【經緯儀讀(du)數】經緯儀讀(du)數方法 經緯儀如何讀數(shu)

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在學習儀器結構之前，先明確兩個最常用到的概念：水平角和垂直角。經緯儀作為測量工具，所有結(jie)(jie)構都是(shi)圍繞測角這(zhe)個功能來設(she)計(ji)的(de)，其基本結(jie)(jie)構及各部件之間的(de)相互關(guan)系同樣服從于這(zhe)個功能。

一、垂直角和垂直角

1、水平角

定義：兩視準線在水平面上(shang)的(de)投影(ying)線（即水平視線）構成(cheng)的(de)角度(du)。

范圍：0～360o 順時針量取

2、垂直角

定義：就是視線與其相應的水平視線的夾(jia)角。

范圍：－90～＋900 上正下(xia)負

補充：垂(chui)直角(jiao)與天頂距之間的關系為：α＝900－Z

二、基本結構及其相互關系

通(tong)過對水(shui)平(ping)(ping)角(jiao)、垂(chui)直(zhi)角(jiao)兩個(ge)概(gai)念的學習可以知道，要獲得水(shui)平(ping)(ping)角(jiao)垂(chui)直(zhi)角(jiao)必(bi)(bi)須正(zheng)確確定水(shui)平(ping)(ping)面(mian)、鉛垂(chui)線和垂(chui)直(zhi)照準(zhun)面(mian)，因此儀器的結構(gou)必(bi)(bi)須構(gou)成上述(shu)基準(zhun)面(mian)和線，并保持這些線面(mian)之間的正(zheng)確關(guan)系。

1、基本結構

i.望遠鏡： 構成視準軸，放大影像(xiang)，精確照(zhao)準

ii.垂直(zhi)軸(zhou)： 視準部左右旋轉的(de)軸(zhou)，照(zhao)準不(bu)同方位的(de)目標(biao)

iii.水平(ping)軸(zhou)： 望遠鏡(jing)俯仰旋轉的軸(zhou)，照(zhao)準不同高(gao)度的目(mu)標

iv.垂(chui)直度(du)盤：量(liang)度(du)垂(chui)直角

v.水平(ping)度盤：量度水平(ping)角

vi.讀數棱鏡與測(ce)微器(qi)：讀定度盤讀數

vii.照準部水準器：測站(zhan)水平面和鉛垂線的指示器，引導垂直軸

viii.垂直度盤(pan)指(zhi)標水準器：垂直度盤(pan)讀(du)數指(zhi)標的指(zhi)示(shi)器，引導讀(du)數指(zhi)標

ix.基座：垂(chui)直(zhi)軸套、調平(ping)儀器的腳螺旋、基座

2、主要部件的相互關系

? 垂直軸與照準(zhun)部水準(zhun)器軸垂直

? 垂直軸與水平度盤正交，且通過(guo)其中心

? 水平(ping)軸應與垂直(zhi)軸正交，視(shi)準軸應與水平(ping)軸垂直(zhi)

? 水平軸與垂(chui)直度盤正交，且通過其中心(xin)

? 當(dang)指標水準器氣泡居中時，垂直(zhi)度盤的讀數(shu)指標必須水平或(huo)垂直(zhi)

補充：對(dui)以上五個關系(xi)簡而(er)述之，就(jiu)是(shi)：三軸關系(xi)要正確，兩盤與相(xiang)對(dui)的軸要垂直

3、幾種常見的光學經緯儀

光學(xue)經緯儀(yi)的(de)種類很多，結構和相(xiang)互關系基(ji)本上是(shi)相(xiang)同的(de)。我(wo)國對這些儀(yi)器按(an)精度給(gei)予分類，即 J07、J1、J2 、J6。“J”是(shi)“經緯儀(yi)”拼音的(de)首字(zi)母，下標表示(shi)測角精度（即測角中(zhong)誤差），教材中(zhong)用的(de)較普(pu)遍的(de)威特T3是(shi)J1型(xing)，蔡司010是(shi)J2型(xing)，威特T4是(shi)J07型(xing)經緯儀(yi)。

