多倍儀

多倍儀由投影器、座架、測繪器、繪圖桌，及其附件等部分組成。

投影器是多倍儀部件中的主要組成部分。投影器的作用是用於恢復攝影光束，並利用投影器上各螺旋的動作，’可恢復立體像對在攝影瞬間的相關位置，使同名投影光線對對相交，建立與實地形狀相似的立體模型。如用與原航攝儀主距一樣的投影器進行投影，雖然保證了恢復攝影光束，但其休積很大，不便於室內作業。從圖1可以看出，如果將航攝儀主距 和像幅按同樣倍數縮小，則投影器的像角仍等於航攝儀的像角，投影光束和攝影光束是完全一致的，投影器就是按這個原理設計的。多倍儀投影器主距 比航攝儀主距縮小，相應地把航攝負片像幅也縮小，製成縮小片進行作業。投影器由照明系統和投影鏡箱組成，如圖2所示。

座架由主梁和兩個倒立丁型螺柱支架及護桿組成。主梁通過帶有螺母的手輪與兩個倒立T型螺住支架相聯結，整個座架藉助於四個腳螺旋立於繪圖桌的外框上。當同方向旋轉前(后)兩個腳螺旋時，通過螺柱帶動主梁及懸掛在主樑上的投影器作前後傾斜；轉動手輪時，可使主梁及投影器上下升降或作左右傾斜。主樑上還裝有導軌、bx齒條、bx分划尺及一系列電器插座。主梁方向即為儀器的x軸，導軌用於懸掛和移動投影器；bx齒條用於引導投影器沿著x方向移動；bx分划尺用於確定兩投影器間沿x軸的距離，即投影基線在x軸方向的分量bx。護桿則用於保護投影器，以防在作業中被碰撞。

測繪器(也稱測繪台或稱測標台)是用來量測模型和測繪地物、地貌的。測繪器由馬蹄形基座、測標盤、立柱和升降螺桿、高程讀數鼓及繪圖鉛筆架等組成，如圖3所示。

當轉動升降手輪時，通過升降螺桿的作用，帶動測標盤上升或下降，其升降值可從讀數鼓上讀取。讀數鼓由內外兩圈組成，外圈的分划值為1毫米，內圈的分划值為0.1毫米，讀數時根據固定的讀數指標直接在外圈上讀出整毫米數，在內圈上讀出小於1毫米的小數，可估讀到0.01毫米。讀數鼓的內外圈均可安置在任何起始讀數上。測標盤的升降範圍為80毫米，不夠用時還可加上毫米的加高柱。

測標盤是觀測模型的承影面，在它的中央有一個值徑為0.1毫米的小孔，在小孔下面裝有的燈泡照明，使之成為一個亮點測標。測標的亮度可用測繪器基座上的變阻器隨時進行調節。在測繪器基座上安有一個鉛筆架，錯筆心與測標在同一條鉛垂線上。

當升降測標盤使測標切准模型上的某一點時(使測標與模型上該點重合，鉛筆在圖紙上點出的位置就是模型上該點的水平投影。高程讀數鼓上的讀數乘上模型比例尺分母即為該點的高程。如保持測標盤高度不變，移動測繪器並使測標始終緊貼著模型表面移動，則鉛筆便自動在圖紙上繪出該高程的等高線來。

繪圖桌由桌面、內外桌框及桌腿組成。桌面可用毛玻璃或磨平的大理石板做成，嵌在內桌框里。內桌框嵌在外桌框里。外桌框用四根(或六很)桌腿支撐在地面上，桌腿長度可以調節，以便整平桌框。在內桌框上還均勻分佈著若干螺旋，用於調節桌面使之女置在水平狀態。

桌面是量測和繪圖的基準面，桌面的高低不平直接影響點的高程和平面位置的量測情度，因此，要求其表面要平整，而且要穩定地保持水平狀態。

多倍儀的主要附件包括：縮小儀、植桿縮放儀、跨水準器、電氣設備、紅綠眼鏡和紅綠濾光片等。縮小儀是用來將航攝負片縮小製成供作業用的透明正片。植桿縮放儀可連接在測繪器上，測繪所需要比例尺的地形圖。跨水、准器用於置平倒立下型螺柱支架和投影鏡箱及量測投影器的航向傾角和旁向傾角。電氣設備包括變壓器和操縱箱。變壓器可將22ov的電壓降為12V的安全使用電壓。操縱箱上有照明開關和變阻鈕，用以控制各投影器的照明和調節其亮度。紅綠眼鏡和紅綠濾光片是用來進行立體觀察的。

