前些天一幫哥們問我些關於定向儀器的問題,當時臨時沒說清楚.今天整理了一下放在這裏.川師大的幾個個們自己看吧。
由於這方面知識經驗使用經歷畢竟有限,所以這裏都是些很主觀的感受,僅供參考.詳細信息請查閱專業測繪學書籍
一指南針
普通指南針是最簡易的利用磁性材料的定位儀器。對於新驢而言,普通指南針無疑是最廉價的選擇。因為它足以提供磁方位角的基本信息。在一般已經開發,有小徑的旅遊點,只要大致方向不錯一般都不會迷路,所以一只指南針足以應付定向之需。其實,所有傳統定位儀器(軍用羅盤、地址羅盤、測繪用羅盤儀)的基本原理都是“指南針”,故如果沒有迫切需要大可不必在定向器材上過分“發燒”。
但普通指南針有很多難以克服的缺陷:
首先它定位不準。普通大比例尺測圖用大平板儀附帶的指南針誤差甚至可達到1度,根本不能作為精確的定向(尤其是地圖測圖)的依據。坊間出售的普通指南針可能連這個精度都達不到。如果是在陌生的人跡罕至的野外,這個誤差可能會讓你付出代價。
其次是不靈活。由於它的軸承用普通鋼材製造,極其容易磨損,可能造成指南針在軸承上轉動不靈活,更加劇了誤差。
再次是易損壞。在長時間的徒步行軍中,指南針要承受巨大的震動影響。由於指南針不能與軸承脫離,得到很好的固定,所以長途行軍帶來的震動很可能使指南針將軸承部位撞壞,或使指南針磁性減弱,起不到應有的定向作用。
封裝在液體內的指南針(如果質量很好的話)可以大大減緩以上問題。我使用過vortex的液體封裝的指南針,除了誤差稍大外,在防震、靈活方面基本令人滿意。但是某些粗製濫造的國內小廠生產的指南針是萬萬需要謹慎購買的。
二、軍用羅盤
軍用羅盤最大的改進在於防震方面。國內軍工大廠生產的軍用羅盤只要按說明書操作基本不存在防震問題。軍用羅盤還有帶計時器的,價格稍貴,我想大可不必,現在都有戶外運動手表了,羅盤上的計時器意義不大。
但是按照法律規定現役的軍用羅盤好像禁止買賣,故坊間能見到的軍用羅盤絕大多數是60--70年代的二手貨、積壓品。質量參差不齊,要仔細挑選。我曾在網上買過一個56型軍用羅盤,剛郵寄到就發現被摔壞了。
質量過硬的軍用羅盤對只需要識圖的驢子應該是最物美價廉的選擇。但是由於誤差大,還是不適用於製圖。
三、地質羅盤
地質羅盤是傳統地質工作者的“老三件”(羅盤、鐵錘、放大鏡)之一,其優點是誤差很小(相對於驢子的需要而言)、用途廣泛、防震考慮比較周全。缺點就一個字——貴!
地質羅盤有個別名叫:袖珍經緯儀。別奇怪,它確實可以代替經緯儀的全部工作。只是精度無法與經緯儀相比,不能滿足精確測圖要求。
地質羅盤較之老式軍用羅盤最大的好處是帶簡易的小孔瞄準器,可以瞄準被測物體,可以方便地測出磁方位角、水平角、俯視角、仰視角、坡度、巖層傾角等等。由於可以粗略“瞄準”被測物體,所以精度較上面兩種儀器有較大提高,可以滿足粗略測圖要求。想自己動手繪製大比例尺地形圖的旅遊不妨購買一個高檔的地質羅盤。下面是以我用過的一款地質羅盤為例,說明它的一般用法:
該系列產品主要應用與測走向、傾向、傾角、定方位、測直角、定水平、測垂直角、測裏程。
適用於地質勘測、煤礦及有色金屬礦井的開采、軍事院校等。
DQL-5型地質羅盤儀
裏程測量比例:1:100000,1:50000
測量器讀數誤差:≤1.25°
時間速度盤格值:5min
度盤格值:1°
重量:0.15kg
尺寸:68×63×26(mm)
詳細介紹
一、用途
六·五式羅盤儀是測定方位、距離、水平、坡度(俯仰角度)、高度、行軍時間速度及測繪簡單地圖的一種簡易測量器材,為便於夜間使用,在其各相應部位上塗有夜光粉。
二、結構簡單介紹:
