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  • 1 # 南風微涼南巷水清

    經緯儀是測量任務中用於測量角度的精密測量儀器,可以用於測量角度、工程放樣以及粗略的距離測取。整套儀器由儀器、腳架部兩部分組成。

      應用舉列(已知A、B兩點的座標,求取C點座標):

      是在已知座標的A、B兩點中一點架設儀器(以儀器架設在A點為列),完成安置對中的基礎操作以後對準另一個已知點(B點),然後根據自己的需要配置一個讀數1並記錄,然後照準C點(未知點)再次讀取讀數2。讀數2與讀書1的差值既為角BAC的角度值,再精確量取AC、BC的距離,就可以用數學方法計算出C點的精確座標。

      一些建設專案的工地上,我們會經常看到一些技術人員架著一臺儀器在進行測量工作,他們所使用的儀器就是經緯儀。經緯儀最初的發明與航海有著密切的關係。在十五十六世紀,英國、法國等一些發達國家,因為航海和戰爭的原因,需要繪製各種地圖、海圖。最早繪製地圖使用的是三角測量法,就是根據兩個已知點上的觀測結果,求出遠處第三點的位置,但由於沒有合適的儀器,導致角度測量手段有限,精度不高,由此繪製出的地形圖精度也不高。而經緯儀的發明,提高了角度的觀測精度,同時簡化了測量和計算的過程,也為繪製地圖提供了更精確的資料。後來經緯儀被廣泛地使用於各項工程建設的測量上。經緯儀包括基座、度盤(水平度盤和豎直度盤)和照準部三個部分。基座用來支撐整個儀器。水平度盤用來測量水平角。照準部上有望遠鏡、水準管以及讀數裝置等等。

      經緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。測量時,將經緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上,用水準器將儀器定平,用望遠鏡瞄準測量目標,用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀;按讀數裝置可分為光學經緯儀和遊標經緯儀;按軸系構造分為複測經緯儀和方向經緯儀。此外,有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數的編碼度盤經緯儀;可連續自動瞄準空中目標的自動跟蹤經緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨立測定地面點方位的陀螺經緯儀和鐳射經緯儀;具有經緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經緯儀;將攝影機與經緯儀結合一起供地面攝影測量用的攝影經緯儀等。

    將經緯儀支在架子上,像椅子、像機三角架均可,目的只在使視線容易透過D之螺絲圈觀察。把經緯儀面向南方放好,首先視臂D不要舉起,(即緯度表E指在零),調整B板之傾斜,使視線沿視臂看到地平線,將B板固定在這位置,此時B板即保持水平,現在旋轉C、D觀察天體,則E即指示出天體之地平緯度(Altitude)。

      現在將經緯儀A板舉高至x角,x=90°-(測量地之緯度),例如,你在臺北測量,緯度大約25°3",角x就等於64°57";另一個法子是將視臂指向北極星,D保持在這方向,而移動A板,使緯度表E之讀數為90°,此時A板即與B成x角了,當然你稍微想想便知道,可用這種方法來測量你所在地的緯度了,為什麼這樣子A與B就成x角呢?(注一)

      仰望天極(即北極星處)時仰角即為你的緯度,因此當E讀數為零時,將板A舉起x角後,視臂即指向天球赤道,為什麼?(注二)調整x角之目的,在於求得星星對天球赤道面之仰角(即赤緯度),而不須顧慮到因觀測地之緯度不同,所引起之星星視位置之變化。此時由西至東旋轉視臂,便畫出了天球赤道位置。

      為了測度赤經,你必經將經度表F刻成赤經單位——時,每隔15°為1時,由零度起反時針方向刻。

      現在移動視臂注視南天之一已知星,從星圖、天文日曆或其它參考星源,決定此星之赤經、赤緯,旋轉經度表F,使C之指標指向適當之赤經值。此時緯度表應即自動指在了正確的赤緯值,否則儀器便有了偏差。將F固定住,現在旋轉C、D,把視臂指向另一星球,此時從E、F就可讀出,此星球之赤緯度、赤經度了。在天球赤道以北之星球赤緯度為正,在天球赤道以南之星赤緯度為負,即E盤上朝開口處之量角器度數為正,另一個為負。

      例如:角宿大星(Spica),在四、五、六月夜空均可見,它的赤經度(R.A.)=13h23m37s,赤緯度(D.)=-11°00"19"",將視臂指向角宿大星,此時緯度表E讀數應約為-11°,調整經度表F至13h23m37s。現在旋轉視臂D,注視軒轅大星(Regulus),此時在E上就可讀出約12°06",F上約10h07m,於是知道軒轅大星之R.A.=10h07m,D.=12°06"。

      再舉個例,在冬季夜空可見天狼星(Sirius) 

      R.A.約為6h44m,D.約為-16°40",將F調整至6h44m後,將視臂舉高約在25°赤緯度,再向西旋轉到赤經度約為3h45m,此時透過D上之螺絲圈,你就可以看到昴宿(Pleiades)了。

      在秋冬夜晚較早時,在飛馬座(Pegasus)大正方形附近,可見朦朧亮帶,那是仙女座大星雲(Andromeda),它是漩渦星雲中唯一能被肉眼清晰看見的,你有興趣求求它的概略位置嗎?大約是R.A.=0h40m,D.=41°。

      用這樣方法求赤經、赤緯的好處,便在於不必顧慮到觀測時間不同,引起星球視位置改變的因素,為什麼?因為A板經x角修正後,即與天球赤道面重合,E求得的是星星對A板(即天球赤道面)之仰角,自然就是赤緯度了。又天球雖然不斷旋轉,但各星星差不多全是極遠處之恆星,它們之間的相對位置均不變,我們已知一星之赤經度,以此為準,自然便可由此星與他星之夾角,而求出另一星的赤經度了,所以不論你在什麼緯度,什麼季節,什麼時間觀察,你所求得星星之赤經、赤緯度數均不會有所差別。

    不過現在都很少使用了,大都使用全站儀了

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