多倍投影儀成圖屬於全能法成圖。基本原理是攝影瞬間的幾何反轉性，即是在室內模擬航空攝影情況建立起與攝影光束相似的投影光束，構成地面立體模型，然後在這樣的基礎上進行一系列立體測圖工作。具體來說，多倍投影儀成圖是把航攝像片製作成縮小片安置在投影器內，利用光線的直接投影使像對重疊範圍內各同名光線成對相交，構成地面立體光學模型。然後根據平面高程式控制制點(大地定向點)，決定模型比例尺和立體光學模型相對於儀器空間坐標系的方位。通過立體觀測地面模型描繪地物、地貌和測定地形點，直接獲得正射投影的地形原圖。多倍儀成圖的測圖理論是嚴密的，理論上不受地形起伏、像片傾斜和像片旋偏角的影響。所以，在20世紀50~60年代普遍使用多倍儀測繪山區、高山區的地形圖。

根據多倍儀測圖基本思想的分析可知，多倍儀測圖應包括如下四個作業過程：

（1）裝片與歸心：恢復攝影光束；

（2）相對定向：建立立體模型；

（3）絕對定向：確定模型的大小和方位；

（4）碎部測圖。

將縮小片按航向重疊擺好后，各自平轉180度，葯膜向下依次裝在兩個相鄰的投影器的承片玻璃上，縮小片應與承片玻璃密合，並用夾片螺旋和壓片彈簧將縮小片固定。然後裝上聚光鏡室，打開照明燈，調好燈頭位置，使承影面上達到良好照度和各處亮度均勻。轉動偏心螺旋，在承影面上使縮小片主點的圓圈影像與承片玻璃中心的黑點影像重合，其偏差不得大於0.2毫米，此時歸心便完成，即已經恢復了攝影光束。

若縮小片影像不位、零縮小片玻璃的中部，以使歸心誤差大於0.2毫米時，可取下縮小片將承片框旋轉90度或180度后，重新裝上縮小片進行歸心，直至滿足精度要求為止。

相對定向的目的是恢復立體像對攝影時的相關位置，使同名投影光線對對相交，建立與實地相似的立體模型。

相對定向完成後，所建立的立體模型雖然形狀與實地相似，但其大小和方位都是任意的，還必須根據控制點確定模型的比例尺和恢復它的空間方位，才能依據模型進行測圖工作。確定模型比例尺和空間方位稱為絕對定向〔亦稱大地定向)。其步驟如下：

（1）歸化模型比例尺：歸化模型比例尺(作業中又稱為對點)就是將模型的大小歸化成測圖比例尺。

（2）棋型置平：立體模型經過歸化比例尺之後，其大小已經確定了，但在x、y方向仍然是傾斜的，必須將模型繞儀器的x、y軸作適當的轉動，使它和承影面間的關係相當於測區和水平面的關係，這項工作稱為模型置平。

立體模型經過大地定向以後，便納入到大地座標系之中，從此便可進行測繪工作。為正確表達地表形態，測繪前應參照外業調繪片及其他有關資料，仔細、認真地觀察立體模型的整個形態，以便全面了解測區情況，作到心中有數。

碎部測圖應遵照先地物后地貌，先繪計曲線后繪首曲線的原則進行。描繪地物必須參照外業調繪片，按居民點、道路、河流水系的順序進行。描繪時應隨著地形起伏，隨時升降測標盤，使測標始終緊貼在地物輪廓線上跟蹤地物，則測繪器筆尖便在圖上描繪出地物的平面位置。再對照外業調繪片註明村莊名稱、道路去向、河流名稱及流向等。

描繪地貌前，應先描繪出地性線(山脊線和山谷線)，還應測定地形特徵點(山頂、征口、谷底、變坡點等)的平面位置和高程，並標記在圖上，以便控制等高線的走向，準確的表達出地貌特徵。

多倍儀測圖的優點是理論嚴密，不受地形起伏和像片傾角的限制，而且儀器結構簡單，造價較低。此外，由於多倍儀可同時懸掛多個投影器，建立航線模型，因此多倍儀還可用於空中三角測量，在室內加密控制點；在鐵路勘測工作中還可能進行立體選線且幾作。

但是，多倍儀測圖目前還存在一些缺點，首先，由於投影器很小，恢復攝影光束不能直接採用原航攝負片，而是利用縮小片進行投影，使得影像的分解力受到損失。其次，由於用互補色法進行立體觀察，必須在投影器上裝上紅，綠色濾光片，使投影影像的照度大大減小。第三，多倍儀需在暗室作業，工作條件較差，觀測者易於疲勞。由於這些缺點致使測圖精度受到影響，今後需進一步提高和改進。