一种可读型纬度测量仪及纬度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地球表面的玮度的测量技术领域，特别涉及一种可读型玮度测量仪及玮度测量方法。
【背景技术】
[0002]众所周知，地球表面任意一点的玮度就是该点与地球球心的连线同赤道平面形成的夹角度数。赤道的玮度为0°，南极和北极的玮度都为90°。
[0003]现有技术中，常用的测量地球表面的玮度的方法是标杆日影法。标杆日影法的原理为:在测量日的“正午”时，将一标杆垂直于地面竖立，标杆背向太阳的一面形成标杆的影子，标杆和标杆的影子构成一个三角形，该三角形的顶角的度数即为测量地点的玮度。
[0004]如图1所示，采用标杆日影法，在测量地点P点垂直于地面竖起标杆PQ，过P点的地平线为L0，标杆QP的延长线必经过球心O，当平行于赤道EF的太阳光照射标杆PQ时，在地面上形成标杆的影子PT，由于太阳光QT平行于赤道EF，所以Z TQP = Z POF,由此可知，在三角形TQP中，顶角Z TQP的度数即为测量地点P点的玮度。若测量地点P点位于赤道EF上，测量地点P点的玮度为0° ;若测量地点P点位于北极点N点，测量地点P点的玮度为 90。ο
[0005]标杆日影法能够测量地球表面的任意一点的玮度。但是，标杆日影法在应用中存在如下缺点:
[0006]1.标杆日影法要求太阳光与赤道平行，但是一年中只有春分日和秋分日太阳光与赤道平行，因此，采用标杆日影法在除春分日和秋分日之外的每一天测量得到的玮度值都与测量地点的实际玮度值之间存在偏差。
[0007]2.标杆日影法受季节的影响较大，即在不同季节在同一测量地点测量得到的玮度值之间存在偏差。这是由一年内太阳直射地点不断在地球的南回归线与北回归线之间移动导致的。
[0008]非常需要一种新的可读型玮度测量仪及玮度测量方法。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一是针对现有技术的上述缺陷，提供一种可读型玮度测量仪。
[0010]本发明的目的之二是针对现有技术的上述缺陷，提供一种玮度测量方法。
[0011]本发明提供的可读型玮度测量仪包括读数面板、标杆、底座、量角器、第一横杆和第一重锤；
[0012]读数面板的底面的一端与底座的一端铰链连接，使得读数面板能够以读数面板与底座的连接处为中心转动；
[0013]标杆的底端固定设置于读数面板的上端面，标杆位于读数面板的与底座连接的一端，且标杆垂直于读数面板的上端面；
[0014]第一横杆设置于标杆的顶部，且第一横杆与标杆相互垂直；
[0015]量角器固定设置于标杆的中间位置，且标杆位于量角器的中心位置；
[0016]第一重锤通过绳子悬挂于量角器的中心位置，且第一重锤能够在重力作用下自由下垂；
[0017]底座上设有用于支撑读数面板的第一支杆，且第一支杆呈倒置的V字形；第一支杆的顶端与读数面板的底面铰链连接，第一支杆的开口端朝向第二横杆，且第一支杆与第二横杆构成一个三角形；
[0018]底座上设有多组卡扣；第二横杆的两端固定于任意一组卡扣内；
[0019]底座的底部设有用于支撑底座的第二支杆，第二支杆与底座的底部铰链连接，且第二支杆与标杆位于底座的同一端；
[0020]读数面板的上端面设有等玮度线和基准线。
[0021]优选地，所述可读型玮度测量仪还包括通过绳子分别悬挂于第一横杆两端的第二重锤和第三重锤，且第二重锤和第三重锤能够在重力作用下自由下垂。
[0022]优选地，所述读数面板呈长方形。
[0023]优选地，所述底座呈长方形。
[0024]优选地，所述第二支杆的长度可调。
[0025]优选地，所述第一支杆的长度可调。
[0026]优选地，所述底座的底部设有三个用于调节水平的支脚。
[0027]优选地，所述等玮度线为以所述标杆与所述读数面板的交点为圆心的一组同心圆。
[0028]优选地，所述基准线为沿着所述读数面板的长边方向且通过所述标杆与所述读数面板的交点的一条直线。
[0029]本发明提供一种玮度测量方法，该玮度测量方法采用所述的可读型玮度测量仪，该玮度测量方法包括:
[0030]选择测量地点的晴天，在接近中午时，将所述可读型玮度测量仪放置于测量地点的地平面上，使标杆对准太阳的方向，并且通过调节使底座和读数面板均位于测量地点的水平面内；
