经纬仪使用方法及用途

 

　    对于经纬仪，相信大家知道一点点，但是详细是怎么做，做什么的，有什么计较大家都比较陌生吧，下面小编就给大家整理一下经纬仪的各种介绍及用法，大家来看看，希望对经纬仪可以产生兴趣。　

       经纬仪的介绍

　　经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器，分为光学经纬仪和电子经纬仪两种，目前最常用的是电子经纬仪。

　　经纬仪是望远镜的机械部分，使望远镜能指向不同方向。经纬仪具有两条互相垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度。经纬仪是一种测角仪器，它配备望远镜、水平度盘和读数的指标、竖直度盘和读数的指标。

　　仪器历史

　　经纬仪最初的发明与航海有着密切的关系。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。后来经纬仪被广泛地使用于各项工程建设的测量上。

　　经纬仪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。

　　仪器构造

　　经纬仪的结构（主要常用部件）：

经纬仪

　　1. 望远镜制动螺旋 2. 望远镜 3. 望远镜微动螺旋 4.水平制动 5. 水平微动螺旋 6. 脚螺旋7.光学瞄准器8.物镜调焦 9.目镜调焦 10. 度盘读数显微镜调焦 11. 竖盘指标管水准器微动螺旋 12. 光学对中器 13.基座圆水准器 14.仪器基座 15. 竖直度盘 16.垂直度盘照明镜 17. 照准部管水准器18. 水平度盘位置变换手轮

　　望远镜与竖盘固连，安装在仪器的支架上，这一部分称为仪器的照准部，属于仪器的上部。望远镜连同竖盘可绕横轴在垂直面内转动，望远镜的视准轴应与横轴正交，横轴应通过水盘的刻画中心。照准部的数轴（照准部旋转轴）插入仪器基座的轴套内，照准部可以作水平转动。

　　仪器分类

　　经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同，分为电子经纬仪和光学经纬仪。目前我国主要使用光学经纬仪和电子经纬仪，游标经纬仪早已淘汰。

　　光学经纬的水平度盘和竖直度盘用玻璃制成，在度盘平面的周围边缘刻有等间隔的分划线，两相邻分划线间距所对的圆心角称为度盘的格值，又称度盘的最小分格值。一般以格值的大小确定精度，分为：

　　DJ6 度盘格值为1°DJ2度盘格值为20′DJ1（T3）度盘格值为4′

　　按精度从高精度到低精度分：DJ0.7,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等（D,J分别为大地和经纬仪的首字母）

　　经纬仪是测量任务中用于测量角度的精密测量仪器，可以用于测量角度、工程放样以及粗略的距离测取。整套仪器由仪器、脚架部两部分组成。

　　此类架台结构简单，成本较低，主要配合地面望远镜（大地测量、观鸟等用途）使用，若用来观察天体，由于天体的日周运动方向通常不与地平线垂直或平行，因此需要同时转动两轴并随时间变换转速才能追踪天体，不过视场中其它天体会相对于目标天体旋转，除非加上抵消视场旋转的机构，否则不适合用于长时间曝光的天文摄影。　　

