측지기를 사용한 각도 측정: 전문가 가이드

섹션 1: 수평 각도 측정의 원리

I. 수평 각도의 개념

한 점에서 교차하는 두 방향의 선이 수평면에 수직으로 투영되어 형성되는 각도를 수평각이라고 합니다. 일반적으로 β로 표시되며 각도 범위는 0˚ ~ 360˚입니다.

그림 3-1에서와 같이 A, O, B는 지상의 임의의 점입니다. 방향선 OA와 OB 사이의 수평 각도는 수평면 H에 대한 OA와 OB의 수직 투영 O1A1 및 O1B1이 형성하는 각도로 β로 표현됩니다.

II. 수평 각도 측정의 원리

그림 3-1과 같이 눈금 원이 점 O 위의 임의 높이에 수평으로 배치되어 있고 원의 중심은 점 O를 통과하는 수직선과 일치합니다. 두 개의 수직면이 각각 OA와 OB를 통해 설정되고 눈금 원에서 이 두 수직면이 교차하는 판독값을 a와 b로 표시합니다. 수평 각도 β의 값은 다음과 같이 계산할 수 있습니다:

수평 각도를 측정하는 데 사용되는 기기에는 수평 위치에 놓을 수 있는 수평 디스크가 있어야 하며, 수평 디스크의 중심은 수평 각도의 꼭지점을 통과하는 수직선과 일치해야 합니다.

기기의 망원경은 수평면뿐만 아니라 수직면에서도 회전합니다. 측지기는 각도 측정을 위한 위의 기본 요구 사항에 따라 설계 및 제조됩니다.

섹션 2: 광학 테오돌라이트의 구조

광학 측지기는 측정 정확도에 따라 다음과 같이 다양한 레벨로 분류됩니다.₀₇, DJ₁, DJ₂, DJ₆및 DJ₁₅. "DJ"는 각각 "측지 측량"과 "측지 측량"의 중국어 병음 첫 글자를 나타내며, 07, 1, 2, 6, 15는 "초 단위로 측정한 방향 관측 오차의 표준 편차"로 표현되는 기기의 정밀도 수준을 나타냅니다.

I. DJ의 구조₆ 광학 테오돌라이트

DJ₆ 광학 측지기는 주로 조준 시스템, 레벨 디스크, 베이스의 세 부분으로 구성됩니다.

1. 시팅 시스템

조준 시스템은 축을 중심으로 회전할 수 있는 레벨 디스크 위의 부품을 말합니다. 조준 시스템은 주로 수직축, 망원경, 수직 디스크, 판독 장치, 수평 조절 튜브 및 광학 콜리메이터로 구성됩니다.

 (1) 수직축: 조준 시스템의 회전축을 기기의 수직축이라고 합니다. 잠금 나사와 미세 조정 나사를 조정하여 조준 시스템의 수평 방향 회전을 제어할 수 있습니다.

 (2) 망원경: 망원경은 목표물을 조준하는 데 사용됩니다. 또한 정확한 조준을 돕기 위해 데오도라이트의 십자선 판의 십자선은 레벨의 십자선과 약간 다릅니다. 자세한 내용은 그림 3-3을 참조하세요.

망원경의 회전축을 수평축이라고 합니다. 망원경의 잠금 나사와 미세 조정 나사를 조정하여 상하 회전을 제어할 수 있습니다.

망원경의 시선은 수평축에 수직이고 수평축은 기기의 수직축에 수직입니다. 따라서 기기의 수직축이 수직일 때 망원경은 수평축을 중심으로 회전하여 수직면을 쓸어내립니다.

(3) 수직 디스크: 수직 디스크는 수직 각도를 측정하는 데 사용되며 수평 축의 한쪽 끝에 고정되어 망원경과 함께 회전합니다.

(4) 읽기 장치: 읽기 장치는 레벨 디스크와 수직 디스크에서 판독값을 읽는 데 사용됩니다.

(5) 수평 조절 튜브: 조준 시스템의 수평 조절 튜브는 기기의 수평을 정확하게 맞추는 데 사용됩니다. 수평 조절 튜브의 축은 기기의 수직 축에 수직입니다. 레벨링 튜브의 기포가 중앙에 있으면 수준기의 수직 축이 수직이 되고 수평 디스크가 수평 위치에 있습니다.

(6) 광학 콜리메이터: 광학 콜리메이터는 레벨 디스크의 중심이 스테이션 지점을 통과하는 수직선과 일치하도록 하는 데 사용됩니다.

2. 레벨 디스크

수평 디스크는 수평 각도를 측정하는 데 사용됩니다. 0° ~ 360° 눈금이 표시된 광학 유리로 만든 원형 링입니다. 전체 눈금에는 주석이 표시되어 있으며 눈금 값은 1° 또는 30′로 시계 방향으로 표시됩니다.

레벨 디스크는 조준경 시스템과 분리되어 있으며 이동 시 조준경 시스템과 함께 회전하지 않습니다. 레벨 디스크의 위치를 변경해야 하는 경우 조준기의 레벨 디스크 변경 핸드휠을 사용하여 디스크를 원하는 위치로 이동할 수 있습니다.

