯儀的用途是什么?怎么使用?怎樣校準(zhǔn)?
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(lèi)架臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,主要配合地面望遠(yuǎn)鏡(大地測(cè)量、觀鳥(niǎo)等用途)使用,若用來(lái)觀察天體,由于天體的日周運(yùn)動(dòng)方向通常不與地平線垂直或平行,因此需要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩軸并隨時(shí)間變換轉(zhuǎn)速才能追蹤天體,不過(guò)視場(chǎng)中其它天體會(huì)相對(duì)于目標(biāo)天體旋轉(zhuǎn),除非加上抵消視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu),否則不適合用于長(zhǎng)時(shí)間曝光的天文攝影。
但由于電子科技的發(fā)展,上述問(wèn)題已獲得解決,而且經(jīng)緯儀使望遠(yuǎn)鏡指向不同方向時(shí)的空間姿態(tài)改變最小,因此不少專(zhuān)業(yè)天文臺(tái)的大口徑望遠(yuǎn)鏡均使用經(jīng)緯儀,以減輕由機(jī)械變形所引起的精度下降。甚至一些天文愛(ài)好者自制的專(zhuān)門(mén)用于低倍率目視觀測(cè)的天文望遠(yuǎn)鏡,
在一些建設(shè)項(xiàng)目的工地上,我們會(huì)經(jīng)常看到一些技術(shù)人員架著一臺(tái)儀器在進(jìn)行測(cè)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(jì),英國(guó)、法國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家,因?yàn)楹胶:蛻?zhàn)爭(zhēng)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(cè)量法,就是根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)上的觀測(cè)結(jié)果,求出遠(yuǎn)處第三點(diǎn)的位置,但由于沒(méi)有合適的儀器,導(dǎo)致角度測(cè)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(cè)精度,同時(shí)簡(jiǎn)化了測(cè)量和計(jì)算的過(guò)程,也為繪制地圖提供了更精確的數(shù)據(jù)。后來(lái)經(jīng)緯儀被廣泛地使用于各項(xiàng)工程建設(shè)的測(cè)量上。經(jīng)緯儀包括基座、度盤(pán)(水平度盤(pán)和豎直度盤(pán))和照準(zhǔn)部三個(gè)部分。基座用來(lái)支撐整個(gè)儀器。水平度盤(pán)用來(lái)測(cè)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)緯儀是測(cè)量工作中的主要測(cè)角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤(pán)、豎直度盤(pán)、水準(zhǔn)器、基座等組成。測(cè)量時(shí),將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器將儀器中心對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站點(diǎn)上,用水準(zhǔn)器將儀器定平,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo),用水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)測(cè)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(cè)經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外,有可自動(dòng)按編碼穿孔記錄度盤(pán)讀數(shù)的編碼度盤(pán)經(jīng)緯儀;可連續(xù)自動(dòng)瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測(cè)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(cè)的全能經(jīng)緯儀;將攝影機(jī)與
經(jīng)緯儀怎么發(fā)明的?又怎樣使用?
1730年英國(guó)機(jī)械師西森(Sisson)首先研制的,后經(jīng)改進(jìn)成型,正式用于英國(guó)大地測(cè)量中。1904年,德國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)玻璃度盤(pán)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(cè)儀。
經(jīng)緯儀由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤(pán)、豎直度盤(pán)、水準(zhǔn)器、基座等組成。測(cè)量時(shí),將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器將儀器中心對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站點(diǎn)上,用水準(zhǔn)器將儀器定平,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo),用水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)測(cè)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(cè)經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外,有可自動(dòng)按編碼穿孔記錄度盤(pán)讀數(shù)的編碼度盤(pán)經(jīng)緯儀;可連續(xù)自動(dòng)瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測(cè)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(cè)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(cè)量用的攝影經(jīng)緯儀等。