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　　经纬仪对中

　　对中就是将经纬仪水平度盘的中心安置在测站点的铅垂线上。方法步骤如下：

　　1．测站点上安置经纬仪，目估大致对中；(记）

　　2．旋转光学对点器的目镜，使分划板清晰；

　　3．拉出或推进对中器的物镜管，使测站点的标志成像清晰；

　　4．双手各提脚架一条腿前后、左右摆动眼观对中器寻找目标，使测站点标志的影像精确位于分划板小圆圈的中心。

　　经纬仪的整平

　　整平的目的是使仪器的竖轴处于竖直位置，水平度盘处于水平位置，其操作步骤如下：

　　1）使基面处于水平状态，（记）

　　来回调节三角架的三条腿的长短，使基面圆水准器的气泡落在小圆圈内。（粗平）

　　注意：调节三脚架架腿时，要使用双手操作，避免因操作用力不当，大幅度地晃动仪器会出现损坏仪器的现象。同时，要注意三脚架的三个腿要踩实。

　　2）在圆水准器气泡居中的前提下，转动仪器，使照准部水准管平行于任意两个脚螺旋的连接线方向。

　　3）两手同时向内或向外旋转这两个脚螺旋，使水准管的气泡居中（注意：气泡移动的方向和转动脚螺旋时左手大拇指运动方向相同）。

　　4）气泡居中后，将仪器照准部旋转90°，再 用第三个脚螺旋使气泡居中。

　　5）按上述步骤反复进行，直至长水准管在任 何位置气泡偏离中央不超过半格为止。

　　6）架头上移动仪器，精确对中 。

　　7）反复(2)--（4）步骤，既满足精确对中， 又满足气泡居中。

　　经纬仪瞄准目标

　　1．目镜调焦对光：

　　松开经纬仪望远镜、水平制动和竖直制动螺旋，使望远镜朝向天空或较远处，转动目镜调焦螺旋，直至望远镜内十字丝清晰。

　　注意：若同一个人观测，在观测过程中，不需要对目镜再进行对光调整。否则，就需要对仪器进行检校。

　　2．照准标志：

　　测量角度时，仪器安置点称为测站点，远方目标点称为照准点，在照准点上必须设立照准标志便于瞄准。测角度时用的照准标志有花杆、视距尺、塔尺或测钎、垂球线等。

　　3．粗瞄准目标：

　　使用望远镜上的缺口和准星（或瞄准器）照准目标，使观测目标在望远镜的视场内，即旋紧望远镜和各制动螺旋。

　　4．物镜调焦对光：

　　转动望远镜对光螺旋，使观测的目标影像清晰，同时注意消除视差（视差的消除方法与水准仪消除视差的方法相同）。

　　5．精确照准：

　　当目标成像较细时，可使用十字丝纵丝的单丝照准目标。转动照准部微动螺旋，使被观测的目标，准确地与十字丝纵丝重合。若目标是标杆或成像有一定的宽度时，可使用十字丝纵丝的双丝照准目标，即使目标成像准确地夹在双丝的中间。这种情况要求照准目标必须垂直，用双丝检查照准目标时，其左右是否对称。

　　注意：旋转照准部微动螺旋精确照准目标时，应尽可能地使微动螺旋的旋转方向一致，若旋转过而没有照准目标时，不要使用回转的方法照准目标，应松动制动螺旋，重新照准，以避免因微动螺旋有间隙差造成测量误差。

经纬仪

　　经纬仪测绘法

　　碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。地形图的质量在很大程度上取决于立尺员能否正确合理地选择地形点。地形点应选在地物或地貌的特征点上。地物特征点就是地物轮廓的转折、交叉和弯曲等变化处的点及独立地物的中心点。地貌特征点就是控制地形的山脊线、山谷线和倾斜变化线等地形线上的最高、最低点，坡度和方向变化处，以及山头和鞍部等处的点。地形点的密度主要根据地形的复杂程度确定，也决定于测图比例尺和测图的目的。测绘不同比例尺的地形图，对碎部点间距有不同的限定，对碎部点距测站的最远距离也有不同的限定。表8-l、表8-2给出了地形测绘采用视距测量方法测量距离时的地形点最大间距和最大视距的允许值。

　　地形点最大间距和最大视距(一般地区)表8-1　

测图比例尺	地形点最大间距	最大视距
		主要地物特征点	次要地物特征点和地形点
1：500 1：1000 1：2000 1：5000	15 30 50 100	60 100 130 300	100 150 250 350

　　地形点最大间距和最大视距(城镇建筑区)表8-2

测图比例尺	地形点最大间距	最大视距
		主要地物特征点	次要地物特征点和地形点
1：500 1：1000 1：2000	15 30 50	50 80 120	70 120 200