3. Base

베이스는 전체 기기를 지지하고 중앙 연결 나사를 통해 삼각대에 측지기를 고정하는 데 사용됩니다. 베이스에는 기기의 수평을 맞추기 위한 3개의 받침 나사가 있습니다. 또한 베이스에는 시팅 시스템과 베이스 사이의 연결을 제어하는 데 사용되는 고정 나사 소켓이 있습니다.

II. 읽기 장치 및 방법

레벨 디스크의 판독값이 눈금 값보다 작으면 마이크로미터를 사용하여 판독값을 읽습니다. DJ₆ 광학 시오도라이트는 일반적으로 버니어 마이크로미터를 사용합니다.

그림 3-4와 같이 판독 현미경을 통해 보이는 두 개의 판독 창이 있습니다. "수평" 또는 "H"가 표시된 창은 수평 디스크 판독을 위한 창이고, "수직" 또는 "V"가 표시된 창은 수직 디스크 판독을 위한 창입니다. 각 읽기 창에는 버니어 눈금이 있습니다.

버니어 눈금의 길이는 레벨 디스크에서 1° 이미지의 너비와 같습니다. 버니어 눈금의 전체 길이는 1°를 나타냅니다. 버니어 눈금은 60개의 작은 분할로 나뉘며, 각 작은 분할은 1'을 나타내며 0.1′ 또는 6″로 추정할 수 있습니다. 10개의 작은 분할마다 10′의 배수를 나타내는 숫자가 표시되어 있습니다.

판독을 하려면 먼저 판독 현미경의 접안렌즈를 조정하여 판독 창의 눈금선에 초점을 맞추고 선명하게 보이도록 합니다.

다음으로 버니어 눈금에서 눈금선이 나타내는 각도 값을 읽고, 마지막으로 눈금선을 기준으로 버니어 눈금에서 1° 미만의 분수 부분을 읽으면서 초 수를 추정합니다.

그림 3-4에 표시된 것처럼 수평 디스크의 판독값은 164°06′36″이고 수직 디스크의 판독값은 86°51′36″입니다.

III. DJ의 구조 소개₂ 광학 테오돌라이트

1. DJ2 광학 테오돌라이트의 특징

DJ6 광학 측지기와 비교하여 DJ2 광학 측지기는 다음과 같은 특징이 있습니다:

(1) 축 사이의 구조가 안정적이고 망원경의 배율이 더 크고 조준 시스템의 레벨링 튜브의 감도가 더 높습니다.

(2) DJ2 광학 시오도라이트의 판독 현미경에서는 수평 디스크 또는 수직 디스크의 이미지 중 하나만 볼 수 있습니다. 판독 시 이미지 변환 핸드휠을 돌리면 판독해야 하는 디스크의 이미지가 시야에 들어옵니다.

(3) DJ2 광학 측지기는 디스크에서 180° 간격으로 두 판독값의 평균값을 얻는 것과 동일한 시차 판독 장치를 사용하여 편심 오류의 영향을 제거하고 판독 정확도를 향상시킵니다.

2. DJ2 광학 측지기의 판독 방법

시차 판독 장치는 일련의 프리즘과 렌즈를 통해 180° 떨어진 선을 기준으로 디스크의 눈금을 판독 현미경에 동시에 반영하며, 그림 3-6과 같이 중간 지점 위와 아래의 수평선에 눈금이 나타납니다.

오른쪽 아래 모서리에 있는 창은 눈금 선의 일치 여부를 보여줍니다. 오른쪽 상단의 눈금 창 위의 숫자는 각도 값, 가운데 튀어나온 작은 상자 안의 숫자는 10의 배수, 왼쪽 하단의 눈금 창은 마이크로미터의 눈금입니다.

마이크로미터 눈금은 600개의 작은 분할로 나뉘며, 각 분할은 1″를 나타냅니다. 마이크로미터 눈금의 범위는 10'이며 0.1"로 추정할 수 있습니다. 마이크로미터의 판독 창 왼쪽에 있는 숫자는 분 단위 값이고 오른쪽에 있는 숫자는 10″의 배수입니다. 판독 방법은 다음과 같습니다:

(1) 그림 3-6b와 같이 마이크로미터 휠을 돌려 일치 창의 눈금 선이 정확하게 일치하도록 합니다.

(2) 판독 창에서 학위 값을 읽습니다.

(3) 중앙에 튀어나온 작은 상자에서 10의 배수를 읽습니다.

(4) 마이크로미터 판독 창에서 단일 인덱스 라인의 위치를 기준으로 10′ 미만의 분수 부분과 0.1″로 추정하면서 초를 직접 판독합니다.

(5) 차수 값, 10′의 배수, 마이크로미터 눈금의 판독값을 더하여 디스크의 판독값을 구합니다. 그림 3-6b의 판독값은 다음과 같습니다:

65°+5×10′+4′08.2″=65°54′08.2″.