4、重合讀數法

轉動(dong)測微輪，度盤(pan)對徑分劃像作(zuo)相對的(de)(de)等(deng)量移動(dong)，從而采用(yong)正(zheng)倒分劃像重(zhong)(zhong)合進行讀(du)(du)數(shu)(shu)的(de)(de)方法(fa)(fa)，稱為重(zhong)(zhong)合讀(du)(du)數(shu)(shu)法(fa)(fa)。下面我(wo)們(men)以T3儀器的(de)(de)讀(du)(du)數(shu)(shu)方法(fa)(fa)為例(li)，具體介紹這種典(dian)型的(de)(de)讀(du)(du)數(shu)(shu)方法(fa)(fa)。我(wo)們(men)實(shi)習采用(yong)的(de)(de)是T2型儀器，但因為T3較為典(dian)型，T2 與之(zhi)相比更為簡(jian)單，為以后(hou)工作(zuo)環境可能用(yong)到T3考慮，我(wo)們(men)學習T3，其它類型的(de)(de)儀器與之(zhi)大同(tong)(tong)小異，相信掌握了T3讀(du)(du)數(shu)(shu)方法(fa)(fa)后(hou)，很快就能適應。當然在講解過程中會講解T3與T2讀(du)(du)數(shu)(shu)的(de)(de)不同(tong)(tong)之(zhi)處。

1）測微盤的格值

T3儀器(qi)度(du)盤(pan)的最小分(fen)(fen)格(ge)(ge)值是(shi)（一度(du)分(fen)(fen)成15個(ge)細(xi)格(ge)(ge)）。當轉動(dong)測微(wei)螺旋使度(du)盤(pan)正(zheng)倒分(fen)(fen)劃線(xian)相對移動(dong)一分(fen)(fen)格(ge)(ge)（4’）時(shi)，對度(du)盤(pan)指(zhi)標而言(yan)，實際(ji)上(shang)正(zheng)倒分(fen)(fen)劃像(xiang)各自只移動(dong)了半格(ge)(ge)，相當于2’。（舉(ju)例：兩人(ren)相對而行）。 這(zhe)(zhe)時(shi)，測微(wei)器(qi)的測微(wei)盤(pan)把(ba)兩分(fen)(fen)劃線(xian)相對移動(dong)一分(fen)(fen)格(ge)(ge)的轉動(dong)量(liang)設(she)計成轉動(dong)了60個(ge)大(da)格(ge)(ge)（即可說成轉動(dong)了一周），這(zhe)(zhe)60個(ge)大(da)格(ge)(ge)再(zai)細(xi)分(fen)(fen)，每個(ge)大(da)格(ge)(ge)細(xi)分(fen)(fen)成10個(ge)小格(ge)(ge)。

與(yu)T3儀器(qi)比較：T2儀器(qi)測(ce)微器(qi)的(de)(de)測(ce)微盤(pan)把兩(liang)分(fen)劃線相對移動(dong)兩(liang)分(fen)格(ge)的(de)(de)轉動(dong)量設計成(cheng)(cheng)轉動(dong)了(le)60個(ge)大格(ge)，這60個(ge)大格(ge)再細(xi)分(fen)，每個(ge)大格(ge)細(xi)分(fen)成(cheng)(cheng)10個(ge)小格(ge)。）

所以說：

測微盤的一大格的格值： 2” （T2儀器：1”）

測微盤的(de)一小格的(de)格值： 0.2” （T2儀器：0.1”）

簡而言之(zhi)，因為(wei)測微(wei)(wei)器的(de)測微(wei)(wei)盤把兩分劃(hua)(hua)線相對移動一(yi)分格的(de)轉動量設計成轉動了60個大格，而實際上正(zheng)倒分劃(hua)(hua)像各自只移動了半格，這就(jiu)使(shi)得格值等于角秒的(de)兩倍，所以要在測微(wei)(wei)盤直接讀數(shu)上乘以 2 才是以角秒為(wei)單(dan)位(wei)的(de)讀數(shu)。即：

2）實例講解

測微盤讀數為0，度(du)盤分劃像垂(chui)直與平行玻璃板(ban)。

a: 5度4分分劃(hua)與指(zhi)標的(de)(de)距離； b: 185度4分分劃(hua)與指(zhi)標的(de)(de)距離；一般的(de)(de)，a=b。如果讀出a，便得到(dao)了所測角度。怎樣才能得到(dao)a呢？

