实验5 光学经纬仪的认识和使用
一、实验目的与要求
（1）了解DJ6级经纬仪的构造和各主要部件的作用。
（2）熟悉DJ6级经纬仪的读数及操作使用方法。
（3）本实验课时为2个学时。
二、实验内容
（1）认识DJ6级经纬仪各个部分与各个螺旋的名称、作用和操作方法。通过练习，初步掌握水平、竖直制动螺旋和微动螺旋的使用方法。
（2）练习经纬仪的安置、对中、整平。
（3）进一步掌握望远镜的使用方法；练习用望远镜瞄准目标和用十字丝交点精确照准目标。
（4）利用读数显微镜练习目标点对应的水平度盘读数和竖直度盘读数。
（5）初步利用角度测量原理完成水平角和竖直角的计算。
三、实验组织和实验用具
每组借用：经纬仪1台，经纬仪脚架1个，记录板1块，必要时加伞1把。
每人自备：实验记录纸1张，铅笔，小刀，计算器。
四、实验步骤和要求
1.实验步骤
（1）仪器讲解。指导教师现场讲解DJ6级光学经纬仪的构造，各螺旋的名称、功能及操作方法，仪器的安置及使用方法。
（2）安置仪器。各小组在给定的测站点上架设仪器（从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装箱位置，以便用后装箱）。在测站点上撑开三脚架，高度应适中，架头应大致水平；然后把经纬仪安放到三脚架的架头上。安放仪器时，一手扶住仪器，一手旋转位于架头底部的连接螺旋，使连接螺旋穿入经纬仪基座压板螺孔，并旋紧螺旋。
（3）认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分、各螺旋的名称及作用。
（4）对中。有垂球对中和光学对中器对中两种方法。
方法一：垂球对中。
①在架头底部连接螺旋的小挂钩上挂上垂球。
②平移三脚架，使垂球尖大致对准地面上的测站点，并注意使架头大致水平，踩紧三脚架。
③稍微旋松底座下的连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准测站点（对中误差应小于等于3mm），最后旋紧连接螺旋。
方法二：光学对中器对中。
①将仪器中心大致对准地面测站点。
②通过旋转光学对中器的目镜调焦螺旋，使分划板对中圈清晰；通过推、拉光学对中器的镜管进行对光，使对中圈和地面测站点标志都清晰显示。
③移动脚架或在架头上平移仪器，使地面测站点标志位于对中圈内。
④逐一松开三脚架架腿制动螺旋并利用伸缩架腿（架脚点不得移位）使圆水准器气泡居中，大致整平仪器。
⑤用脚螺旋使照准部水准管气泡居中，整平仪器。
⑥检查对中器中地面测站点是否偏离分划板对中圈。若发生偏离，则松开底座下的连接螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地面测站点回到对中器分划板刻度中圈内。
⑦检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复上述步骤，最后旋紧连接螺旋（按方法二对中仪器后，可直接进入步骤⑥）。
（5）整平。转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对（或相反）旋转这两只脚螺旋（气泡移动的方向与左手大拇指行进方向一致），使水准管气泡居中；然后将照准部绕竖轴转动90°，再转动第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行，直到照准部转到任何方向，气泡在水准管内的偏移都不超过刻划线的一格为止。
（6）瞄准。取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰；然后用望远镜上的照门和准星瞄准远处一线状目标（如避雷针、天线等），旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，转动对光螺旋（物镜调焦螺旋），使目标影像清晰；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵向单丝平分或被纵向双丝夹在中央。
（7）读数。瞄准目标后，调节反光镜的位置，使显微镜读数窗亮度适当；旋转显微镜的目镜调焦螺旋，使度盘及分微尺的刻划线清晰，读取落在分微尺上的度盘刻划线所示的度数；然后读出分微尺上零刻划线到这条度盘刻划线之间的分数，估读至1'的0.1位，DJ6级光学经纬仪读数窗如图2-1所示，水平度盘读数为117°01'54″，竖盘读数为90°36'12″。
图2-1 DJ6级光学经纬仪读数窗
（8）设置度盘读数。可利用光学经纬仪的水平度盘读数变换手轮改变水平度盘读数。具体做法是打开基座上的水平度盘读数变换手轮的护盖，拨动水平度盘读数变换手轮，观察水平度盘读数的变化，使水平度盘读数为一定值，关上护盖。
有些仪器配置的是复测扳手，要改变水平度盘读数。首先要旋转照准部，观察水平度盘读数的变化，使水平度盘读数为一定值，按下复测扳手将照准部和水平度盘卡住；再将照准部（带着水平度盘）转到需瞄准的方向上，打开复测扳手，使其复位。
（9）记录。用2H或3H铅笔将观测到的水平方向读数记录在表格中，用不同的方向值计算水平角。
2.实验要求
（1）由仪器室借出仪器之后，到指定的测站点安置仪器。
（2）在安置仪器之前，先打开仪器箱，认清、记牢经纬仪在仪器箱子中安放的位置，以便实验完后仪器能按原样装箱。
（3）仪器安装在三脚架上，掌握仪器的各个主要部件的名称、作用和相互关系，如仪器整体微动与制动螺旋、读数目镜、物镜、基座连接螺旋、脚螺旋等。
（4）对中。挂上垂球，平移三脚架，使垂球尖大致对准测站点，并注意架头水平、高度适中，踩紧三脚架。稍微旋松连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准测站点，再旋紧连接螺旋。转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，两只手同时相对旋转这两只脚螺旋，使水准管气泡居中；将照准部旋转90°，再旋转第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复调试，直至照准部转到任何方向，水准管气泡偏移不超过一格为止。用望远镜上的瞄准器瞄准目标，调节目镜调焦和物镜调焦螺旋，使十字丝和目标成像清晰，用微动螺旋准确瞄准目标。调节反光镜的位置和调节读数窗调焦螺旋，使度盘及分划尺的刻划清晰，读取读数，记录。
同样，瞄准另一目标B，读数并记录。最后简单计算水平角。
（5）在地面指定的标志点上练习整平和对中。整平后的仪器，当水平旋转180°时，水准管气泡偏离中心不大于1格，对中标志偏离中心不大于2mm。
（6）每人轮流做一遍，第一人做完，应把仪器装箱，收起三脚架，第二人从头做起。
（7）每人可用盘左观测两个目标A、B，计算出一个单角，并记录在实验记录表中。
五、注意事项
（1）打开三脚架后，要安置稳妥，先粗略对中地面标志，然后用中心螺旋把仪器牢固地连接在三脚架头上，关上箱子；同时，检查仪器上轴座固定螺旋是否拧紧。
（2）仪器对中时，先使架头大致水平，偏差较大时，可将整个脚架连同仪器一起平移，使光学对中器中圆圈接近地面标志点；当偏离量在1cm以内时，可旋松中心螺旋，使仪器在架头上移动，达到精确对中，然后旋紧中心螺旋。
（3）制动螺旋不可拧（压）得太紧；微动螺旋不可旋得太松也不可拧得太紧，以处于中间位置附近为好。仪器上各种螺旋不宜拧得过紧，以免损伤轴身。放松望远镜制动螺旋时，必须以手扶镜筒，慢慢转动，防止镜头突然下转仪器受损。读数前要消除视差，注意先目镜后物镜的调节顺序。
（4）阳光较强时，要给仪器打伞。