光学经纬仪（用于测量地平和垂直角度的仪器）

概念

光学经纬仪是用于角度测量的仪器。我国生产的经纬仪用“DJ”表示，“D”为“大地测量”的“大”字的汉语拼音的首字母，“J”为“经纬仪”的“经”字的汉语拼音的首字母，紧跟其后的阿拉伯数字代表仪器的精度。经纬仪的精度用水平方向一测回中误差表示。例如：DJ6表示其一测回方向中误差为“6”的经纬仪型号，其他型号可为此类推。

主要功能

光学经纬仪的主要功能是测量纵、横轴线（中心线）、垂直度以及水平角度和竖直角度的控制测量等。光学经纬仪主要应用于机电工程建（构）筑物建立平面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装铅垂度的控制测量，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。

经纬仪

测量水平角和垂直角的仪器。英国人西森(Sisson)约于1730年首先研制，成型后，用于英国大地测量。1904年，德国开始生产玻璃度盘经纬仪。1920年，瑞士H.威特(H.Wild)等人制成世界上第一台Th1型光学经纬仪。随着电子技术的发展，60年代出现装有电子扫描度盘，在读数窗能自动显示水平度盘和垂直度盘读数的数字电子经纬仪。经纬仪主要部件有望远镜、度盘、水准器、读数设备和基座等。

经纬仪是根据测角原理设计的。为了测定在O点的水平角AOB，必须在通过空间两方向线交点O的铅垂线上，水平地放置一个带有角度分划的水平度盘。图上竖直面OAA1与水平度盘的交线得到读数a，竖直面OBB1与水平度盘的交线得到读数b。b减a即为水平角A1O1B1值β。为了测定垂直角，竖放一个垂直度盘，在垂直度盘上读取视线OA的读数，即可读得目标方向的垂直角值δ。

经纬仪按精度指标划分为若干等级。精度指标以野外一测回的水平方向中误差表示。中国1982年颁发的经纬仪系列标准(GB3161-82)将经纬仪分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ30五个等级。以DJ2、DJ6为例，一测回水平方向中误差分别为2″和6″；望远镜放大倍数分别不小于28倍和25倍；照准部水准器角值分别为20″/2mm和30″/2mm；垂直度盘指标补偿范围为±2′；水平度盘刻划直径不小于90mm；垂直度盘刻划直径不小于70mm；水平读数最小值分别为1″和60″。

分类

按物理特性划分，经纬仪经历了机械型、光学机械型和集光、机、电及微电子技术于一体的智能型三个发展阶段，各阶段的标志性产品分别为

游标经纬仪

光学经纬仪

光学经纬仪

按测角精度划分光学经纬仪有

DJ1、DJ2、DJ6

水平度盘、坚直度盘以及游标盘都由金属制成，利用游标尺读取度盘上不满一整分划的读数。在水平度盘和游标盘上，都设有制动和微动螺旋，使两个圆盘都能转动，以便用复测法(见水平角测量)观测水平角，因此游标经纬仪属于复测经纬仪。

水平度盘和坚直度盘均用光学玻璃制成。读数设备由比较复杂的光学系统组成。通过读数系统，把两个度盘的分划影象或度盘对径分划影象呈现在同一读数显微镜内。其测角设备的测微方式有显微带尺光学测微器，单玻璃平板光学测微器和符合读数光学测微器等。光学经纬仪的读数显微镜就在望远镜的目镜旁边，便于观测者读数。近年光学经纬仪的光学系统和机械结构有很大改进，例如采用正象望远镜；快调焦、慢调焦机构；同轴制动微动机构；度盘读数数字化；用带有分划尺的读数显微镜；两个度盘影象呈现不同颜色；粗、精配置度盘机构以及竖盘指标自动归零装置等。

测角设备采用了编码度盘、光栅度盘、电栅度盘或记时测角度盘，实现了电子数字化自动测角。

(1)编码度盘是刻有编码的圆形玻璃度盘。编码图形是由一组排列在度盘上具有相邻的透明区和不透明区的同心圆所组成。在每一圈码道的一边安放光源，另一边装有硅光电池或光电二极管。光源发射的光线，在透明区光线可通过，被光电二极管接收，有电流产生为“1”；在不透明区光线被遮住，无电流产生为“0”。于是，观测角度就能够通过所有码道上的读数头测量，以二进制形式输入微处理机处理后用十进制数字输出。由于采用编码图形形式不同，分为二进制码、循环码(格雷码)和矩阵码。二进制码和循环码的码道数等于输出二进制的位数，位数越高，码道的圈数就越多，码道上排列的光电二极管就越多，但这将受到电子经纬仪外形尺寸的限制。为了克服这一缺点，采用测微装置来提高测角系统的分辨率。

(2) 光栅度盘是在玻璃度盘表面上刻制许多均匀分布的透明和不透明的等宽度间隔的栅线的圆分度元件。电子经纬仪上用的光栅度盘的栅线都是辐射状的直线。当两块光栅度盘面对面叠合，并使它们的栅线有微小交角时，就可以看到明暗相间的粗条纹，称为莫尔条纹。当光栅相对于固定光栅转动时，莫尔条纹沿着角平分线由里向外移动，莫尔条纹通过某参考点的数目和速度与光栅线通过该点的数目和速度相应。因此，测量莫尔条纹移过的条纹数目即可知道光栅的移动距离(转角)。光栅度盘实际上是一个增量编码器，它也采用测微装置来提高测角系统的分辨率。

(3)电栅度盘是一种用于测量角度位移的传感器，利用两个平面绕组的互感随角度位移而变化的原理制造的。它不需要光学系统，结构简单。它具有纯正弦交流工作状态，可以应用成熟的测相技术进行高倍数电子细分。

(4)计时测角度盘是通过测量两个“时间”标志的间隔来测量角度。在计时测角装置内，有一个恒速旋转系统和一个测量转角α所需时间t的测时系统。恒速旋转系统由石英振荡器分频控制的同步电机驱动，测时系统也用石英振荡器分频获得时间基准。

DJ6经纬仪

DJ6光学经纬仪是一种广泛使用在地形测量、

右图中个部分为以下名称:

1.指标水准器观察镜

2.竖盘指标水准器

3.指标水准器改正护盖

4.望远镜调焦圈

5.读数照明反光镜

6.照准部水准器

7.校正螺钉

8.换盘手轮

9.脚螺旋

10.防扭簧片

11.望远镜制动器

12.粗瞄准镜

14.读数显微镜目镜

15.望远镜目镜

16.圆水准器

17.磁针差榫(单配)

18.望远镜微动手轮

19.水平微动手轮

20.水平制动手轮

21.三角座

22.指标水准器微动手轮

23.光学对点器目镜

24.底座制紧螺钉