经纬仪的发展史

经纬仪的发展史

经纬仪的首次发明与它与海洋密切相关。在十五十六世纪,英国、法国等一些发达国家,因为航海和战争的原因,需要绘制各种地图、海图。最早绘制地图使用的是三角测量法,就是根据两个已知点上的观测结果,求出远处第三点的位置,但由于没有合适的仪器,导致角度测量手段有限,精度不高,由此绘制出的地形图精度也不高。而经纬仪的发明,提高了角度的观测精度,同时简化了测量和计算的过程,也为绘制地图提供了更精确的数据。1自动跟踪经纬仪经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。测量时,将经纬仪安置在三脚架上,用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上,用水准器将仪器定平,用望远镜瞄准测量目标,用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪;按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪;按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。此外,有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪;可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪;利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪;具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪;将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。2使用经纬仪的方法2.1接螺旋、对点器、国工机、脚手架的对点和规范工作用经纬仪进行设备基础测定时,先要把仪器安置在已知的测站点上,用光学对点器(或用挂在仪器上的线锤),把仪器的中心和地面上的测站点对准。再用脚螺旋把仪器调平后,才能测定垂直线和基础的位置,这项工作在工地上称为经纬仪的对点和整平。仪器的安置是用三脚架上的连接螺旋把仪器安装在三脚架上,利用仪器上的圆水准器把三脚架的顶面安置到大致水平的位置。然后用光学对点器(或者用挂在仪器上的线锤)进行对点。如果仪器中心与测站点的位置偏离很大,要重新移动三脚架,使仪器中心或线锤大致对准测站点(移动三脚架仍然要保持大致水平的位置)。再松开三脚架顶部的连接螺旋,在三脚架上移动仪器,使光学对点器的中心(或挂在仪器上的线锤)精确地对准地面上的测站点。当对点器的中心对准测点后,再拧紧连接螺旋。向上扳松水平方向的制动扳手,用眼睛估计使长水准管与仪器的两个脚螺旋方向平行。接着用两只手同时相对地(即两手同时向外或同时向里)转动这两个脚螺旋,使气泡移动到长水准管的中间。然后用眼睛估计把仪器在水平方向转动90°,使长水准管垂直于原来两个脚螺旋的方向。用手转动第三个脚螺旋,使气泡再移动到长水准管的中间。这样反复进行2~3次,就可把仪器放平。2.2目标的瞄准和瞄准为了使望远镜在观测远近目标时都能看得清楚,在望远镜上装有一个对光螺旋。观测时,如果望远镜对准目标后,在望远镜内看到的目标不清楚,可调节对光螺旋,使望远镜中看到的目标显得清楚为止。为了使望远镜能够精确地对准目标,在望远镜中装有十字线。观测时,可用竖直的两根十字线夹准目标。用望远镜瞄准目标的方法如下。1)向上扳松望远镜和水平方向的制动扳手,用望远镜外面的瞄准器对准目标,然后再在望远镜内观测,如果在望远镜中已经能够看到目标,就把望远镜和水平方向的两个制动扳手向下扳紧。2)分别调节目镜和望远镜的对光螺旋,使望远镜中看到的十字线和目标都显得清晰为止。3)分别转动望远镜和水平方向的微动螺旋,使十字线准确地对准(或夹准)目标。用望远镜中的十字线对准目标后,还要注意用头左右稍微地移动一下,把眼睛放在左右不同的位置,在望远镜中观测目标,如果看到对准的目标有离开十字线(即目标离开竖直的一根十字线)的情况,就说明望远镜的对光螺旋(或者目镜)还没有调节到最好的位置,这时可重新转动对光螺旋,直到用眼睛放在左右不同的位置观测时,目标始终不离开十字线为止。3仪器性能的检查经纬仪是一种精密之大地测绘仪器,由于使用于外界条件比较复杂之环境中,仪器结构上之几何关系必然受到不同程度之影响,因此,在作业前,使仪器处于良好之工作状态是完全必要之,有关之测量规范中,对经纬仪之校正顶目和要求,以及校正之周期,均有明确之规定,检修后之仪器必须按照相应等级之规范进行校正。一般普通经纬仪之校正项目为:1)照准部水准器轴垂直于竖轴之校正;2)望远镜十字丝竖丝垂直于水平轴之校正;3)视准轴垂直于水平轴之校正;4)水平轴垂直于竖轴之校正;5)竖盘指标之校正;6)光学对点器之校正。在进行上述校正之前还必须对仪器之各部分主要性能进行仔细之检验和调整,使之满足仪器相应等级标准之要求,如望远镜鉴别率、调焦、运行正确性、目镜屈光度零位、光学读数系统视差、测微器或带尺行差之检验与调整。检查方法:首先应区别光学对点器是装在仪器之照准部上还是装在仪器之基座上。光学对点器装在照准部上之仪器,检查时,先将仪器安装在三脚架上,仔细整平照准部水准器,并在仪器下方之地面上固定一张白纸,调整好光学对点器之分划视差和地上纸张之清晰度,并在纸张上作一十字标记,使其与对点器之视准轴重合,然后将照准部绕竖轴旋转180°,此时对点器之视准轴也同时旋转若视准轴与地面白纸上之十字标记仍然相重合,则说明光学对点器之视准轴与仪器竖轴是共轴之。假如竖轴旋转后对点器之视准轴偏离出地面上之十字标记,则说明光学对点器之视准轴需要进行校正。光学对点器装在基座上之仪器,检查时,可以将仪器平卧,让支架、竖盘罩壳及望远镜支撑着,使竖轴大致成水平状态,而带光学对点器之基座可以绕竖轴旋转。在距仪器基座1.5米左右之墙面上贴一纸张,观察光学对点器使其视准轴投于纸张上,并作一标记,旋转基座位180°,于另一面位置再行观察对点器之视准轴是否偏离所作之标记。校正方法:进行对点棱镜之调节时,只需校正偏差值之一半,另一半则可以将地面设置之目标进行移动来对准,反复校正调节,直至对点目标在对点分划板圆圈内为止,此时螺钉2应是固紧之。校正完成后,将保护圆盖盖上,旋上两只螺钉固定。光学对点器