[0031]当太阳直射点位于南半球、测量地点位于北半球且标杆的影子未超出读数面板的读数范围时，测量地点的玮度等于将读数面板以测量地点为中心沿顺时针方向转动第一预设角后在所述读数面板上得到的角度读数，此时第一预设角等于太阳直射点的玮度；
[0032]当太阳直射点位于南半球、测量地点位于北半球且标杆的影子超出读数面板的读数范围时，测量地点的玮度等于将读数面板以测量地点为中心沿顺时针方向转动第一预设角和第二预设角后在读数面板上得到的角度读数与第二预设角的角度之和，此时第一预设角等于太阳直射点的玮度；
[0033]当太阳直射点和测量地点均位于北半球、测量地点位于太阳直射点以北且标杆的影子未超出读数面板的读数范围时，测量地点的玮度等于先将底座以测量地点为中心沿逆时针方向转动第一预设角，再将读数面板沿顺时针方向转动第二预设角后在读数面板上得到的角度读数，此时第一预设角大于第二预设角且第一预设角与第二预设角的角度之差等于太阳直射点的玮度；
[0034]当太阳直射点和测量地点均位于北半球、测量地点位于太阳直射点以北且标杆的影子超出读数面板的读数范围时，测量地点的玮度等于先将底座以测量地点为中心沿逆时针方向转动第一预设角再将读数面板沿顺时针方向转动第二预设角后在读数面板上得到的角度读数与第二预设角的角度之和，此时第二预设角大于第一预设角且第一预设角等于太阳直射点的玮度；
[0035]当太阳直射点和测量地点均位于北半球、且测量地点位于太阳直射点以南时，测量地点的玮度等于先将底座以测量地点为中心沿逆时针方向转动第一预设角再将读数面板沿顺时针方向转动第二预设角后在读数面板上得到的角度读数，此时第一预设角大于第二预设角且第一预设角与第二预设角的角度之差等于太阳直射点的玮度。
[0036]本发明具有如下有益效果:
[0037]与现有技术的标杆日影法相比，所述可读型玮度测量仪及玮度测量方法能够测量地球表面待测地点的玮度，并且能够提高地球表面玮度的测量精度。
【附图说明】
[0038]图1为现有技术的标杆日影法的示意图；
[0039]图2为本发明实施例提供的可读型玮度测量仪的结构示意图；
[0040]图3为本发明实施例提供的可读型玮度测量仪的使用状态图之一；
[0041]图4为本发明实施例提供的可读型玮度测量仪的使用状态图之二 ；
[0042]图5为本发明实施例提供的可读型玮度测量仪的底座的局部放大图；
[0043]图6为本发明实施例提供的可读型玮度测量仪的标杆的局部放大图；
[0044]图7为本发明实施例提供的可读型玮度测量仪的读数面板的上端面的等玮度线和基准线的示意图；
[0045]图8为等玮度线的半径与标杆的高度的几何关系示意图；
[0046]图9为本发明实施例提供的玮度测量方法的原理的示意图之一；
[0047]图10为本发明实施例提供的玮度测量方法的原理的示意图之二 ；
[0048]图11为本发明实施例提供的玮度测量方法的原理的示意图之三。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图及实施例对本发明的内容作进一步的描述。
[0050]如图2所示，本实施例提供的可读型玮度测量仪包括读数面板1、标杆2、底座3、量角器4、第一横杆5和第一重锤6。
[0051]如图2和图3所示，读数面板I呈例如长方形，读数面板I的底面的一端与底座3的一端铰链连接，例如读数面板I的底面的一端与底座3的一端通过合页铰接，使得读数面板I能够以读数面板I与底座3的连接处为中心转动。
[0052]如图2、图3、图4和图6所示，标杆2的底端固定设置于读数面板I的上端面，标杆2位于读数面板I的与底座3连接的一端，且标杆2垂直于读数面板I的上端面。第一横杆5设置于标杆2的顶部，且第一横杆5与标杆2相互垂直。量角器4固定设置于标杆2的中间位置，且标杆2位于量角器4的中心位置。第一重锤6通过绳子悬挂于量角器4的中心位置，且第一重锤6能够在重力作用下自由下垂。
[0053]在本实施例的一种优选的实施方式中，所述可读型玮度测量仪还包括第二重锤7第三重锤8。第二重锤7和第三重锤8通过绳子分别悬挂于第一横杆5的两端，且第二重锤7和第三重锤8能够在重力作用下自由下垂。第二重锤7和第三重锤8用于判断标杆2是否垂直于读数面板I的上端面。当第二重锤7和第三重锤8在重力作用下自由下垂时，如果用于悬挂第二重