轉動(dong)測微螺旋(xuan)使5度(du)(du)4分分劃、185度(du)(du)4分分劃與(yu)指標(biao)重(zhong)(zhong)合(he)(he)，則a、b的值(zhi)即可(ke)由測微盤讀(du)出，如(ru)圖（b）所示。5度(du)(du)4分分劃與(yu)指標(biao)重(zhong)(zhong)合(he)(he)得(de)到a值(zhi)，185度(du)(du)4分分劃與(yu)指標(biao)重(zhong)(zhong)合(he)(he)得(de)到b值(zhi)。取中數：。

前面講過，當5度4分(fen)分(fen)劃(hua)與(yu)185度4分(fen)分(fen)劃(hua)重合時，此兩(liang)分(fen)劃(hua)必(bi)各(ge)自移動 ，這時測微盤上的讀數直接就是(shi)M，可見這種讀數方法(fa)有自動取中(zhong)數的本領，又稱“平均效(xiao)應”。

3）特例說明

（1）指標線

如(ru)果指(zhi)標線(xian)的位置(zhi)正(zheng)確，則a=b，如(ru)圖所示，當(dang)No 和(he)（N＋180）o分(fen)劃(hua)線(xian)重合(he)時，也與(yu)指(zhi)標線(xian)重合(he)。所以(yi)講，對(dui)于(yu)取中(zhong)數M來講，完全可以(yi)不設置(zhi)度盤分(fen)劃(hua)線(xian)，事實上有的儀器（如(ru)蔡司010）的度盤讀數視(shi)窗內就(jiu)沒有指(zhi)標線(xian)。

（2）T2儀器讀數

測微盤的格(ge)值(zhi)設置與T3儀器(qi)不同，一(yi)大(da)格(ge)的格(ge)值(zhi)為(wei)(wei)1”， 一(yi)小(xiao)格(ge)為(wei)(wei)0.1”，所(suo)以T2儀器(qi)讀出格(ge)值(zhi)后(hou)無需(xu)乘以2，格(ge)值(zhi)本身便可認(ren)為(wei)(wei)是以角秒為(wei)(wei)單(dan)位的讀數(shu)。

即便(bian)是T3儀器，其讀數(shu)也無需兩(liang)(liang)次讀數(shu)分別乘以(yi)2，得(de)到兩(liang)(liang)次測量值再取中(zhong)數(shu)得(de)到最后結果，僅需將兩(liang)(liang)次讀出的格值數(shu)相加，便(bian)得(de)到最后結果。

（3）指標(biao)線不在中央，或沒有指標(biao)線時，分的讀取

我們知道(dao)，正像(xiang)（也就是(shi)(shi)被讀(du)定的度分(fen)劃）與其相差180o的分(fen)劃線(xian)（倒(dao)像(xiang)）到指(zhi)標的距離應是(shi)(shi)相等的。因此我們可以在正倒(dao)像(xiang)重(zhong)合后(hou)，直(zhi)接讀(du)出兩分(fen)劃線(xian)之間的格數(shu)，然后(hou)乘以格值的一半（2’），便(bian)是(shi)(shi)正確地分(fen)讀(du)數(shu)。

（4）No 和(he)（N＋180）o分(fen)劃線在度盤視(shi)窗內出現時，分(fen)的(de)讀(du)取。

現在無法直接(jie)讀出No 和（N＋180）o之間的分(fen)數n ，此時的n值應(ying)等(deng)于兩度相(xiang)應(ying)的分(fen)格(ge)數（T3儀(yi)器為(wei)30格(ge)）減去(qu)（N＋1）o 和（N＋1＋180）o之間的分(fen)格(ge)數。圖3－28 的分(fen)值即為(wei)： 30－6＝24 ， 24×2＝48’

4）讀數程序歸納

① 轉動測微螺旋(xuan)，使靠近指標(biao)線（視(shi)場中央(yang)）的正倒(dao)分劃像精密重(zhong)合；

② 讀出靠近(jin)指標線（視場中央）左側正像分劃的度數No；

③ 讀出No 和（N＋180）o之間的分格數n，乘(cheng)以其分格值(zhi)之半：G/2，得到“分”讀數： n×G/2；

④ 讀(du)出測微盤的秒數 C”。

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