测图仪器的构造和使用
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《工程测量实用技术手册》第121页（4373字）
平板仪是测地形碎部常用的仪器。由于它测图时无须测水平角，并可将碎部点在实地直接测绘到图纸上，十分便捷。
1．平板仪测图的原理
如图7－21所示，欲测定地面上的A、B、C三点，可在B点上水平安置一个装有三脚架的图板，将B点铅垂投影到板面固定的图纸上，得一点b。设有两个竖直的平面V1及V2，分别包含AB及BC两方向线，量得AB及BC的水平距离，用比例尺在两竖直平面与图纸交迹上，定出ab及bc之长，即可在图上定出a、c两点。显然图纸上的∠abc，与实地A、B、C三点所构成的水平角∠ABC必相等。实地的A、B、C三点，即图纸上测定的a、b、c三点。
图7－21 平板仪的测图原理
1－竖直平面；2－平板仪
2．平板仪的种类及构造
平板仪是根据上述测图原理制成的仪器，有大平板仪和小平板仪两种。
(1)大平板仪
大平板仪由平板、照准仪、移点器和方框罗盘组成。
1)平板。包括图板、基座和三脚架三部分，供在野外测图时，水平安置图板，实地测绘碎部点之用。
图板为方形木板，一般尺寸为60cm×60cm，厚3cm。基座用金属制成，顶部圆盘上装有三个螺旋，可将图板与基座连接在一起。圆盘下有固定螺旋及微动螺旋各一个、脚螺旋三个和一个三角形底板，与经纬仪的基座相似。将三脚架架头的中心固定螺旋，拧入基座的三角形底板中心圆孔内，可将基座和图板，固定在三脚架上。
三脚架的构造，与水准仪或经纬仪的三脚架相同。
2)照准仪。如图7－22所示，支柱的上部有望远镜、竖直度盘，构造和功能与经纬仪的相应部分相似，用来照准观测目标，故名照准仪。望远镜内十字丝分划板上，同样也有视距丝，配合竖直角观测，可按视距测量法测水平距离和高差。支柱装于一直尺上，直尺的边与望远镜的视准轴平行，当望远镜照准一目标后，沿直尺的边即可画出测定的方向线。直尺上的水准管可用来指示调平板面。
图7－22 平板仪的照准仪
1－支柱；2－望远镜；3－竖直度盘；4－直尺；5－水准管；6－平行尺
3)移点器。如图7－23所示，又称“对点器”，是用来将地面上的点，铅直投影到图板上的设备。它呈弓形，下面悬挂一垂球线，当垂球尖端正对地面的点位时，上部水平杆尖端，也在同一铅垂线上，故根据该端点，即可在图纸上定出A的投射点a。
图7－23 平板仪的移点器
4)方框罗盘。如图7－24所示，在一长方形的盒内，装一磁针及固定磁针的杠杆装置，与罗盘仪相似，用来测定测图的方向。当磁针北端正对罗盘的北向刻画时，罗盘盒的长边亦取南北方向。沿边画线，即为南北方向线。
图7－24 平板仪的方框罗盘
1－磁针；2－杠杆装置
此外，大平板仪还附有水准管(图7－25)或圆水准器，用来配合照准仪直尺上的水准管，指示图板是否整平。
图7－25 大平板仪的水准管
(2)小平板仪
小平板仪的组成与大平板仪相同，但构造较简单，图板较小，仪器较轻便，价格也较低廉。
小平板的照准仪，如图7－26所示，又称“测斜照准仪”。直尺上有刻画，两端各装一可竖直竖立的觇板，一端为“接目觇板”，上有上、中、下三个觇孔；另一端为“接物觇板”，中有一长形窗孔，在孔中心线位置处装有一根细线。照准目标时，用眼通过觇孔，使接物觇板上的细线与目标重合，沿直尺边画出的线即为照准目标的方向线。直尺上也装有小水准管，可作整平图板之用。移点器与大平板的移点器相同，只是较灵巧轻便。图板下装有一个螺母，可拧入装于三脚架架头的连接螺旋上，架头有球窝结构的接头装置，供整平时调平图板之用，故小平板不设基座和脚螺旋。
图7－26 小平板仪的照准仪
1－直尺；2－接目觇板；3－接物觇板；4－觇孔；5－细线；6－水准管；7－调平偏心板
3．平板仪的安置
将图板装于三脚架上，张开三脚架的腿，安放平板仪于测站上。安置平板仪较安置经纬仪或水准仪复杂，因为要同时兼顾对点、整平和定向三个方面的要求，而这三方面要求，又常彼此矛盾、制约，初学的人常顾此失彼。如能注意下述要点，也能较快安好仪器。
