测风经纬仪使用.doc

测风经纬仪用途：高空风观测；对各种测风雷达进行定位准确性的标定。第一节测风经纬仪的种类和性能种类：CFJ1型、CFJ2型和701型。性能指标：常用测风经纬仪的性能指标。第二节测风经纬仪的结构组成：望远镜部分、读数装置、水平调整装置、照明装置和附件。（本教材以CFJ-1型测风经纬仪为例。）一、望远镜部分作用：跟踪气球,放大物影。组成：主望远镜、辅助望远镜、进光反射镜、望远系统变倍手轮、中间镜组、目镜以及瞄准器等。瞄准器：观测时瞄准气球用。三棱镜：把物镜中映到的物象反射到目镜中，而使观测者看到物象。目镜：观测者可以根据自己的视力以及目标物的远近适当调整焦距，使物象清晰可见。望远镜系统变倍手轮：用来改变镜筒内小反光镜的位置，达到主、辅望远镜转换（变倍）的目的。二、读数装置读数装置：由仰角刻度盘、方位刻度盘、仰角读数系统、方位读数系统、进光反射镜、分划板以及四个三棱镜组成。仰角刻度盘：由透明的有机玻璃制成，盘上刻有-5185刻度，每小格为1。此刻度盘以水平轴为中心，固定在目镜筒上，并与物镜一起绕水平轴转动，指示出物镜指向的仰角值，观测者通过仰角读数系统，即可读出物镜指向的仰角示度。方位刻度盘：由有机玻璃制成，沿顺时针方向刻有0360刻度，每格为1，固定在经纬仪基座的垂直轴上，当望远镜绕垂直轴转动时，方位刻度盘保持不动，指示出望远镜指向的方位值，观测者通过方位读数系统即可读出物镜指向的方位角示度。分划板读数游尺结构：游尺上排是仰角刻度，下排是方位刻度，均以分划板读数游尺上的零刻度线为读数指标，整个分划板读数游尺相当于1，是用来读取小数的。三、转动装置由仰角转动手轮、方位转动手轮、方位盘固定螺旋和方位归零手轮组成。方位盘固定螺旋：固定方位刻度盘。方位归零手轮：调整方位刻度盘的位置。四、水平调整装置水平调整装置：由一个管型水准器和三个水平调节螺旋组成。水平调节旋扭：使底座升降，以便使经纬仪调至水平。五、附件：由三角架、指南针、滤光镜、照明装置、太阳罩、毛刷、小工具等组成。三角架：是用来安装和固定经纬仪的，有可调整三角架高低的调整螺旋和供固定经纬仪用的中心螺旋。2、指南针：是用来对经纬仪进行定向时用的。由一个条形小磁铁制作，装在长方形盒内，并由制动螺旋来控制。3、滤光镜：有绿色、棕色等，用来减小强光对观测者眼睛的损伤。4、照明装置：有十字线照明、读数照明、电源开关、手电筒及导线等。用来进行夜间观测的照明。5、太阳罩：遮住强光，一般在高仰角观测气球时用。6、小工具：包括毛刷、起了、校正针等。用来进行简单维护和维修。第三节经纬仪的安装和使用一、经纬仪观测点应具备的条件：1、四周开阔，不得有高大建筑物或其他障碍物，从经纬仪观测点向四周看去，障碍物顶端的仰角不得超过5，特别是当地最多风向的下风方更要保持开阔。2、经纬仪观测点及周围的地面应平坦坚实，固定台站最好修建一个专供架设经纬仪用的水泥平台。二、经纬仪安置：步骤：架设三角架、安装固定经纬仪、水平调整、焦距调整和方位调整五个步骤。1、架设三角架用来安装和固定经纬仪。对架设三角架有下述要求：（1）三角架顶部要基本水平，有利于水平调整过程的顺利进行。（2）三角架的高度要合适。架设高度要与观测者的身高相适应。一般情况下，三角架直立时应与观测者的前额同高，当三角架撑开时，架高应位于观测者第三颗扣子上下。（3）三角架要支稳，支架的调整螺旋要旋紧，以免三角架滑脱而摔坏仪器。（4）当风力较大时，要有一条支架伸向风的去向，以避免三角架被大风吹倒。