一种可读型纬度测量仪及纬度测量方法_2

文档序号:8511295阅读:来源:国知局
锤7和第三重锤8的绳子均与标杆2位于一条直线上,则标杆2垂直于读数面板I的上端面;否则,标杆2与读数面板I的上端面不垂直。
[0054]如图3、图4和图5所示,底座3呈例如长方形。底座3上设有用于支撑读数面板I的第一支杆9,第一支杆9呈倒置的V字形。第一支杆9的顶端与读数面板I的底面铰链连接,第一支杆9的底端即开口端朝向第二横杆10,且第一支杆9与第二横杆10构成一个三角形。底座3上设有多组卡扣11。第二横杆10的两端固定于任意一组卡扣11内。使用时,本领域技术人员可以根据需要手动调节第二横杆10的位置。底座3的底部设有用于支撑底座3的第二支杆12,第二支杆12与底座3的底部铰链连接,且第二支杆12与标杆2位于底座3的同一端。
[0055]优选地,底座3和读数面板I的材质均为木头。优选地,第一支杆9的长度可调。优选地,第二支杆12的长度可调。优选地,底座3的底部设有至少三个用于调节水平的支脚(图中未示出),通过调节支脚即可使底座3和读数面板I水平。
[0056]如图7所示,读数面板I的上端面设有等玮度线和基准线,该等玮度线为以标杆2与读数面板I的交点为圆心的一组同心圆,该基准线为沿着读数面板I的长边方向且通过标杆2与读数面板I的交点的一条直线。在图7中,标杆2与读数面板I的交点为O点,直线OD为基准线,任意相邻的两条等玮度线之间的玮度之差例如为1°。本领域技术人员很容易理解,应用中,可以根据需要设置任意相邻的两条等玮度线之间的玮度之差,并且任意相邻的两条等玮度线之间的玮度之差越小,所述可读型玮度测量仪的测量精度越高。
[0057]如图8所示,在基准线上取任意一点A,并且连结点A与标杆2的顶点B,得到直角三角形0ΑΒ,直角三角形OAB的边长OA的长度等于经过点A的等玮度线的半径R,其边长OB的长度等于标杆2的高度H,则有
[0058]R = H*tan Z OBA公式(I)。
[0059]在本实施例中,标杆2的高度H例如为300mm,Z OBA在0-70°之间以0.1°为步长取值,即Z OBA的度数依次为0.1°、0.2°、0.3°、0.4°、0.5°……。然后根据上述公式
(I)计算得到与Z OBA的每一个度数对应的半径R。最后以O点为圆心,以R为半径画出一组同心圆,即可得到如图7所示的等玮度线。在本实施例中,所述可读型玮度测量仪的测量精度为0.1°。
[0060]下面分不同情况介绍本实施例提供的玮度测量方法,该玮度测量方法采用上述可读型玮度测量仪。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3和读数面板I均位于测量地点的水平面内。
[0061](a)情况一:
[0062]如图9所示,当太阳直射点Z位于南半球、测量地点P位于北半球且标杆的影子未超出读数面板的读数范围时,太阳直射点Z的玮度为Θ 1,测量地点P的玮度为Θ 2 ;先将上述可读型玮度测量仪的底座置于地平线LO上,且标杆的底端置于测量地点P ;然后将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角,与之同时标杆PQl也相应地以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角,即标杆的顶端由点Ql转动至点Q2,且第一预设角等于太阳直射点Z的玮度0 1,故幺01?02= 0 1jpZMPQ2= Θ1,标杆PQl的延长线经过地心O点。
[0063]如图5和图6所示,将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角的方法如下:通过将第二横杆10的两端固定于不同的卡扣11内和/或调节第一支杆9的长度,使得悬挂第一重锤6的绳子与标杆2之间的夹角为Θ I。
[0064]因为Z POZ与Z PMT2为同一组平行线的内错角;
[0065]所以Z POZ = Z PMT2 ;
[0066]又因为由图9可得Z POZ = Θ 1+Θ 2 ;
[0067]所以ZPMT2 = Θ 1+ Θ 2公式(2);
[0068]因为Z PMT2为三角形PMQ2的外角;
[0069]所以Z PMT2 = Z MPQ2+ Z MQ2P ;
[0070]又因为ZMPQ2 =Θ1;
[0071]所以ZPMT2 = Θ 1+ Z MQ2P公式(3);
[0072]由公式⑵和公式(3)可得Z MQ2P = Θ 2 ;
[0073]又因为Z MQ2P为在读数面板上得到的角度读数;
[0074]所以,当太阳直射点Z位于南半球、测量地点P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P的玮度等于将上述可读型玮度测量仪的读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角后在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Z的玮度θ I。