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(jì),英國(guó)、法國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家,因?yàn)楹胶:蛻?zhàn)爭(zhēng)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(cè)量法,就是根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)上的觀測(cè)結(jié)果,求出遠(yuǎn)處第三點(diǎn)的位置,但由于沒(méi)有合適的儀器,導(dǎo)致角度測(cè)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(cè)精度,同時(shí)簡(jiǎn)化了測(cè)量和計(jì)算的過(guò)程,也為繪制地圖提供了更精確的數(shù)據(jù)。后來(lái)經(jīng)緯儀被廣泛地使用于各項(xiàng)工程建設(shè)的測(cè)量上。
經(jīng)緯儀包括基座、度盤(pán)(水平度盤(pán)和豎直度盤(pán))和照準(zhǔn)部三個(gè)部分。基座用來(lái)支撐整個(gè)儀器。水平度盤(pán)用來(lái)測(cè)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)緯儀之使用
將經(jīng)緯儀支在架子上,像椅子、像機(jī)三角架均可,目的只在使視線容易通過(guò)D之螺絲圈觀察。把經(jīng)緯儀面向南方放好,首先視臂D不要舉起,(即緯度表E指在零),調(diào)整B板之傾斜,使視線沿視臂看到地平線,將B板固定在這位置,此時(shí)B板即保持水平,現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)C、D觀察天體,則E即指示出天體之地平緯度(Altitude)。
現(xiàn)在將經(jīng)緯儀A板舉高至x角,x=90°-(測(cè)量地之緯度),例如,你在臺(tái)北測(cè)量,緯度大約25°3’,角x就等于64°57’;另一個(gè)法子是將視臂指向北極星,D保持在這方向,而移動(dòng)A板,使緯度表E之讀數(shù)為90°,此時(shí)A板即與B成x角了,當(dāng)然你稍微想想便知道,可用這種方法來(lái)測(cè)量你所在地的緯度了,為什么這樣子A與B就成x角呢?(注一)
仰望天極(即北極星處)時(shí)仰角即為你的緯度,因此當(dāng)E 讀數(shù)為零時(shí),將板A舉起x角后,視臂即指向天球赤道,為什么?(注二)調(diào)整x角之目的,在于求得星星對(duì)天球赤道面之仰角(即赤緯度),而不須顧慮到因觀測(cè)地之緯度不同,所引起之星星視位置之變化。此時(shí)由西至東旋轉(zhuǎn)視臂,便畫(huà)出了天球赤道位置。
為了測(cè)度赤經(jīng),你必經(jīng)將經(jīng)度表F刻成赤經(jīng)單位--時(shí),每隔15°為1時(shí),由零度起反時(shí)針?lè)较蚩獭?
現(xiàn)在移動(dòng)視臂注視南天之一已知星,從星圖、天文日歷或其它參考星源,決定此星之赤經(jīng)、赤緯,旋轉(zhuǎn)經(jīng)度表F,使C之指針指向適當(dāng)之赤經(jīng)值。此時(shí)緯度表應(yīng)即自動(dòng)指在了正確的赤緯值,否則儀器便有了偏差。將F固定住,現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)C、D,把視臂指向另一星球,此時(shí)從E、F就可讀出,此星球之赤緯度、赤經(jīng)度了。在天球赤道以北之星球赤緯度為正,在天球赤道以南之星赤緯度為負(fù),即E盤(pán)上朝開(kāi)口處之量角器度數(shù)為正,另一個(gè)為負(fù)。
例如:角宿大星(Spica),在四、五、六月夜空均可見(jiàn),它的赤經(jīng)度(R.A.)=13h23m37s,赤緯度(D.)=-11°00’19”,將視臂指向角宿大星,此時(shí)緯度表E讀數(shù)應(yīng)約為-11°,調(diào)整經(jīng)度表F至13h23m37s。現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)視臂D,注視軒轅大星(Regulus),此時(shí)在E上就可讀出約12°06’,F(xiàn)上約10h07m,于是知道軒轅大星之R.A.=10h07m,D.=12°06’。
再舉個(gè)例,在冬季夜空可見(jiàn)天狼星(Sirius)
R.A.約為6h44m,D.約為-16°40’,將F調(diào)整至6h44m后,將視臂舉高約在25°赤緯度,再向西旋轉(zhuǎn)到赤經(jīng)度約為3h45m,此時(shí)通過(guò)D上之螺絲圈,你就可以看到昴宿(Pleiades)了。
在秋冬夜晚較早時(shí),在飛馬座(Pegasus)大正方形附近,可見(jiàn)朦朧亮帶,那是仙女座大星云(Andromeda),它是漩渦星云中唯一能被肉眼清晰看見(jiàn)的,你有興趣求求它的概略位置嗎?大約是R.A.=0h40m,D.=41°。
用這樣方法求赤經(jīng)、赤緯的好處,便在于不必顧慮到觀測(cè)時(shí)間不同,引起星球視位置改變的因素,為什么?因?yàn)锳板經(jīng)x角修正后,即與天球赤道面重合,E求得的是星星對(duì)A板(即天球赤道面)之仰角,自然就是赤緯度了。又天球雖然不斷旋轉(zhuǎn),但各星星差不多全是極遠(yuǎn)處之恒星,它們之間的相對(duì)位置均不變,我們已知一星之赤經(jīng)度,以此為準(zhǔn),自然便可由此星與他星之夾角,而求出另一星的赤經(jīng)度了,所以不論你在什么緯度,什么季節(jié),什么時(shí)間觀察,你所求得星星之赤經(jīng)、赤緯度數(shù)均不會(huì)有所差別。
一些參考星源列于表二。
許多偉大的實(shí)驗(yàn),它所需要的裝置,往往是相當(dāng)簡(jiǎn)單的,所以你不要小看經(jīng)緯儀,很可能有一天,你利用它標(biāo)定出一顆從未為人發(fā)現(xiàn)的星球的位置,而馳名于世呢?
