经纬仪

测量水平角和竖直角的仪器。是由英国机械师西森(Sisson)约于1730年首先研制的,后经改进成型,正式用于英国大地测量中。1904年,德国开始生产玻璃度盘经纬仪。随着电子技术的发展,60年代出现了电子经纬仪。在此基础上,70年代制成电子速测仪。

经纬仪的主要部件有望远镜、度盘、水准器、读数设备和基座等(图1)。

图1 经纬仪 图2

原理

经纬仪是根据测角原理设计的。为了测定水平角,必须在通过空间两方向线交点的铅垂线上,水平地放置一个带有角度分划的圆盘──水平度盘(图2)。图上,OAA1竖直面与水平度盘的交线在度盘上得到读数ɑOBB1竖直面与水平度盘的交线在度盘上得到读数bbɑ就是圆心角β,即为水平角A1O1B1的角值β1。为了测定竖直角,又必须竖放一个圆盘──竖直度盘。由于竖直角的一个方向是特定的方向(水平方向或天顶方向),所以只需在竖直度盘上读取视线指向欲测目标时的读数,即可获得竖直角值。

类别

经纬仪的种类很多,按精度可分为普通经纬仪和精密经纬仪,有一定的系列标准。中国生产的精密光学经纬仪,一测回水平方向中误差不大于±0.7″,其望远镜放大倍数为56倍、45倍、30倍,水平度盘直径158毫米,最小读数值0.2″,竖直度盘直径88毫米,最小读数值 0.4″。经纬仪按读数设备分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪;按轴系又可分为复测经纬仪和方向经纬仪。

目前最常用的是光学经纬仪。为使作业方便,提高效率,这类仪器在原有基础上又有所改进。例如采用正像望远镜;快调焦、慢调焦机构;同轴制动、微动机构;度盘读数数字化,用带有分划尺的读数显微镜或带有光学测微器读数显微镜;两个度盘影像呈现不同颜色;粗、精配置度盘机构以及竖盘指标自动归零装置等。

还有某些具有特殊功能的经纬仪,例如,带有光学测距装置的视距经纬仪;利用磁针定磁北方位的罗盘经纬仪;将陀螺仪和经纬仪组合,能测定真北方位的陀螺经纬仪(见矿山测量);利用激光形成可见视准轴,能进行导向、定位和准直测量的激光经纬仪;进行地面摄影的摄影经纬仪;自动跟踪测量的电影经纬仪;自动测角和记录的电子经纬仪;以及将电子经纬仪、电磁波测距装置、微型信息处理机和记录器等综合成单体整机的电子速测仪。电子速测仪不仅可在现场迅速获得斜距、平距、高差(或高程)和坐标增量(或坐标)等数据,并能自动显示、打印和穿孔记录,或在磁带上存贮数据,还可建立数字地形模型,或利用专用接口与计算机连接自动成图。(见彩图)。

光学经纬仪----度盘为光学玻璃,附有光学读数系统,观测者不需要变动观测时的位置即可读出角度数 游标经纬仪----度盘由金属制成,安置有测微设备(游标盘),可提高读数精度 陀螺经纬仪----用于矿山测量、隧道测量和军事测绘

参考文章