儀器主要由羅盤、裏程計兩部分構成,如(附圖1)。羅盤部分有提環(1),度盤(2),在度盤座上劃有兩種刻線,外圈為360度分劃製,每刻線為1度。內圈為6000(密位)分劃製,圓周共刻300刻線,每刻線線值為20(密位)。內有磁針(3),測角器(4),俯仰角度的分劃單位為度,每刻線為2.5度,可測量俯仰角度±60度。裏程計部分主要由裏程分劃表,速度時間表(8),測輪(9),齒輪,指針等組成。裏程分劃有1:50000,1:100000兩種比例尺刻度值。
1:100000比例尺每刻線相應代表1公裏,1:50000每刻線相應代表0.5公裏,可與具有相應比例或成倍比例的地圖配合使用。速度時間表分劃:外側表盤上有13、15、17、19、21、23、25公裏/小時,內側表盤上有10、14、16、18、20、22、24、30公裏/小時。(以V代表),共十五種速度。時間刻度中每一刻線相應代表五分鐘(V25為10分鐘)。
儀器的側面有測繪尺,兩端為距離估定器。估定器兩尖端長12.3毫米,照準與準星間長為123毫米。即為尖端長的10倍。
三、使用方法
(一)測定方位:
1、測定現地東南西北方向
(1)打開羅盤儀,使方位指標“△”對準“0”。
(2)轉動羅盤儀,待磁針指北端對準“0”後,此時所指的方向就是北方。在方位玻璃上就可直接讀出現地東、南、西、北方向。
2、標定地圖方位
標定地圖方位就是利用羅盤使地圖上的方位和現地方位一致。
(1)打開儀器,調整度盤座,使方位指標“△”對準本地區的磁偏角度數。
(2)以測繪尺與地圖上的真子午線或座標縱線(即東西圖廓的內圖廓線)相切。
(3)轉動地圖,使磁針北端指向“0”,則地圖上的方位和現地方位完全一致。
3、測定磁方位角
A測定圖上目標的磁方位角
(1)用指北針精確標定地圖,並保持地圖不動。
(2)將測繪尺與所在點和目標點的連線相切,調整度盤座,使指標“△”對準“0”刻劃線。(3)待磁針靜止後,其北端所指度盤座上的刻度即為所在點至目標點的磁方位角數值。
B測定現地目標的磁方位角
(1)打開儀器,使方位指標“△”對準“0”,並使反光鏡與度盤座略成45度。
(2)用大拇指穿入提環,平持儀器,由照準經準星向被測地目標瞄準。
(3)從反光鏡中註視磁針北端所對準度盤座上的分劃,即為現地目標的磁方位角數值。
(二)測量距離
1、用測繪尺直接量算圖上距離。
2、用裏程計量讀圖上距離
(1)先將紅色指針歸“0”;
(2)平持儀器,把裏程計測輪輕放在起點上,沿所量取的路線向前滾動至終點;
(3)根據指針在比例尺上所指的刻線,即可直接讀出相應的實地距離。例如在1:50000地圖上由甲點量至乙點,儀器表面上1:50000比例尺指的是14個刻線,則甲乙兩點間的實地距離為7公裏。若在1:100000地圖上量得14個刻線,則甲乙兩地的距離為14公裏。另外,與有相應比例的(如1:25000)或成倍比例(如1:20000及1:500000)的地圖也可經換算量讀之。
3、用距離估定器概略測定現地目標的距離。
儀器上距離估定器兩尖端的間隔為照準與準星間距離的1/10,利用相似三角形關系,就可測定現目標的距離,(1)已知兩目標(物體)與所在點距離,求此兩目標(物體)之間的間隔可用下列公式:
兩目標之間的間隔=兩目標與站立點間的距離×1/10
打開儀器,用眼緊靠照準,瞄準目標,如兩目標(物體)恰好為距離估定器兩尖端所夾住(如附圖2),又已知兩目標點與所在點之間的距離為100米,則兩目標點間的間隔為100×1/10=10
米,其余可按此方法計算。
此外,前方兩目標(物體)間的間隔不一定恰好為距離估定器兩尖端所夾住,而小於或大於其間隔時,可采用下列公式:
兩目標點間的間隔=兩目標與所在點間的距離×1/10×兩目標所占兩尖端間隔的倍數。
例:已知兩目標與站立點間的距離為100米,測得兩目標間的間隔為距離估定器兩尖端間隔的7/10,則兩目標間的間隔為100×1/10×7/10=7米。
