第二节 光学经纬仪
我国对经纬仪按精度从高到低分为 DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ30五个等级，其中字母D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”汉语拼音的第一个字母，07、1、2、6、30分别为该仪器一测回方向中误差的秒数。在工程测量中，一般多使用DJ6和DJ2型经纬仪。
一、DJ6型光学经纬仪
（一）DJ6型光学经纬仪构造
DJ6型光学经纬仪由照准部、水平度盘和基座3大部分组成，图3-2是其外形，图3-3是将仪器拆卸成3大部分的示意图。现将这3大部分的构造及其作用说明如下：
图3-2 DJ6型光学经纬仪外形图
1—对光螺旋；2—目镜；3—读数显微镜；4—照准部水准管；5—脚螺旋；6—望远镜物镜；7—望远镜制动螺旋；8—望远镜微动螺旋；9—中心锁紧螺旋；10—竖直度盘；11—竖盘指标水准管微动螺旋；12—光学对中器目镜；13—水平微动螺旋；14—水平制动螺旋；15—竖盘指标水准管；16—反光镜；17—度盘变换手轮；18—保险手柄；19—竖盘指标水准管反光镜；20—托板；21—压板
1.照准部
如图3-3所示，照准部由望远镜、横轴、竖直度盘、读数显微镜、照准部水准管和竖轴等部分组成。
（1）望远镜。用来照准目标，它固定在横轴上，绕横轴而俯仰，可利用望远镜制动螺旋和微动螺旋控制其俯仰转动。
（2）横轴。是望远镜俯仰转动的旋转轴，由左右两支架所支承。
（3）竖直度盘。用光学玻璃制成，用来测量竖直角。
（4）读数显微镜。用来读取水平度盘和竖直度盘的读数。
（5）照准部水准管。用来置平仪器，使水平度盘处于水平位置。
（6）竖轴。竖轴插入水平度盘的轴套中，可使照准部在水平方向转动。
2.水平度盘部分
（1）水平度盘。它是用光学玻璃制成的圆环。在度盘上按顺时针方向刻有0°～360°的分划，用来测量水平角。在度盘的外壳附有照准部制动螺旋和微动螺旋，用来控制照准部与水平度盘的相对转动。当锁住制动螺旋，照准部与水平度盘连接，这时如转动微动螺旋，则照准部相对于水平度盘做微小的转动；若打开制动螺旋，则可使照准部绕水平度盘旋转。
（2）水平度盘转动的控制装置。测角时水平度盘是不动的，这样照准部转至不同位置，可以在水平度盘上读数求得角值。但有时需要转动水平度盘。
控制水平度盘转动的装置有两种：第一种是位置变动手轮，它又有两种形式。如图3-2中17是其中之一。使用时拨开护盖，转动手轮，待水平度盘至需要位置后，停止转动，再盖上护盖。具有以上装置的经纬仪，称为方向经纬仪。第二种是复测装置。如图3-5中的6，当扳手拨下时，度盘与照准部扣在一起同时转动，度盘读数不变；若将扳手拨向上，则两者分离，照准部转动时水平度盘不动，读数随之改变。具有复测装置的经纬仪，称为复测经纬仪。
3.基座
基座是用来支承整个仪器的底座，用中心螺旋与三脚架相连接。基座上备有3个脚螺旋，转动脚螺旋，可使照准部水准管气泡居中，从而导致水平度盘处于水平位置，亦即仪器的竖轴处于铅垂状态。
图3-3 DJ6型光学经纬仪部件及光路图
1、2、3、5、6、7、8—光学读数系统棱镜；4—分微尺指标镜；9—竖直度盘；10—竖盘指标水准管；11—反光镜；12—照准部水准管；13—度盘变换手轮；14—轴套；15—基座；16—望远镜；17—读数显微镜；18—内轴；19—水平度盘；20—外轴
（二）DJ6型光学经纬仪的读数方法
DJ6型光学经纬仪的读数装置可分为分微尺测微器和单平行玻璃测微器两种，其中以前者居多。
1.分微尺测微器及其读数方法
国产DJ6型光学经纬仪，其读数装置大多属于此类。图3-3表示其光路系统，外来光线由反光镜11的反射，穿过毛玻璃经过棱镜1，转折90°将水平度盘照亮，此后光线通过棱镜2和3的几次折射到达刻有分微尺指标镜4，再经棱镜5又一次转折，就可在读数显微镜里看到水平度盘的分划线和分微尺的成像。