[0075](b)情况二:
[0076]如图10所示,当太阳直射点Z位于南半球、测量地点P位于北半球且标杆的影子超出读数面板的读数范围时,太阳直射点Z的玮度为Θ 1,测量地点P的玮度为Θ 2 ;先将上述可读型玮度测量仪的底座置于地平线LO上,且标杆的底端置于测量地点P ;然后将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角,与之同时标杆PQl也相应地以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角,即标杆的顶端由点Ql转动至点Q2,且第一预设角等于太阳直射点Z的玮度0 1,故幺01?02= 0 1jpZMPQ2= Θ1,标杆PQl的延长线经过地心O点;再将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ 3,与之同时标杆PQ2也相应地以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ 3,即标杆的顶端由点Q2转动至点Q3,故Z Q3PQ2 = Θ 3。需要说明的是,将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角和第二预设角的顺序可以调换,即也可以先将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ 3,然后将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第一预设角。
[0077]因为Z POZ与Z PMT3为同一组平行线的内错角;
[0078]所以Z POZ = Z PMT3 ;
[0079]又因为由图10可得Z POZ = Θ 1+ Θ 2 ;
[0080]所以ZPMT3 = Θ 1+ Θ 2公式(4);
[0081]因为Z PMT3为三角形PMQ3的外角;
[0082]所以ZPMT3 = Z MPQ3+ Z MQ3P ;公式(5);
[0083]由公式⑷和公式(5)可得Z MPQ3+ Z MQ3P = Θ 1+ Θ 2 公式(6);
[0084]由图 10 可得 Z MPQ3 = Z MPQ2+ Z Q3PQ2 ;
[0085]又因为ZMPQ2= Θ 1,且Z Q3PQ2 = Θ 3 ;
[0086]所以ZMPQ3 = Θ 1+ Θ 3 ;公式(7);
[0087]由公式(6)和公式(7)可得Θ 2 = Z MQ3P+ Θ 3 ;
[0088]又因为Z MQ3P为在读数面板上得到的角度读数;
[0089]所以,当太阳直射点Z位于南半球、测量地点P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P的玮度等于将上述可读型玮度测量仪的读数面板以测量地点P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Z的玮度θ I。
[0090](c)情况三:
[0091]如图11所示,当太阳直射点Z和测量地点P均位于北半球、测量地点P位于太阳直射点Z以北且标杆的影子未超出读数面板的读数范围时,太阳直射点Z的玮度为Θ1,测量地点P的玮度为Θ 2 ;先将上述可读型玮度测量仪的底座置于地平线LO上,且标杆的底端置于测量地点P ;然后将底座以测量地点P为中心沿逆时针方向转动第一预设角Θ 3,与之同时标杆PQl也相应地以测量地点P为中心沿逆时针方向转动第一预设角Θ 3,即标杆的顶端由点Ql转动至点Q2,故Z Q1PQ2 = Θ 3,标杆PQl的延长线经过地心O点;再将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ 4,与之同时标杆PQ2也相应地以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ 4,即标杆的顶端由点Q2转动至点Q3,故ZQ2PQ3= Θ 4,第一预设角Θ 3大于第二预设角Θ 4,且第一预设角Θ 3与第二预设角Θ 4的角度之差等于太阳直射点Z的玮度为Θ1,即Θ3-Θ4= 0 1,故幺03?01= Θ 1,即Z MPQl= Θ 10需要说明的是,将底座以测量地点P为中心沿逆时针方向转动第一预设角Θ3和将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ4的顺序可以调换,即也可以先将读数面板以测量地点P为中心沿顺时针方向转动第二预设角Θ 4,然后将底座以测量地点P为中心沿逆时针方向转动第一预设角Θ 3。
[0092]因为Z POZ与Z
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