(1)初步安置
安置平板仪时，先用目估，使平板上测图的方向，大致与实地方向一致。同时挂上移点器，使其上端指测图上的测站点，慢慢移动仪器，使下端悬挂的垂球大致指测站上的木桩，并使图板也大致水平，称为“初步安置”。
(2)精确安置
进一步按下述步骤，“精确安置”平板仪。
1)对点。如图7－23所示，缓缓移动脚架，使移点器上端仍指图上的测站点，而下端垂球尖亦对准测站桩位的中心。这时要注意不改变图板初步安置的方向，板面也仍大致水平。
为了加速对点工作，可根据测图比例尺，对点偏离桩的中心，容许有一定偏差，见表7－8。
表7－8 平板仪测图容许对点误差
2)整平。置照准仪于图板的一侧，在垂直方向上，置另一水准管于图板的另一侧。如为大平板，可用基座的三个脚螺旋，仿经纬仪整平仪器的方法，使两个水准管的气泡均居中，图板即整平。如为小平板仪，用测斜照准仪，分别取互相垂直的两个位置，轻轻放松球窝接头下的蝶形螺旋，利用球窝可以作任一方向的调平活动，用两手缓缓调平板面，使在垂直的两个位置水准管的气泡均居中。拧紧大平板的架头中心固定螺旋，或小平板的蝶形螺旋(注意不要拧得过紧)。
3)定向。如图7－21所示，平板仪置于测站B点上，对点、整平完毕，应进行定向。“定向”就是使图上的ab线与实地的AB线，同位于一铅垂平面内。定向时可置照准仪的直尺边，靠紧图上的ab线，放松大平板基座上的固定螺旋，缓缓转动图板，用照准仪望远镜粗略照准观测目标，再拧紧固定螺旋，用微动螺旋精确照准目标A。如用小平板仪，则先放松球窝接头的蝶形螺旋，用测斜照准器的觇孔及接物觇板上的细丝照准目标A，拧紧蝶形螺旋，定向即完成。
定向亦可借助方框罗盘仪来进行。置方框罗盘的一边，紧靠图上的正北方向线，缓缓转动图板，使磁针北端亦指罗盘上的北向刻画线，图板定向亦即完成。
定向的精度，对测图精度影响较大，故在安置平板仪的对点、整平和定向三项工作中，定向为主要项目，测图时应力求准确。用前述方法定向后，必须作校核检查，可找一与AB方向线大致垂直的另一已测定的点，置照准仪于B点后，再观测实地的该测点，如测得该点的新位置与图上原位置，偏离不超过0．8mm，则认为定向准确。否则，应重作定向，经检验至合格为止。
4．用平板仪测定地面点位的方法
常用的方法有下述两种：
(1)放射线法
如图7－27所示，测站为B点，图上已测绘b、c两点，现欲测定1、2等点在图上的位置。可置平板仪于测站B点上，对点、整平，并根据地面上的BC方向线及图上的bc线定向完毕。在点1及点2处立尺，用照准仪置于b点左侧，照准1、2等点的立尺，拉开照准仪直尺上的平行尺，使紧靠图上b点(如为小平板，在照准测点时，就应使照准仪的直尺边紧靠b点，可在b点插一根大头针，使尺边靠紧针壁，施测比较方便)。沿尺边画b1及b2方向线，测出地面上B1及B2的水平距离，用比例尺在图上b1、b2方向线上，即可定出1、2点在图上的位置。
图7－27 平板仪放射线法测定点位
此法又称极坐标法，由图7－27可见，测点的确定，是根据数学极坐标原理，以bc为基准线，根据测点方向线与bc的夹角，及测点与B点的水平距离来测定的。
(2)前方交会法
如图7－28(a)所示，先在测站上安置平板仪，按AB及图上的ab线对点、整平、定向完毕。欲测定P点在图上的位置，置照准仪于图上a点左侧，照准地面上的P点，画方向线aP。移仪器于B点如图7－28(b)所示，仍以BA及ba线对点、整平、定向完毕，置照准仪于b点左侧，照准P点后又画一方向线bP，前后两方向线交会于P点，即为地面上P点在图上的位置。
图7－28 平板仪前方交会法测点位
此法的优点是不需要量测站到测点间的水平距离。缺点是同一测点，要在两个测站上各观测一次，画出两根方向线交会得出测点，如测点较多，图上的方向线更多，容易混淆，也易使交会错误。故一般只在量距有困难或有障碍的情况下，测定点位又不多时，才用这种方法。