經(jīng)緯儀的發(fā)展史

經(jīng)緯儀的發(fā)展史

經(jīng)緯儀的首次發(fā)明與它與海洋密切相關(guān)。在十五十六世紀(jì),英國、法國等一些發(fā)達(dá)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(yuǎn)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)。1自動跟蹤經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤、豎直度盤、水準(zhǔn)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(zhǔn)地面測站點上,用水準(zhǔn)器將儀器定平,用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)測量目標(biāo),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(biāo)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(zhǔn)空中目標(biāo)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。2使用經(jīng)緯儀的方法2.1接螺旋、對點器、國工機、腳手架的對點和規(guī)范工作用經(jīng)緯儀進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)測定時,先要把儀器安置在已知的測站點上,用光學(xué)對點器(或用掛在儀器上的線錘),把儀器的中心和地面上的測站點對準(zhǔn)。再用腳螺旋把儀器調(diào)平后,才能測定垂直線和基礎(chǔ)的位置,這項工作在工地上稱為經(jīng)緯儀的對點和整平。儀器的安置是用三腳架上的連接螺旋把儀器安裝在三腳架上,利用儀器上的圓水準(zhǔn)器把三腳架的頂面安置到大致水平的位置。然后用光學(xué)對點器(或者用掛在儀器上的線錘)進(jìn)行對點。如果儀器中心與測站點的位置偏離很大,要重新移動三腳架,使儀器中心或線錘大致對準(zhǔn)測站點(移動三腳架仍然要保持大致水平的位置)。再松開三腳架頂部的連接螺旋,在三腳架上移動儀器,使光學(xué)對點器的中心(或掛在儀器上的線錘)精確地對準(zhǔn)地面上的測站點。當(dāng)對點器的中心對準(zhǔn)測點后,再擰緊連接螺旋。向上扳松水平方向的制動扳手,用眼睛估計使長水準(zhǔn)管與儀器的兩個腳螺旋方向平行。接著用兩只手同時相對地(即兩手同時向外或同時向里)轉(zhuǎn)動這兩個腳螺旋,使氣泡移動到長水準(zhǔn)管的中間。然后用眼睛估計把儀器在水平方向轉(zhuǎn)動90°,使長水準(zhǔn)管垂直于原來兩個腳螺旋的方向。用手轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋,使氣泡再移動到長水準(zhǔn)管的中間。這樣反復(fù)進(jìn)行2~3次,就可把儀器放平。2.2目標(biāo)的瞄準(zhǔn)和瞄準(zhǔn)為了使望遠(yuǎn)鏡在觀測遠(yuǎn)近目標(biāo)時都能看得清楚,在望遠(yuǎn)鏡上裝有一個對光螺旋。觀測時,如果望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)目標(biāo)后,在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到的目標(biāo)不清楚,可調(diào)節(jié)對光螺旋,使望遠(yuǎn)鏡中看到的目標(biāo)顯得清楚為止。為了使望遠(yuǎn)鏡能夠精確地對準(zhǔn)目標(biāo),在望遠(yuǎn)鏡中裝有十字線。觀測時,可用豎直的兩根十字線夾準(zhǔn)目標(biāo)。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)的方法如下。1)向上扳松望遠(yuǎn)鏡和水平方向的制動扳手,用望遠(yuǎn)鏡外面的瞄準(zhǔn)器對準(zhǔn)目標(biāo),然后再在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)觀測,如果在望遠(yuǎn)鏡中已經(jīng)能夠看到目標(biāo),就把望遠(yuǎn)鏡和水平方向的兩個制動扳手向下扳緊。