同樣:若兩目標的間隔為距離估定器兩尖端間隔的1.5倍,則兩目標間的間隔為100×1/10×1.5=15米。
(2)已知物體的寬度或兩目標之間的間隔,求目標與所在點間的距離,可用下列公式計算:
目標與站立點間的距離=已知目標的間隔×10
例:已知前方兩目標間的間隔為12米,正好為距離估定器兩尖端所照準,則目標點與站立點間的距離為:12×10=120米。
此外,已知目標的間隔,但在瞄準時,小於或大於距離估定器兩尖端的間隔,可用下列公式:
目標與所在點的距離=目標的實際間隔目標占距離估定器兩尖端間的間隔的倍數×10
(註:用距離估定器測定現地目標距離的方法是簡便的,但精度不高。)
(三)行軍時間及速度計算
用儀器上的速度時間表,在量取裏程的同時,可測定行軍所需要的時間或在規定時間內的行軍速度,其方法如下:
1、行軍時間計算:打開儀器,使裏程表指針歸零(表盤紅線上)。在求出到達目的地裏程的同時,速度時間表便按照1:100000比例尺裏程,指出按13、15、17、19、21、23、25公裏/小時
(外側表,順時針讀數)及10、14、16、18、20、22、24、30公裏/小時(內側表,逆時針讀數)速度行軍各所需時間,若為在1:50000比例尺地圖上所量得裏程,則用手指輕撥測輪,使裏
程減半,指針所指示的速度和時間即為所求。例如:在1:50000比例圖上量得距離為40公裏,若按“V20”速度走完全程,求所需時間。首先將指針撥至1:50000比例尺的20公裏處,在V20圈
內指針所指即為所求。若規定的速度為表上沒有顯示之速度,則找出有倍率關系的速度,乘以倍率求得時間,如每小時行軍速度為5公裏,量得裏程為30公裏,求時間,便可讀:“V10”為3小
時,由於“V10”是V5的2倍即將得數乘2或撥測輪使指針指示60公裏處讀V10得6小時,再如“V6”時,可讀“V18”,將得數乘3或撥測輪使指針指示90公裏處讀“V18”得5小時,余類推。(註意:以上計算均未包括行軍休息,調整及道路量取時的坡度和彎曲系數等,在組織行軍時,應在表上加入有關數據)。
2、行軍速度計算,在求出到達目的地裏程的同時,根據要求到達的時限,便可依速度時間計算表選擇規定時限內的適當速度(註意:若為1:50000比例尺的裏程應將規定時限加倍進行選擇)作為行軍速度。(註意:在求行軍速度時,同時相應加入有關行軍數據再進行計算)
(四)測定斜面的坡度(俯仰角度)
打開儀器,使反光鏡與度盤座略成45度,側持儀器,沿照準、準星向斜面邊瞄準,並使瞄準線與斜面平行,讓測角器自由擺動,從反光鏡中註視測角器中央刻線所指示俯仰角度表上的刻度分劃,即為所求的俯仰角度(坡度)。
(五)測量目標概略高度
已知目標(物體)與所在點之間的水平距離,先測定目標的俯仰角,再查高度表(見附表1),即可得知目標的高度,其方法如下:
1、由地圖上或用距離估定器求得所在點與欲測目標(如山頂、煙囪、塔尖等)的水平距離。
2、側持儀器,沿照準、準星向目標頂端瞄準,讓測角器自由擺動至停止,看清測角器刻線所指示的俯仰角度值。
3、查看高度表(附表1)或用米位公式計算即可得知高度。
例:已知測點至被測物水平距離為100米,用儀器測得俯仰角度為30,然後查高度表,在100米橫格對準30豎格,查得被測物高度為57.74米。
四、儀器的維護與保養:
1、放置儀器不要靠近鐵磁性物質,以免損耗磁性。
2、不可用測繪尺敲打物體,以免影響測量精度。
3、反光鏡勿扭彎,以免影響瞄準和看讀分劃,表面要保持光潔,不要用臟布、手去揩擦。
4、儀器不用時應關閉,放入盒中,註意不要碰撞。
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