2、安装固定经纬仪：固定经纬仪注意事项：当经纬仪尚未固定好之前，手绝对不能松开经纬仪。观测后，卸下经纬仪时，必须左手握牢经纬仪的水平镜筒，右手将中心螺旋旋松，然后将经纬仪放入箱内。水平调整：观测前调整经纬仪的水平轴在各个方向上都真正水平的操作过程，叫做水平调整。利用经纬仪观测目标物相对于测点的仰角和方位时，只有在经纬仪的垂直轴与铅直线平行，即水平轴绕垂直轴旋转所构成的平面真正水平时，其仰角和方位角的观测值才是正确的。因此，在每次进行观测前必须进行经纬仪的水平调整。水平调整原理：经纬仪水平调整的步骤：转动经纬仪上部，使水准器平行于任意两个水平调节螺旋，调整这两个水平调节螺旋，按“顺来逆去”的方法，使水准器的汽泡位于中央。将经纬仪上部转动90，使水准器的一端指向第三个水平调节螺旋，转动第三个水平调节螺旋，使水准器的汽泡位于中央。将经纬仪上部缓慢转动一周，同时观察水准器的汽泡是否有移动现象，如果停在中央不动，则证明经纬仪的水平已调好；如果汽泡有移动，而且超过最小刻度的0.5个小格，则必须按照上述步骤重新调整，直到调好为止。如果反复进行水平调整一直调整不好，则说明水准器本身安置不当（水准器与水平轴不平行）或水准器失灵，遇有此情况时，应校准或更换水准器。至于如何校正和更换，将在第四节中详细介绍。水平调整时应注意以下几点：在调整前必须弄清水平调节螺旋的转动方向，当转动水平调节螺旋使汽泡接近中央时，应缓慢调整，以免调过头而耽误时间。在进行第二步调整时，只能转动第三个水平调整螺旋。如果水平调节螺旋已调至最高或最低位置后，汽泡仍未调到中央，这时不能用猛力旋转螺旋，以免将螺旋损坏。此时，应将其它两个螺旋同时降低或升高，然后再按水平调整步骤重新进行调整。如果仍不能使经纬仪水平，也可先调整一下三角架，使架顶水平，然后再重新进行调整，一直到调好为止。4、焦距调整：调整方法：瞄准200米以外的一个目标物（越远越好），慢慢地转动目镜筒上的焦距调整螺旋，直到物象和十字线最清楚为止。因为十字线镜片就按装在目镜的主焦距上，在调整焦距时，物象和十字线应同样清晰，有时，由于仪器本身的毛病，不一定同样清晰，在这种情况下应当首先保证物象清晰，十字线能辨即可。5、方位调整：观测前，调整经纬仪方位度盘，使方位读数与物镜指向的地理方位相一致的操作过程。方位调整的基本步步骤：第一步：使光学轴（望远镜）指向已知地理方位；第二步：利用方位归零手轮调整方位刻度盘，使已知地理方位与方位读数相一致。第三步：检查一下光学轴是否仍然对准已知地理方位。方位调整的方法：北极星法、固定目标物法、或磁针法。北极星法利用瞄准器将北极星瞄入望远镜内，转动仰角、方位手轮，使十字线的交点与北极星重合，（这时，光学轴的指向即为正北）。转动方位归零手轮，使方位刻度盘上“0”刻线与读数游尺上的0指标线对齐，即完成了方位调整。检查北极星与十字线交点是否还重合，如重合，即完成了方位调整，否则须重新进行方位调整。固定目标物法台站多采用此方法。固定目标物法进行方位调整的步骤：a、将已知固定目标物瞄入望远镜的视野，调整望远镜位置，使固定目标物和十字线交点重合。b、调整方位归零手轮，使方位刻度盘的读数与固定目标物的已知方位相一致。c、检查固定目标物和十字线交点是否还重合，如重合即可，否则须重新进行调整。固定目标物的选择条件：必须是显著、固定，距雷达或经纬仪250米以外的高大建筑物的尖端，如避雷针，塔尖等。为了便于在夜间观测时进行方位调整，台站还选择一个孤立的灯光作为夜间观测时的固定目标物，为了减小误差，体积应尽量小一些。