2)分別調(diào)節(jié)目鏡和望遠(yuǎn)鏡的對光螺旋,使望遠(yuǎn)鏡中看到的十字線和目標(biāo)都顯得清晰為止。3)分別轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡和水平方向的微動螺旋,使十字線準(zhǔn)確地對準(zhǔn)(或夾準(zhǔn))目標(biāo)。用望遠(yuǎn)鏡中的十字線對準(zhǔn)目標(biāo)后,還要注意用頭左右稍微地移動一下,把眼睛放在左右不同的位置,在望遠(yuǎn)鏡中觀測目標(biāo),如果看到對準(zhǔn)的目標(biāo)有離開十字線(即目標(biāo)離開豎直的一根十字線)的情況,就說明望遠(yuǎn)鏡的對光螺旋(或者目鏡)還沒有調(diào)節(jié)到最好的位置,這時可重新轉(zhuǎn)動對光螺旋,直到用眼睛放在左右不同的位置觀測時,目標(biāo)始終不離開十字線為止。3儀器性能的檢查經(jīng)緯儀是一種精密之大地測繪儀器,由于使用于外界條件比較復(fù)雜之環(huán)境中,儀器結(jié)構(gòu)上之幾何關(guān)系必然受到不同程度之影響,因此,在作業(yè)前,使儀器處于良好之工作狀態(tài)是完全必要之,有關(guān)之測量規(guī)范中,對經(jīng)緯儀之校正頂目和要求,以及校正之周期,均有明確之規(guī)定,檢修后之儀器必須按照相應(yīng)等級之規(guī)范進(jìn)行校正。一般普通經(jīng)緯儀之校正項目為:1)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸垂直于豎軸之校正;2)望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲垂直于水平軸之校正;3)視準(zhǔn)軸垂直于水平軸之校正;4)水平軸垂直于豎軸之校正;5)豎盤指標(biāo)之校正;6)光學(xué)對點器之校正。在進(jìn)行上述校正之前還必須對儀器之各部分主要性能進(jìn)行仔細(xì)之檢驗和調(diào)整,使之滿足儀器相應(yīng)等級標(biāo)準(zhǔn)之要求,如望遠(yuǎn)鏡鑒別率、調(diào)焦、運行正確性、目鏡屈光度零位、光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)視差、測微器或帶尺行差之檢驗與調(diào)整。檢查方法:首先應(yīng)區(qū)別光學(xué)對點器是裝在儀器之照準(zhǔn)部上還是裝在儀器之基座上。光學(xué)對點器裝在照準(zhǔn)部上之儀器,檢查時,先將儀器安裝在三腳架上,仔細(xì)整平照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器,并在儀器下方之地面上固定一張白紙,調(diào)整好光學(xué)對點器之分劃視差和地上紙張之清晰度,并在紙張上作一十字標(biāo)記,使其與對點器之視準(zhǔn)軸重合,然后將照準(zhǔn)部繞豎軸旋轉(zhuǎn)180°,此時對點器之視準(zhǔn)軸也同時旋轉(zhuǎn)若視準(zhǔn)軸與地面白紙上之十字標(biāo)記仍然相重合,則說明光學(xué)對點器之視準(zhǔn)軸與儀器豎軸是共軸之。假如豎軸旋轉(zhuǎn)后對點器之視準(zhǔn)軸偏離出地面上之十字標(biāo)記,則說明光學(xué)對點器之視準(zhǔn)軸需要進(jìn)行校正。光學(xué)對點器裝在基座上之儀器,檢查時,可以將儀器平臥,讓支架、豎盤罩殼及望遠(yuǎn)鏡支撐著,使豎軸大致成水平狀態(tài),而帶光學(xué)對點器之基座可以繞豎軸旋轉(zhuǎn)。在距儀器基座1.5米左右之墻面上貼一紙張,觀察光學(xué)對點器使其視準(zhǔn)軸投于紙張上,并作一標(biāo)記,旋轉(zhuǎn)基座位180°,于另一面位置再行觀察對點器之視準(zhǔn)軸是否偏離所作之標(biāo)記。校正方法:進(jìn)行對點棱鏡之調(diào)節(jié)時,只需校正偏差值之一半,另一半則可以將地面設(shè)置之目標(biāo)進(jìn)行移動來對準(zhǔn),反復(fù)校正調(diào)節(jié),直至對點目標(biāo)在對點分劃板圓圈內(nèi)為止,此時螺釘2應(yīng)是固緊之。校正完成后,將保護(hù)圓蓋蓋上,旋上兩只螺釘固定。光學(xué)對點器