老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于经纬仪原理和经纬仪的认识使用实验原理的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享经纬仪原理以及经纬仪的认识使用实验原理的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
经纬仪怎么发明的又怎样使用
1730年英国机械师西森(Sisson)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。
经纬仪由望远镜、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。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。经纬仪包括基座、度盘(水平度盘和竖直度盘)和照准部三个部分。基座用来支撑整个仪器。水平度盘用来测量水平角。照准部上有望远镜、水准管以及读数装置等等。
经纬仪之使用
将经纬仪支在架子上,像椅子、像机三角架均可,目的只在使视线容易通过D之螺丝圈观察。把经纬仪面向南方放好,首先视臂D不要举起,(即纬度表E指在零),调整B板之倾斜,使视线沿视臂看到地平线,将B板固定在这位置,此时B板即保持水平,现在旋转C、D观察天体,则E即指示出天体之地平纬度(Altitude)。
现在将经纬仪A板举高至x角,x=90°-(测量地之纬度),例如,你在台北测量,纬度大约25°3’,角x就等于64°57’;另一个法子是将视臂指向北极星,D保持在这方向,而移动A板,使纬度表E之读数为90°,此时A板即与B成x角了,当然你稍微想想便知道,可用这种方法来测量你所在地的纬度了,为什么这样子A与B就成x角呢?(注一)
仰望天极(即北极星处)时仰角即为你的纬度,因此当E读数为零时,将板A举起x角后,视臂即指向天球赤道,为什么?(注二)调整x角之目的,在于求得星星对天球赤道面之仰角(即赤纬度),而不须顾虑到因观测地之纬度不同,所引起之星星视位置之变化。此时由西至东旋转视臂,便画出了天球赤道位置。
为了测度赤经,你必经将经度表F刻成赤经单位--时,每隔15°为1时,由零度起反时针方向刻。
现在移动视臂注视南天之一已知星,从星图、天文日历或其它参考星源,决定此星之赤经、赤纬,旋转经度表F,使C之指针指向适当之赤经值。此时纬度表应即自动指在了正确的赤纬值,否则仪器便有了偏差。将F固定住,现在旋转C、D,把视臂指向另一星球,此时从E、F就可读出,此星球之赤纬度、赤经度了。在天球赤道以北之星球赤纬度为正,在天球赤道以南之星赤纬度为负,即E盘上朝开口处之量角器度数为正,另一个为负。
例如:角宿大星(Spica),在四、五、六月夜空均可见,它的赤经度(R.A.)=13h23m37s,赤纬度(D.)=-11°00’19”,将视臂指向角宿大星,此时纬度表E读数应约为-11°,调整经度表F至13h23m37s。现在旋转视臂D,注视轩辕大星(Regulus),此时在E上就可读出约12°06’,F上约10h07m,于是知道轩辕大星之R.A.=10h07m,D.=12°06’。
再举个例,在冬季夜空可见天狼星(Sirius)
R.A.约为6h44m,D.约为-16°40’,将F调整至6h44m后,将视臂举高约在25°赤纬度,再向西旋转到赤经度约为3h45m,此时通过D上之螺丝圈,你就可以看到昴宿(Pleiades)了。
在秋冬夜晚较早时,在飞马座(Pegasus)大正方形附近,可见朦胧亮带,那是仙女座大星云(Andromeda),它是漩涡星云中唯一能被肉眼清晰看见的,你有兴趣求求它的概略位置吗?大约是R.A.=0h40m,D.=41°。
用这样方法求赤经、赤纬的好处,便在于不必顾虑到观测时间不同,引起星球视位置改变的因素,为什么?因为A板经x角修正后,即与天球赤道面重合,E求得的是星星对A板(即天球赤道面)之仰角,自然就是赤纬度了。又天球虽然不断旋转,但各星星差不多全是极远处之恒星,它们之间的相对位置均不变,我们已知一星之赤经度,以此为准,自然便可由此星与他星之夹角,而求出另一星的赤经度了,所以不论你在什么纬度,什么季节,什么时间观察,你所求得星星之赤经、赤纬度数均不会有所差别。
一些参考星源列于表二。
许多伟大的实验,它所需要的装置,往往是相当简单的,所以你不要小看经纬仪,很可能有一天,你利用它标定出一颗从未为人发现的星球的位置,而驰名于世呢?
原文系摘自“ChallengeoftheUriverse”117页“ProjectsandExperiments”1962年由“NationalScienceTeachersAssociation”出版。
原文仅说明制作法,并不讨论原理,译者加入一些原理的简单说明而成。
注一:见图4,B板指向南方地平线,D指向天球北极,A板与D垂直,∠Y即观测地之纬度,因北极星距地球甚远,故指向天球北极之D,与北极至地心之联线平行,很容易的我们就可证出∠Z=∠Y,而∠x+∠Z=90°,因此∠x=90°-∠Z=90°-∠Y=90°-(观测地之纬度)。
注二:E读数为零时,D与A平行,见图4知,A与天球北极成直角,即指向天球赤道,故D也指向天球赤道。
经纬仪测回法原理
是测回法吧?一个测回就是假如有目标A、B用盘左顺时针观测目标A、B(上半测回完成)再用盘右逆时针观测目标B、A(下半测回完成)上、下半测回构成一测回观测
简述经纬仪测绘法测图的基本原理
经纬仪测绘法测地形图的基本原:
1、平面位置的确定,依靠仪器测出的水平角换算出方位角及视距法测距的原理,确定测量点平面位置;
2、高程的确定,依据三角高程测量原理,利用仪器测出的竖直角及距离,结合已知点高程换算出测量点的高程。
基本方法:
用经纬仪和皮尺(或者钢尺)进行碎部测量,需要一个小平板、量角器、铅笔、大头针、计算器、三棱比例尺。先将控制点展绘到小平板上的带有坐标格网的纸上,然后,将量角器中心通过大头针固定到图上一个控制点。
经纬仪在实地控制点上安置,照准另外一个控制点,度盘置零,经纬仪转动到碎部点方向,测量该方向与(两个控制点组成的)已知边的角度,在纸上通过量角器绘制出同样的角度;
再通过钢尺(皮尺)测量碎部点与仪器下方控制点的距离,通过三棱比例尺,在图上绘出相应的距离,即可完成单点碎步测量,依次测量所有碎部点,即可完成地图数据采集,绘出地形图。
经纬仪的认识使用实验原理
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。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。
关于经纬仪原理,经纬仪的认识使用实验原理的介绍到此结束,希望对大家有所帮助。