　　8.4.2平板仪的构造

　　平板仪是一种野外直接测绘地形图的仪器。平板仪由平板、照准仪和若干附件组成。平板仪又分为大平板仪、小平板仪、光电测距平板等。

　　(1)大平板仪

　　大平板仪的平板由图板、基座和三脚架组成。图板一般为1500px×1500px×75px的木质平板。基座用连接螺旋安装在三脚架上。放松连接螺旋，平板和基座可在三脚架头上作小范围移动。基座上有脚螺旋，用于整平图板，还有制动螺旋和微动螺旋，可以控制图板在水平方向的转动。

　　照准仪主要由望远镜、竖盘和直尺组成。望远镜和竖盘用来照准和视距测量，照准碎部点上竖立的标尺，测定距离和高差。直尺和望远镜的视准轴在同一竖直面内(或相距很近的平行竖直面)。望远镜照准目标后，直尺在平板上的方向即代表照准方向。望远镜上有垂直方向的制动螺旋、微动螺旋、物镜和目镜的调焦螺旋，以及竖盘水准管微倾螺旋。望远镜的支架上还有横向水准管及微倾螺旋，用以置平望远镜的横轴。

　　平板仪的附件有：对点器，使地面控制点与图板上的同名点安置在同一铅垂线上；定向罗盘，用于平板仪的近似定向；圆水准器，用于整平图板。

　　(2)小平板仪

　　小平板仪是大平板仪的简化，主要部件有图板、照准器、三脚架和对点器，如图8-11所示。部件的作用与大平板仪相同，但是结构简单得多。小平板仪比大平板仪轻便。

　　(3)光电测距平板

　　平板仪的照准仪可由光电测距照准仪代替，这样可以提高测量精度和工作效率。光电测距照准仪由支架、光电测距仪、传感器、平行直尺组成。支架用于支撑光电测距仪，其上还有圆水准器、与传感器相连的电缆接口、按键。光电测距仪是超小型的，用于测量距离和高差。传感器安装在测距仪左边，用于自动测量竖直角。平行直尺在支架右边，可以与测距仪光轴作平行滑动。

　　1-望远镜物镜及红外光发射接收镜；2-垂直角传感器；3-折角目镜；4-读数显示窗；

　　5-竖直制动螺旋；6-圆水准；7-竖直微动螺旋；8-直尺

　　图8-12光电测距照准仪

　　8.4.3平板仪的安置

　　在一个测站上，平板仪的安置包括概略整平、对中、精确整平和定向四项工作。

　　(1)概略整平

　　概略整平是利用圆水准器将图板整平。

　　(2)对中

　　对中就是使图板上的控制点和地面上的同名点位于同一铅垂线上，如图8-13(a)所示。其方法是先将对点器的尖端对准图板上的控制点，然后移动三脚架使垂球尖对准地面上的同名点。对中的允许误差与比例尺大小有关，一般规定为0.5M(cm)，M为比例尺分母，其数值列于表8-3。

　　平板仪对中的允许误差表8-3

比例尺	1：500	1：1000	1：2000	1：5000
对中的允许误差(cm)	2.5	5	10	25

　　(3)精确整平

　　对中以后，利用照准仪的水准管精确整平图板，整平方法和经纬仪整平相同。对于小平板仪，则放松制动旋，调至图板水平，然后旋紧制动螺旋。

　　(4)定向

　　经对中、整平后，进行图板定向。如图8-13（b）所示，将照准仪的直尺边紧靠在图上已知直线ab上，转动图板，使照准仪照准地面目标B，然后旋紧水平制动螺旋，固定图板，使图上控制点之间的方向与地面控制点之间的方向完全一致，这样就完成了图板的定向工作。图板定向正确与否对测图精度影响很大，必须细心操作。为了防止定向发生错误，必须用另一控制点方向进行检查，如图8-13(b)中以AB方向定向、以AE方向检查。

　　定向需要转动图板，可能影响对中。因此在实际工作中，对中之前应先目估使平板概略定向。移动三角架进行对中时，尽量保持平板概略定向。这样，在定向时只需要将平板转动一个很小的角度，从而减小对点误差，不致使其超过允许的范围。

