《大地测量学基础》课堂实验指导书.doc

《大地测量学基础》课堂实验指导书 基本说明 1.课堂实验与理论课相互结合，同步进行； 2.本课程实验项目在2学时内完成； 3.为了使同学们在参加实验时有的放失，了解实验的目的和要求，以及实验的操作过程和方法，特编写此说明书。 实验一 精密光学经纬仪认识实验 一、目的与要求： 掌握J2型精密经纬仪构造及使用方法； 掌握用J2型精密经纬仪的读数方法； 二、计划与设备： 实验时数2学时，实验组由2～3人组成。 实验设备：J2精密经纬仪，每组一台。 三、实验内容： 在认识与掌握J2型精密经纬仪各部件的名称和构造特点基础上，操作实习其使用方法；对J2型精密经纬仪的测微器构造进行分析与了解，掌握仪器的读数方法。 四、实验方法与步骤： 1．由教师用实物讲解J2型精密经纬仪的品牌类型、构造特点、使用方法、维护及保养知识。 2.在教师指导下，认识J2型精密经纬仪的构造特点 用于大地测量的J2型精密测角仪器其基本构造原理和《数字测图原理与方法》课第二章中所介绍的J6级普通经纬仪相同。由于大地测量方向观测值精度要求高，目标又远，因此仪器各个部件都特别精密，与普通经纬仪相比，在构造上有如下一些特点： ’ 望远镜：望远镜是经纬仪的照准设备。为了提高望远镜的瞄准精度，望远镜必须具有较大的放大倍率。J2型精密经纬仪为35—40倍。 此外，精密测角仪器的望远镜一般采用内对光式。为了消除像差，望远镜还采用复合式物镜。 水平度盘和读数设备：度盘是量测角度的标准器，它的精确程度直接影响测角的精度。度盘的精度与度盘的格值有关，格值越小，精度越高。但小的格值必然会使分划线数目增加，从而加大度盘的直径，增加仪器的体积和重量，这显然是不现实的。J2型精密经纬仪采用适当增加度盘直径，使格值较小，并采用测微器来量取不足一格值的角值； J2型精密经纬仪度盘直径一般为75—160mm，格值为20′（J2）。 采用精密的光学测微器读数设备，使读数精度大大地提高，可直读1″～20″。 目前国外有些仪器的水平度盘按新度分划，圆周分为400g(新度)，最小格值为l0C(新分)，侧微器的最小格值为1cc(新秒)。它的特点是十进制系统。 水准器：水准器是安置仪器成水平或垂直状态的标准器。为了正确地整平仪器，以消除仪器纵轴不垂直和横轴不水平引起的观测误差，或者测出它们的偏差，对观测水平角和垂直角加以改正，所以在J2精密经纬仪上均装有较精密的水准器。其格值一般为5″～10″,有的达2″。 仪器的纵轴构造：J2精密经纬仪采用标准式柱形(J2)轴或半运动式柱形(T3)轴。其特征是轴心长，虽承受着较重的照准部，也能保证旋转稳定，而且照准部与水平度盘完全隔离，旋转照准部时不会引起度盘带动。 蔡司010和我国J2型经纬仪都采用标准式柱形轴，为了减少轴与轴套间的接触面积从而减少摩擦力，在轴套中间切削一段。这种轴系能承担较重的照准部，转动平稳，但加工的工艺要求高，轴与轴套之间的间隙不能调整，转动摩擦也较大。 威特（WILD)T3和T2均采用半运动式柱形轴，照准部旋转转轴为钢制空心筒,基座轴顶安装有滚珠以减少磨擦,这种轴系优点是磨擦力小,缺点是没有调节的余地。 对照仪器逐件认识J2型光学经纬仪的外部结构并掌握其特点：属于这个类型的仪器较多，主要有苏州第一光学仪器厂生产的J2经纬仪，东德蔡司厂抽010经纬仪，瑞土威特厂的T2经纬仪等。这些仪器在基本结构和读数方法上是相似的。威特T2的外部结构和内部光路与T3完全类似。蔡司010的外部结构和内部光路与苏光J2基本相似。 蔡司010、苏光J2经纬仪外部结构的主要部件有：望远镜制动螺旋；测微器手轮；望远镜垂直微动螺旋；望远镜水平微动螺旋；脚螺旋；度盘换象钮；照准部制动螺旋；准心；望远镜目镜；读数显微镜目镜；安平水准器；圆水准器；光学对点器目镜；指标水准器观察棱镜；水平度盘位置变换钮。 蔡司010经纬仪水平度盘直径84mm，格值20′。竖直度盘直径为6cm，格值20′。 仪器望远镜物镜直径为53mm，望远镜长度为135mm，最短视距2m。望远镜的放大倍率为3l倍。 照准部水准器格值为20″/2mm，垂直度盘水准器格值也为20″/2mm。 仪器本身重量为5．3kg。 内部光路 蔡司010经纬仪的内部光路：与威特T2经纬仪的反射式光路不同，蔡司010经纬仪的读数光路为透射式光路。 3．操作仪器掌握仪器各部件使用方法和读数方法 以T2为例，2″级光学经纬仪的度盘格值为20′，读数使用测微器进行，由于测微器采用两块平行玻璃板系统将度盘读数区成象于读数窗内，当转动测微轮时，度盘上、下两排分划线作相对等量移动，因此上、下分划线最大的移动量为10′，所以在秒盘上只刻出10′的距离即可。为读数方便，又把10′的