第一章测风经纬仪第一节测风经纬仪的种类和性能第二节测风经纬仪的结构教学目的：目的：掌握测风经纬仪的分类、性能指标和构成。

要求：掌握测风经纬仪各旋钮的位置、作用以及使用，能够迅速准确进行读数。

教学内容：测风经纬仪的种类种类；性能指标；组成以及各部件的作用；读数方法。

教学重点与难点：各旋钮所在位置和功能以及读数方法。

课后作业：测风经纬仪主要有哪几部分组成？各部分的作用如何？课后体会：通过教学，使学生对测风经纬仪的分类、性能指标、组成以及各部件的作用有了一个初步的认识，基本掌握读数方法，但还应加强读数精度和速度。

第一节测风经纬仪的种类和性能种类：CFJ—1型、CFJ—2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-5°—185°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0°—360°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。

1、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。

第三节测风经纬仪的架设安装和使用教学目的与要求：目的：掌握测风经纬仪的架设安装场地要求和架设方法，理解三步调整的意义以及调整步骤和方法。

要求：正确架设测风经纬仪，按规定迅速准确进行三步调整。

主要教学内容：测风经纬仪的架设安装方法，三步调整的意义以及调整步骤和方法。

教学重点与难点：测风经纬仪进行三步调整的意义以及调整步骤和方法。

课后作业：1、测风经纬仪水平调整、方位调整的定义如何？2、测风经纬仪方位调整的方法有哪几种？各种方法的适用条件以及调整方法如何？3、测风经纬仪观测场地应具备的条件如何？4、台站固定目标物的选取条件和方位角的测定方法如何？课后体会：通过教学，同学们能够真正掌握经纬仪三步调整的意义和步骤，但调整时间偏长，速度有待加强，因此必须加强实操训练。

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：⑴当经纬仪尚未固定好之前，手绝对不能松开经纬仪。

⑵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。

2、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。

⑴水平调整原理：⑵经纬仪水平调整的步骤：①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。

②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。

③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。

⑶水平调整时应注意以下几点：①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。

②在进行第二步调整时，只能转动第三个水平调整螺旋。

③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。

⑴北极星法①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）。

②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。

③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。

⑵固定目标物法台站多采用此方法。

①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。

②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。

③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北极星，使北极星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。

⑶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：①放松磁针的制动螺丝，使磁针自由摆动；②转动经纬仪的上部，使磁针与窗口上的SN线对齐；③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。

④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。