　　8.4.4经纬仪配合平板仪测图法

　　经纬仪配合平板仪测图法是将平板仪安置在测站上，确定测站至碎部点的方向，而经纬仪安置在测站旁边，以测定经纬仪至碎部点的距离和碎部点的高差。最后用方向与距离交会的方法定出碎部点在图上的位置，并注记高程。

　　将经纬仪安置在距测站A点1～2m的A′点，量得AA′的距离和经纬仪的高度。在A点上立尺，经纬仪视线水平时照准标尺并读取中丝读数s，求得A′点的高程，然后将平板仪安置在A点上，以图纸上已知直线ab照准B点进行定向。再用照准器照准经纬仪的垂球线，在图纸上画出方向线，并按测图比例尺缩绘出点。测图时，观测员将照准仪直尺边切于图上点，照准碎部点C的尺子，在图纸上确定出方向线。此时经纬仪也照准C点，用视距法测出水平距离和高程。在图纸上以为圆心，以经比例尺化算后的距离为半径，与dc方向交出c点，点旁注记高程。

　　§8.5地形图的绘制

　　8.5.1地物描绘

　　在测绘地形图时，对地物测绘的质量主要取决于是否正确合理地选择地物特征点，如房角、道路边线的转折点、河岸线的转折点、电杆的中心点等。主要的特征点应独立测定，一些次要的特征点可采用量距、交会、推平行线等几何作图方法绘出。

　　一般规定，主要建筑物轮廓线的凹凸长度在图上大于0.4mm时，都要表示出来。如在1：500比例尺的地形图上，主要地物轮廓凹凸大于0.2m时应在图上表示出来。对于大比例尺测图，应按如下原则进行取点。

　　①有些房屋凹凸转折较多时，可只测定其主要转折角(大于2个)，取得有关长度，然后按其几何关系用推平行线法画出其轮廓线。

　　②对于圆形建筑物可测定其中心并量其半径绘图；或在其外廓测定三点，然后用作图法定出圆心，绘出外廓。

　　③公路在图上应按实测两侧边线绘出：大路或小路可只测其一侧的边线，另一侧按量得的路宽绘出。

　　④道路转折点处的圆曲线边线应至少测定三点(起、终和中点)绘出。

　　⑤围墙应实测其特征点，按半比例符号绘出其外围的实际位置。

　　对于已测定的地物点应连接起来的要随测随连，以便将图上测得的地物与地面上的实体对照。这样，测图时如有错误或遗漏，就可以及时发现，给予修正或补测。

　　地物特征点的测绘方法前面已有叙述。在测图过程中，根据地物情况和仪器状况选择不同的测绘方法，如极坐标法、方向交会法、距离交会法或直角坐标法。

　　8.5.2地貌勾绘

　　在测出地貌特征点后，即开始勾绘等高线。勾绘等高线时，首先用铅笔轻轻描绘出山脊线、山谷线等地性线，由于等高距都是整米数或半米数，因此基本等高线通过的地面高程也都是整米数或半米数。由于所测地形点大多数不会正好就在等高线上，因此必须在相邻地形点间，先用内插法定出基本等高线的通过点，再将相邻各同高程的点参照实际地貌用光滑曲线进行连接，即勾绘出等高线。不能用等高线表示的地貌，如悬崖、峭壁、土堆、冲沟、雨裂等，应按图示符号表示。对于不同的比例尺和不同的地形，基本等高距也不同。

　　等高线一般应在现场边测图边勾绘，要运用等高线的特性，至少应勾绘出计曲线，以控制等高线的走向，以便与实地地形相对照，可以当场发现错误和遗漏，并能及时纠正。

　　8.5.3地形图的拼接

　　测区面积较大时，整个测区必须划分为若干幅图进行施测。这样，在相邻图幅连接处，由于测量误差和绘图误差的影响，无论是地物轮廓线，还是等高线往往不能完全吻合。

       对于经纬仪，小编就给大家整理汇集了一些关于其的介绍及用法，大家来看看，希望对经纬仪可以产生兴趣。

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