原文系摘自“Challenge of the Uriverse”117頁(yè)“Projects and Experiments”1962年由“National Science Teachers Association”出版。
原文僅說(shuō)明制作法,并不討論原理,譯者加入一些原理的簡(jiǎn)單說(shuō)明而成。
注一:見(jiàn)圖4,B板指向南方地平線,D指向天球北極,A板與D垂直,∠Y即觀測(cè)地之緯度,因北極星距地球甚遠(yuǎn),故指向天球北極之D,與北極至地心之聯(lián)線平行,很容易的我們就可證出∠Z=∠Y,而∠x(chóng)+∠Z=90°,因此∠x(chóng)=90°-∠Z=90°-∠Y=90°-(觀測(cè)地之緯度)。
注二:E讀數(shù)為零時(shí),D與A平行,見(jiàn)圖4知,A與天球北極成直角,即指向天球赤道,故D也指向天球赤道。
有關(guān)經(jīng)緯儀的知識(shí)
測(cè)量水平角和豎直角的儀器。是由英國(guó)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(guó)大地測(cè)量中。1904年,德國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)玻璃度盤(pán)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(cè)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(lèi)架臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,主要配合地面望遠(yuǎn)鏡(大地測(cè)量、觀鳥(niǎo)等用途)使用,若用來(lái)觀察天體,由于天體的日周運(yùn)動(dòng)方向通常不與地平線垂直或平行,因此需要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩軸并隨時(shí)間變換轉(zhuǎn)速才能追蹤天體,不過(guò)視場(chǎng)中其它天體會(huì)相對(duì)于目標(biāo)天體旋轉(zhuǎn),除非加上抵消視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu),否則不適合用于長(zhǎng)時(shí)間曝光的天文攝影。
但由于電子科技的發(fā)展,上述問(wèn)題已獲得解決,而且經(jīng)緯儀使望遠(yuǎn)鏡指向不同方向時(shí)的空間姿態(tài)改變最小,因此不少專(zhuān)業(yè)天文臺(tái)的大口徑望遠(yuǎn)鏡均使用經(jīng)緯儀,以減輕由機(jī)械變形所引起的精度下降。甚至一些天文愛(ài)好者自制的專(zhuān)門(mén)用于低倍率目視觀測(cè)的天文望遠(yuǎn)鏡,
按精度分:DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等,D,J分別為大地和經(jīng)緯儀的首字母。
在一些建設(shè)項(xiàng)目的工地上,我們會(huì)經(jīng)常看到一些技術(shù)人員架著一臺(tái)儀器在進(jìn)行測(cè)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(jì),英國(guó)、法國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家,因?yàn)楹胶:蛻?zhàn)爭(zhēng)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(cè)量法,就是根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)上的觀測(cè)結(jié)果,求出遠(yuǎn)處第三點(diǎn)的位置,但由于沒(méi)有合適的儀器,導(dǎo)致角度測(cè)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(cè)精度,同時(shí)簡(jiǎn)化了測(cè)量和計(jì)算的過(guò)程,也為繪制地圖提供了更精確的數(shù)據(jù)。后來(lái)經(jīng)緯儀被廣泛地使用于各項(xiàng)工程建設(shè)的測(cè)量上。經(jīng)緯儀包括基座、度盤(pán)(水平度盤(pán)和豎直度盤(pán))和照準(zhǔn)部三個(gè)部分。基座用來(lái)支撐整個(gè)儀器。水平度盤(pán)用來(lái)測(cè)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)緯儀是測(cè)量工作中的主要測(cè)角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤(pán)、豎直度盤(pán)、水準(zhǔn)器、基座等組成。測(cè)量時(shí),將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器將儀器中心對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站點(diǎn)上,用水準(zhǔn)器將儀器定平,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo),用水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)測(cè)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(cè)經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外,有可自動(dòng)按編碼穿孔記錄度盤(pán)讀數(shù)的編碼度盤(pán)經(jīng)緯儀;可連續(xù)自動(dòng)瞄準(zhǔn)空中目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨(dú)立測(cè)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(cè)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(cè)量用的攝影經(jīng)緯儀等。
