大地测量仪器学优秀课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
由于眼睛到物镜的距离比眼睛到目标的距离小 得多,所以,目标Pm对眼睛的张角可近似地认为是 ω1。又由于眼睛到目镜的距离也远远小于眼睛到 虚象P″m″的距离,所以,虚象对眼睛的张角也可 近似地认为是ω2。而一般望远镜的物镜焦距比目 镜焦距要大上几十倍,这样,虚象对眼睛的张角 ω2也就比原目标对眼睛的张角ω1,扩大了几十倍。 或者说,眼睛观察远处目标的能力,通过望远镜之 后,提高了几十倍。所以,原来眼睛不能直接看清 楚的目标通过望远镜就能看清楚。由于目标对眼睛 的张角的扩大与目标由远移近的实质是一样的,所 以,从望远镜中看到的目标总比原目标要近。物镜 和目镜把远处目标变成象,从而扩大了对眼睛的张 角,这就是望远镜能够望远的原因。
的望远镜中就出现了折反射式物镜。如蔡司 Theo 010经纬仪物镜(图2—6)及克恩厂的DKM3 经纬仪物镜均属这一类型。
在这种物镜组中,除了折射面外,还有反射面, 光线在物镜中来回折转一次之后才能到达十字 丝面上。这样,焦距f没有缩短,而镜筒的长度 上反而变短了。这种结构特征,从仪器的外表 上就能看出来:物镜的通光孔径0很大,望远镜 的放大倍数也高,但整个望远镜的长度却很短。
2.双分离式 如图所示。这种物镜与双胶合
物镜相比,增加了一个折射面和一 个空气间隔。通过修正折射面的曲 率半径及调整空气间隔,能更方便 地消除物镜的成象误差,因此,物
镜的相对孔径D/f值可以适当的增
大一点。但两片的同心度就不如双 胶合式容易保证。它仍只能用在J6 这一精度级的经纬仪上。如杭州红 旗光学仪器厂生产的CJH—1型光学 经纬仪及蔡司Theo 030型及Theo 020型光学经纬仪上的物镜就是这 种双分离式。
这种折反射式物镜的主要缺点是: 1.镜片的共轴性要求高; 2.对折射面及反射面的加工精度要求高,
折射面的局部误差不能超出1/8λ(波长),反 射面的局部误差不能超出1/20λ;
3.装校工艺要求高; 4.反射面上的反光材料容易因潮湿等原 因而产生氧化,降低反光效率。
物镜片都是装在金属的物镜框里面,一般都 是通过螺牙压圈将镜片固紧。压圈如果旋得过紧, 镜片就会因受力过大而破裂,如果旋得过松,镜 片就会晃动,使象质时好时坏。当镜片与镜片之 间的距离大时,一般用垫圈隔开,当距离小时, 用锡箔纸垫上几层就可以了,但垫的厚度应均匀, 垫的位置要对称,总之,不应破坏镜片的主面与 光轴的垂直度,否则,会引起象差。暴露在外面 的镜面,不要用粗糙的布或纸之类的东西去擦拭, 以免破坏面上的增透膜和使面上产生许多划痕, 影响透光能力和成象的清晰度。
§2-2 望远镜的基本构造
望远镜是大地测量仪器上的一个重要部 件,它由许多光学零件和机械零件组成。按光 学成象的原理,一般将望远镜分为物镜、十字 丝分划板、调焦镜及目镜四大基本部分。
一、物镜
望远镜上朝向目标的透镜称为物镜。它 一般由两块以上的厚透镜组合而成,因此,又 称为物镜组。不管由几块组成,最后应组合成 一个会聚系统,只有这样,才能使远处目标在 它的后焦点附近成一个实象,然后,使这个实 象,连同十字丝面上的分划线,第二次被目镜 去成象与放大,最后供人眼去观察。
1.双胶合式
满足精度要求。
当望远镜的放大倍数要求不太高、物
镜的相对孔径D/f 不大于1/5~1/6时,
物镜的三种主要象差(即球差、色差和彗
差)均能满足精度要求。
这种形式的最大好处是加工、装配、调整方 便。这种结构形式主要用在J6级及J6级以下的各 级光学经纬仪或相当于这一精度等级的其他测量 仪器上。如北光厂的DJ6—1型光学经纬仪、Ni— 2型自动安平水准仪的望远镜物镜就是这种双胶 合形式。
大地测量仪器学
望远镜的另一大任务是用来测量距离。只要在 十字丝板上加上两条专门的标志线,即视距线,再 配上专门的瞄准目标—一标尺,这个问题就解决了。
二、望远镜的成象原理
1、望远镜为什么比人的眼睛看得更远呢? 物体能否被眼睛看清楚的关键,不在于它离眼 睛有多远,也不在于它本身有多大,而在于该物体 对眼睛所成的张角的大小。望远镜之所以能看清远 处目标的关键也就在于它通过对目镜成象后扩大了 这个张角。 2、望远镜的成象原理。 把物镜AB及目镜CD安放到同一条光轴上,并使 AB的后焦点F1′和CD的前焦点F2重合,就构成了望 远镜的成象系统。
(二)折反射式物镜
要获得成象性能良好,放大倍率高的望远 物镜,折射式物镜的有效通光孔径D必然增大,
焦距f也必然加长,只有这样,才能保证相对 孔径D/f值不超过所容许的范围。但f加长后,
镜筒的长度L必须跟着加长,仪器的体积随之 增大,不利于野外作业。为了解决镜筒长度L
不随焦距f的增加而增加这个问题,在经纬仪
设Pm为一个远处目标,根据薄透镜的成象原 理可知,该目标首先被物镜成一个倒立的、缩小
的实象P′m′在f1′之外,且离F1′很近的地方。
对目镜来说,则是在它的前焦点F2以内,因 m″,当然它对原 目标Pm来说已经是倒立的了。
象的位置则在离目镜约250毫米的地方。当 眼睛放在目镜的后焦点F2′附近时,就能从视场 中看到这个位于眼睛的明视距离处的倒象。这就 是在望远镜中看到的目标为什么都是倒立的原因。
归纳起来,物镜形式可相分对为孔径两D/大f (类D为:物镜的有效通
(一)折射式物镜
光孔径,f为物镜的焦距,D/f这
个值可以理解为物镜对光线的偏
物镜中各透镜的每折个程面度,均D/为f值折越射大,面偏,折得越厉
不存在有反射面。常见害的,引有起下的成列象三误种差就形越大)不大
式:
于1/5~1/6时,物镜的三种主要 象差(即球差、色差和彗差)均能
3.三片分离式 由于这种形式的折射面数目增多, 空气间隙的数量增加,校正物象差 的性能就更好,相对孔径可以再提 高一点。多用在精度较高的测量仪 器的望远镜上。如苏一光JGJ2型, 瑞士克思厂生产的DKM2型及苏联 TB-1型等光学经纬仪的物镜就是这 种三片分离式。缺点是增加了装配 调整的困难。当象质不好时,主要 是通过反复地绕光轴转动每块镜片 的位置和仔细地调整镜片间的距离 来解决。