大地测量仪器学2PPT课件
合集下载
相关主题
- 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)。
地 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
测 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，
量 瑞士克思厂生产的DKM2型及苏联TB仪 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
器 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
地 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
测 近似地认为是ω2。而一般望远镜的物镜焦距比目 镜焦距要大上几源自文库倍，这样，虚象对眼睛的张角
量 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
仪 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
地 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—
测 2型自动安平水准仪的望远镜物镜就是这种双胶 合形式。
量 仪 器 学
8
.
大 2．双分离式 如图所示。这种物镜与双胶合
地 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
测 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
大
第二章 望远镜 §2-1 望远镜及原理
地 一、望远镜的作用
十字丝板
测 望远镜是用来瞄准目标的。所以必须解决：看清 远处的目标问题；还得解决精确瞄准问题。
量 物镜 目镜
仪
器
学
1
.
大 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
地 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
测式： 1．双胶合式
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
满足精度要求。
量 当望远镜的放大倍数要求不太高、物
仪镜的相对孔径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
器差)均能满足精度要求。
学
7
.
大 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
测
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
量 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
仪 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。
器
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
学 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。
2
.
大
设Pm为一个远处目标，根据薄透镜的成象原
地 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。
测 对目镜来说，则是在它的前焦点F2以内，因 此，当P′m′被目镜第二次成象时，得到的必定
学 置和仔细地调整镜片间的距离来解 决。
10
.
大 (二)折反射式物镜 地 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，
测 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，
量 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
器 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
学 大倍数也高，但整个望远镜的长度却很短。
12
.
大 地 这种折反射式物镜的主要缺点是：
1．镜片的共轴性要求高；
测 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
量 面的局部误差不能超出1/20λ； 3．装校工艺要求高；
象的原理，一般将望远镜分为物镜、十字丝分
测 划板、调焦镜及目镜四大基本部分。
量 一、物镜 望远镜上朝向目标的透镜称为物镜。它一
仪 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
器 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，
量 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
仪 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
器 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
学 型光学经纬仪上的物镜就是这种双 分离式。
9
.
大 3．三片分离式 由于这种形式的折射面数目增多，
器 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
学 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。
4
.
大 地 测 量 仪 器 学
5
.
大
§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，
地 它由许多光学零件和机械零件组成。按光学成
仪 不随焦距f的增加而增加这个问题，在经纬仪 的望远镜中就出现了折反射式物镜。如蔡司
器 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。
学
11
.
大
地
测
量 在这种物镜组中，除了折射面外，还有反射面， 仪 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
量 是一个放大的、正立的虚象P″m″，当然它对原 目标Pm来说已经是倒立的了。
仪 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
器 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。
学
3
.
大 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
学 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。
6
.
大归纳起来，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
地 物镜中各透镜的每折个个程值面度可，均以D理/为f解值折为越物射大镜，面对偏，光折线得的越偏厉 不存在有反射面。常见害的，引有起下的列成象三误种差就形越大)不大
测 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，
量 瑞士克思厂生产的DKM2型及苏联TB仪 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
器 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
地 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
测 近似地认为是ω2。而一般望远镜的物镜焦距比目 镜焦距要大上几源自文库倍，这样，虚象对眼睛的张角
量 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
仪 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
地 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—
测 2型自动安平水准仪的望远镜物镜就是这种双胶 合形式。
量 仪 器 学
8
.
大 2．双分离式 如图所示。这种物镜与双胶合
地 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
测 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
大
第二章 望远镜 §2-1 望远镜及原理
地 一、望远镜的作用
十字丝板
测 望远镜是用来瞄准目标的。所以必须解决：看清 远处的目标问题；还得解决精确瞄准问题。
量 物镜 目镜
仪
器
学
1
.
大 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
地 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
测式： 1．双胶合式
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
满足精度要求。
量 当望远镜的放大倍数要求不太高、物
仪镜的相对孔径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
器差)均能满足精度要求。
学
7
.
大 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
测
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
量 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
仪 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。
器
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
学 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。
2
.
大
设Pm为一个远处目标，根据薄透镜的成象原
地 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。
测 对目镜来说，则是在它的前焦点F2以内，因 此，当P′m′被目镜第二次成象时，得到的必定
学 置和仔细地调整镜片间的距离来解 决。
10
.
大 (二)折反射式物镜 地 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，
测 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，
量 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
器 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
学 大倍数也高，但整个望远镜的长度却很短。
12
.
大 地 这种折反射式物镜的主要缺点是：
1．镜片的共轴性要求高；
测 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
量 面的局部误差不能超出1/20λ； 3．装校工艺要求高；
象的原理，一般将望远镜分为物镜、十字丝分
测 划板、调焦镜及目镜四大基本部分。
量 一、物镜 望远镜上朝向目标的透镜称为物镜。它一
仪 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
器 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，
量 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
仪 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
器 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
学 型光学经纬仪上的物镜就是这种双 分离式。
9
.
大 3．三片分离式 由于这种形式的折射面数目增多，
器 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
学 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。
4
.
大 地 测 量 仪 器 学
5
.
大
§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，
地 它由许多光学零件和机械零件组成。按光学成
仪 不随焦距f的增加而增加这个问题，在经纬仪 的望远镜中就出现了折反射式物镜。如蔡司
器 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。
学
11
.
大
地
测
量 在这种物镜组中，除了折射面外，还有反射面， 仪 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
量 是一个放大的、正立的虚象P″m″，当然它对原 目标Pm来说已经是倒立的了。
仪 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
器 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。
学
3
.
大 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
学 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。
6
.
大归纳起来，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
地 物镜中各透镜的每折个个程值面度可，均以D理/为f解值折为越物射大镜，面对偏，光折线得的越偏厉 不存在有反射面。常见害的，引有起下的列成象三误种差就形越大)不大