固定目标物方位角的测定：在睛朗的夜间，架设调整好经纬仪，利用瞄准器将物镜瞄准固定目标物，使固定目标物正好处在十字线交点上，然后利用方位归零手轮调整方位度盘，使方位0刻度与读数游尺上的“0”指标线对齐，然后将望远镜瞄准固定目标物，使目标物和十字线重合，读取固定目标物的方位角值，这就是固定目标物相对于测点的地理方位。应该指出，北极星不恰好在真正的北极，而是绕着天球在北极旋转（系地球自转和公转的结果）。在建站初期测定目标物时，应在不同时刻进行测定。如：21时、24时、03时、06时分别测定固定目标物的方位角，求其平均值较为准确。以后检查时，若发现固定目标物的方位角变动超过1时，必须重新测定并予以更正。磁针法在白天或多云的夜间执行野外或临时（即不在固定观测点）观测任务时，是无法用北极星或固定标物来进行方位调整的，只有通过磁针来判断经纬仪光学轴的指向。采用磁针法进行方位调整的步骤：放松磁针的制动螺丝，使磁针自由摆动；转动经纬仪的上部，使磁针与窗口上的SN线对齐；利用归零手轮调整方位刻度盘，使方位角读数对准360加磁偏角的方位值上。检查磁针与窗口上的SN线是否仍然对齐，如对齐即可，否则，须重新调整。三、使用经纬仪注意事项：1、轻拿轻放，保持清洁，防震、防潮、防磁针失灵。2、从架上取下或往架上安装经纬仪时，应一手拿住经纬仪，另一手去旋松或旋紧中心螺旋，以免不慎将仪器摔坏。装箱时，应先将磁针、滤光镜片、太阳罩等零件放回原处，以免丢失。仪器一定要按原来的装箱姿态放置，否则，会盖不上箱盖或压坏零件。3、经纬仪的光学部分不得任意折卸，不能用手、粗布和脏布擦拭物镜和目镜，以免弄脏镜头，如果需擦拭镜头时，需用专用绒布，软绸、镜头纸、鹿皮等来擦拭。4、在冬季，应先将仪器装箱后，再往室内拿，并且经过一小时以上的时间才能打开箱盖，以免在仪器上产生水汽凝结现象。5、放置经纬仪时，应根据磁针在箱中的状态，使磁针的南北极大致与地球的南北极相对应，这样，可减少磁针退磁。第四节经纬仪的器差检查和调整经纬仪产生测量误差的原因：1、由于仪器的构造缺陷造成；2、搬运和使用过程中仪器振动等原因造成，由这些原因引起的误差称为经纬仪器差。台站对经纬仪的器差必须进行定期检查。规范规定，每旬第一天进行经纬仪的器差检查。经纬仪器差检查包括：水准器器差检查、仰角器差检查和方位角器差检查。现将这三项器差检查的方法和步骤介绍如下：一、水准器器差检查和校正水准器器差检查和校正步骤：首先使水准器平行于任意两个水平调节螺旋，调整水平调节螺旋，使汽泡位于中心位置。将经纬仪上部旋转180（此时汽泡偏离最大），如果汽泡偏离位置超过了允许范围，应进行校正。放松水准器制动螺帽，转动校正螺丝，使汽泡移到偏离最大距离的一半处。再调整水平调整螺旋，使汽泡移到中心位置。将经纬仪上部转动180，并观察汽泡是否有偏离中心且超过规定的现象，如仍有偏离发生，则应重复3的步骤，继续调整，直到合乎要求为止。最后将水准器制动螺帽旋紧。如果反复校正，水准器仍然无法校正好，则说明水准器失灵，应更换水准器后再进行校正。二、仰角器差检查仰角器差检查必须要在水准器安装正确的情况下进行。仰角器差计算公式为：（一）仰角器差检查步骤：（1）架设经纬仪并做好水平调整、焦距调整和方位调整。（2）选定250米以外的一个目标物，瞄入望远镜内，并调到十字线的交点上，读取第一次仰角读数。（3）将物镜翻过天顶，方位转动180，把原目标物瞄入望远镜内，并调到十字线的交点上，读取第二次仰角读数。（4）将两次仰角读数和代入仰角器差计算公式，求出值。（二）仰