第二节 经纬仪

线路测量的基本工作是丈量距离，测量标高、转角和定位、分坑、找平等。而这些数据均可用经纬仪来完成，因此，经纬仪是当今线路测量中的主要工具。

一、经纬仪的构造

经纬仪的主要部件为：望远镜，垂直度盘，水平度盘和基座。它的构造如图221所示。

图221中符号说明如下：a₁———基座，安置在三脚架上。a₂———脚螺旋，用来调平仪器。

a₃———水平度盘旋转轴套，能使盘度在基座上

旋转。

a₄———水平度盘控制铜块，被固定在a₁上的。b₁———水平度盘，又称下盘，用来量水平角。

b₂———度盘旋转轴臂，插入a₃中。

b₃———水平度盘制动螺旋，旋紧后盘制动。

b₄———度盘微动螺旋，当旋紧b₃后，旋转b₄螺杆

顶着a₄能使度盘对基座作微小转动。b₅———弹簧室，为水平度盘微动部件。

b₆———游标盘制动螺旋。

图221 经纬仪

b₇———游标盘控制铜块。

c₁———游标盘，又称上盘。

c₂———游标，用来读取度盘读数。

c₃———放大镜，用来放大度盘和游标的分划线使读数清晰。c₄———游标盘旋转轴，它插在b₂筒中。

c₅———游标盘微动螺旋，相对的为弹簧室c₆。c₅和c₆之间为控制铜块。当b₆旋紧后，

旋转c₅。

c₇———游标盘水准管，用来置平仪器。c₈———支架与游标盘固定连接。

c₉———望远镜轴颈。

c₁₀———望远镜微动螺旋。

d₁———望远镜。

d₂———望远镜旋转轴，又称水平轴、横轴。它放在轴颈c₉上。d₃———制动螺旋，旋紧它使望远镜与支架固连。

d₄———望远镜水准管，用来置平望远镜。

d₅———垂直度盘，它与望远镜旋转轴d₂固连在一起。用来测定垂直角度。d₆———垂直度盘游标，读取垂直角度用。

d₇———望远镜制动环，套在d₂上，底柄放在c₁₀与弹簧室之间。旋紧d₃后，旋动c₁₀

能使望远镜绕横轴作垂直方向微小转动（见图222）。

图222 经纬仪望远镜的微小转动机理

二、望远镜

它是经纬仪的主要部件，它能确定被测目标在空间的方向，能起放大作用，使目标清楚，可以观察远处肉眼所看不清的目标。望远镜里面主要是透镜，透镜主要分凸透镜（聚光镜）和凹透镜（散光镜）两种。经过透镜两个球面中心的直线叫主轴；透镜的中心叫光

心（O）。

通过光心的光线不产生折射，通过其他部分的光线都会产生折射，对于凸透镜光线折射聚向实主焦点F；而对于凹透镜光线折射散出去，好像是虚主焦点F′发出来的。从光心到主焦点的距离叫焦距。反映物体的光线的经过透镜便构成图像（见

图223）。

图223 凹透镜

图224 缩小的倒立实像

透镜构成图像有三种情况：第一种是倒立的实像。

（1）当物体在2倍焦距以外时，它便是倒立的实像。实像的位置在透镜另一侧的焦点和2倍焦点之间，比原物小，如图224所示。

（2）物体恰好在两倍焦距点上，它的像也是倒立的实像，不过物体恰好位于另一侧两倍焦距点上，和原物一样大小，如图225所示。

图225 相等的倒立的实像

图226 大于原物的倒像

（3）物体位于焦点和两倍焦距之间时，它的像也是倒像，它位于两倍焦距以外，比原物大，如图226所示。

第二种情况是物体正在焦点上时，则不能成像，因为它不能聚焦，如图227所示。

第三种情况是物体在焦点以内时，出现的是虚光线形成的正立像和物体位于透镜的同一侧，如图228所示。

用望远镜瞄准目标时，首先要调节望远镜转动目镜使十字焦看得最清楚。其次转动对光螺旋K，使物体的实像图像清晰。

望远镜可以分为外对光式和内对光式两种。

图227 不能成像

图228 虚光线的正立像

外对光式对光时是调节目镜与物体间的距离，镜筒不密封，易受潮和吸入灰尘，要放大率高，就得使镜身很长，使用不便。所以目前多数采用内对光式，它的优点是物镜固定，物体图像清晰。

三、垂直度盘

它包括垂直度盘，制动螺旋，微动螺旋，水准管及其校正螺丝。

（1）垂直度盘。用来测量垂直角度，即“俯仰角”，它由度盘（里盘）和游标盘组成，里盘与望远镜连在一起，一起绕横轴转动。外盘固定在支架上，里外盘沿上都有刻度，望远镜在水平位置时，里外盘上的零刻度应对齐。

（2）制动螺旋。用来固定垂直度盘。它位于经纬仪顶上，它能制止望远镜上下转动。（3）微动螺旋。用来微调望远镜的上下转动，微调前应先旋紧制动螺旋。

（4）水准管。用来找正游标的零位。

（5）水准校正螺旋。用来调节水准管两端的高低，使水准管轴线和望远镜视准轴线保持平行。

四、水平度盘

水平度盘包括以下七方面。

（1）水平度盘。用来测量水平角度。它由里外两盘组成。里盘（游标盘）与望远镜支架相连，同时随内纵轴转动。外盘装在外纵轴上，随纵轴转动。外纵轴套在基座上的套筒内，所以里外盘可以单独转动。

（2）里盘制动螺旋。用来固定里外盘的。

（3）里盘微动螺旋。由它来将里盘游标“0”刻度去对准外盘某一刻度，或测量水平角度要瞄准目标时（先拧紧制动螺旋）旋动该微动螺旋作微细相对转动，直至对准为止。

（4）外盘制动螺旋。用它来固定外盘在基座上。

（5）外盘微动螺旋。当需要对准基点基线时，可先固定外盘上制动螺旋，再旋动此螺旋作微调就可。

（6）水平度盘水准管，调整基座上的水平调整螺旋，观察水准管使水平度盘于水平位置。

（7）水准管校正螺旋。用来调水准管两端高低，使它的轴线平行于水平度盘盘面，并与度盘纵轴垂直。一般只在调整经纬仪时才动它，调整好后就不许乱动。

五、水准器

水准器是将高温度的酒精装满于玻璃管或水准管盒内，然后立即封闭，冷却后由于体积收缩便在管内形成一个真空气泡。用这个气泡来判别水平程度，由于水准管内壁呈弧形，弧的半径由几米到一百米以上，半径越大，灵敏度越高。玻璃管表面上有2mm的刻度线，较小的倾斜角就会使真空气泡偏离达到2mm，所以它的灵敏度很高。

经纬仪上用的水准管，其一格（2mm弧长）所对的圆心角多数是20″、40″和60″。