如何自制經(jīng)緯儀
一、赤經(jīng)及赤緯 在茫茫大海中,航行的船只遇到危險(xiǎn),求急救時(shí),第一就是要讓救援的人知道船只的所在處,也就是說(shuō)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(gè)物體的確實(shí)位置,很簡(jiǎn)潔地讓大家都能明了。同樣的,在無(wú)際無(wú)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(lèi)似經(jīng)緯度的度量系統(tǒng),來(lái)標(biāo)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(shí)(Hours)、分(Minutes),我們對(duì)這些也許并不熟悉,但要了解也并不難。
電子經(jīng)緯儀的使用方法及注意事項(xiàng)
經(jīng)緯儀的使用 (1)對(duì)中,整平方法一:對(duì)中 稍松開(kāi)連接螺栓,兩手扶基座,在架頭上平移儀器,從光學(xué)對(duì)中器中觀察,直到測(cè)站點(diǎn)移至光學(xué)對(duì)中器的刻畫(huà)圈內(nèi)為止(對(duì)中誤差小于3mm),再擰緊連接螺栓,若誤差過(guò)大,可重新移動(dòng)三腳架,直到符合要求為止.整平 轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部,使水準(zhǔn)管平行于任意一對(duì)腳螺旋,相對(duì)旋轉(zhuǎn)這對(duì)腳螺旋,使水準(zhǔn)管氣泡居中;將照準(zhǔn)部繞豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度,旋轉(zhuǎn)第三只腳螺旋,仍使氣泡居中,再旋轉(zhuǎn)90度,檢查氣泡誤差,直到小于分劃線的一格為止.腳螺旋整平會(huì)影響到儀器的對(duì)中,因此要檢查對(duì)中的結(jié)果,如果測(cè)站點(diǎn)發(fā)生了偏離,則重復(fù)以上的對(duì)中,整平的步驟.直到對(duì)中,整平誤差都符合要求為止.方法二:對(duì)中 觀察光學(xué)對(duì)中器,同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋,使測(cè)站點(diǎn)移至刻畫(huà)圈內(nèi)(對(duì)中誤差小于3mm),至符合要求為止.整平 轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部,使水準(zhǔn)管平行于三腳架的其中一只腳架1,察水準(zhǔn)管氣泡的位置,通過(guò)腳架1的伸縮,使氣泡盡量居中,轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部,依次使水準(zhǔn)管平行腳架2,腳架3,同樣通過(guò)腳架的伸縮,使水準(zhǔn)管氣泡在相應(yīng)位置上盡可能的居中.然后再通過(guò)腳螺旋整平經(jīng)緯儀,步驟同方法一.直到整平的誤差符合要求為止.整平結(jié)束后,檢查對(duì)中結(jié)果,此方法對(duì)對(duì)中的影響不大,一般可一次完成對(duì)中整平.(2)瞄準(zhǔn)用望遠(yuǎn)鏡上瞄準(zhǔn)器瞄準(zhǔn)目標(biāo),旋緊望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部的制動(dòng)螺旋,轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋,使十字絲清晰;再轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋使目標(biāo)影象清晰;轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部微動(dòng)螺旋,使目標(biāo)被單根豎絲平分,或?qū)⒛繕?biāo)夾在雙根豎絲中央.(3)讀數(shù)打開(kāi)反光鏡,調(diào)節(jié)反光鏡使讀數(shù)窗亮度適當(dāng),旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡的目鏡,看清讀數(shù)窗分劃,根據(jù)使用的儀器用測(cè)微尺或分微尺讀數(shù),并記錄.四,注意事項(xiàng)1,瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)盡可能瞄準(zhǔn)其底部.2,各螺旋的使用,不可用力過(guò)猛,過(guò)大.3,儀器出箱時(shí)要注意儀器在箱內(nèi)的放置情況,以便按原樣放回. 相同之處:都是用來(lái)測(cè)量水平角和豎直角的儀器
不同的是:光學(xué)經(jīng)緯儀采用讀數(shù)光路來(lái)看到刻度度盤(pán)上角度值,電子經(jīng)緯儀采用光敏元件來(lái)讀取數(shù)字編碼度盤(pán)上的角度值,并顯示到屏幕上。