竖直度盘的光学读数线路与水平度盘相仿。外来光线经过棱镜6的折射，照亮竖直度盘，再由棱镜7和8的转折，到达分微尺的指标镜4，最后经过棱镜5的折射，同样可在读数显微镜内看到竖直度盘的分划线和分微尺的成像。
图3-4的上半部是从读数显微镜中看到的水平度盘的像，只看到115°和116°两根刻划线，并看到刻有60个分划的分微尺。读数时，读取度盘刻划线落在分微尺内的那个读数，不足1°的读数根据度盘刻划线在分微尺上的位置读出，并估计到0.1′。图中上半部读得水平度盘的读数为115°55.0′；下半部是竖直度盘的成像，读数为78°12.5′。
图3-4 分微尺读数
2.单平行玻璃测微器及其读数方法
图3-5是北京光学仪器厂生产的该类仪器（DJ6-1型）的外形，图3-6是从读数显微镜中看到的水平度盘、竖直度盘及测微器的像。该仪器水平度盘刻划从 0°～360°共720格，每格30′，测微器刻划0′～30′共90格，每格20″，可估读到1／4格（即5″）。在图3-6中，最上的小框为测微器，中间与下面的两框分别为竖直度盘和水平度盘。读数时，转动测微手轮，光路中的平行玻璃随着移动，度盘和测微器的影像也跟着移动，直至度盘分划线精确地平分双指标线，按双指标线所交的度盘分划线读取度数和30′的整分数，不足30′的读数从测微器中读出。如图3-6（a）所示，水平度盘的读数为122°30′+07′20″=122°37′20″，而图3-6（b）中的竖直度盘读数为87°00′+19′30″=87°19′30″。
二、DJ2型光学经纬仪
我国苏州第一光学仪器厂生产的DJ2型光学经纬仪，其构造与DJ6型基本相同，但读数装置和读数方法有所不同。
（一）读数装置
DJ2型光学经纬仪在读数显微镜中水平度盘和竖直度盘的像不能同时显现，为此，要用换像手轮拨动各自的反光镜进行读数成像的转换。
读数装置采用对径符合数字读数设备。它是将度盘上相对180°的分划线，经过一系列棱镜和透镜的反射和折射，显现在读数显微镜内，并用对径符合和光学测微器，读取对径相差180°的读数，取平均值，以消除度盘偏心所产生的误差，提高测角精度。
如图3-7（a）所示，读数窗中右上窗显示度盘的度值及10′的整倍数值；左边小窗为测微尺，用以读取10′以下的分、秒值，共分600格，每格1″，估读0.1″，左边的注字为分值，右边注字为10″的倍数值；右下窗为对径分划线的像。
图3-5 DJ6-1型光学经纬仪外形图
1—竖盘指标水准管；2—反光镜；3—读数显微镜；4—测微轮；5—照准部水准管；6—复测装置；7—中心锁紧螺旋；8—望远镜制动螺旋；9—竖盘指标水准管微动螺旋；10—望远镜微动螺旋；11—水平制动螺旋；12—水平微动螺旋
（二）读数方法
读数前应首先运用换像手轮和相应的反光镜，使读数显微镜中显示需要读数的度盘像，如图3-7 （a）所示为水平度盘的像。读数时，转动测微手轮使右下窗中的对径分划线重合，如图3-7 （b）、（c）所示，而后读取上窗中中央或中央左边的度值和窗内小框中10′的倍数值，再后读取测微尺上小于10′的分值和秒值，两者相加而得整个读数。
图3-6 单平行玻璃测微器读数
（a）水平度盘读数；（b）竖直度盘读数
图3-7 DJ2型光学经纬仪的读数
（a）读数窗；（b）水平度盘读数；（c）竖直度盘读数
例如，图3-7（b）水平度盘读数为150°00′+01′54″=150°01′54″；如图3-7（c）所示竖直度盘读数为 74°50′+07′16″=74°57′16″。
图3-8为另一种对径符合数字读数，上窗对径分划线已经重合，可以开始读数，在中窗内读取度值及10′的倍数值 (度值下▽尖所指的数)，读数为94°10′，再在下窗中读得2′44″，整个读数为94°12′44″。
图3-8 Wild T2光学经纬仪的读数