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| 測量角度用的儀器，由繞水平軸旋轉的望遠鏡、垂直刻度盤和水平刻度盤等構成。廣泛應用在天文、地形和工程測量上。 |
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| 測量水平角和垂直角的儀器 |
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經緯儀是望遠鏡的機械部分，使望遠鏡能指嚮不同方向。經緯儀具有兩條互相垂直的轉軸，以調校望遠鏡的方位角及水平高度。此類架臺結構簡單，成本較低，主要配合地面望遠鏡（大地測量、觀鳥等用途）使用，若用來觀察天體，由於天體的日周運動方向通常不與地平綫垂直或平行，因此需要同時轉動兩軸並隨時間變換轉速才能追蹤天體，不過視場中其它天體會相對於目標天體旋轉，除非加上抵消視場旋轉的機構，否則不適合用於長時間曝光的天文攝影。
但由於電子科技的發展，上述問題已獲得解决，而且經緯儀使望遠鏡指嚮不同方向時的空間姿態改變最小，因此不少專業天文臺的大口徑望遠鏡均使用經緯儀，以減輕由機械變形所引起的精度下降。甚至一些天文愛好者自製的專門用於低倍率目視觀測的天文望遠鏡，
在一些建設項目的工地上，我們會經常看到一些技術人員架着一臺儀器在進行測量工作，他們所使用的儀器就是經緯儀。經緯儀最初的發明與航海有着密切的關係。在十五 十六世紀，英國、法國等一些發達國傢，因為航海和戰爭的原因，需要繪製各種地圖、海圖。最早繪製地圖使用的是三角測量法，就是根據兩個已知點上的觀測結果，求出遠處第三點的位置,但由於沒有合適的儀器，導致角度測量手段有限，精度不高，由此繪製出的地形圖精度也不高。而經緯儀的發明，提高了角度的觀測精度，同時簡化了測量和計算的過程，也為繪製地圖提供了更精確的數據。後來經緯儀被廣泛地使用於各項工程建設的測量上。經緯儀包括基座、度盤（水平度盤和竪直度盤）和照準部三個部分。基座用來支撐整個儀器。水平度盤用來測量水平角。照準部上有望遠鏡、水準管以及讀數裝置等等。
經緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、竪直度盤、水準器、基座等組成。測量時，將經緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上，用水準器將儀器定平，用望遠鏡瞄準測量目標，用水平度盤和竪直度盤測定水平角和竪直角。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀；按讀數設備可分為光學經緯儀和遊標經緯儀；按軸係構造分為復測經緯儀和方向經緯儀。此外，有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數的編碼度盤經緯儀；可連續自動瞄準空中目標的自動跟蹤經緯儀；利用陀蠃定嚮原理迅速獨立測定地面點方位的陀蠃經緯儀和激光經緯儀；具有經緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經緯儀；將攝影機與經緯儀結合一起供地面攝影測量用的攝影經緯儀等。 |
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經緯儀
★經緯儀的構造和分類
經緯儀結構機器部件一、經緯儀的結構（主要常用部件）：
1望遠鏡製動蠃旋 2 望遠鏡 3 望遠鏡微動蠃旋 4 水平製動 5 水平微動蠃旋 6 腳蠃旋 9 光學瞄準器 10物鏡調焦 11目鏡調焦 12 度盤讀數顯微鏡調焦 13 竪盤指標管水準器微動蠃旋 14 光學對中器 15 基座圓水準器 16 儀器基座 17 竪直度盤 18 垂直度盤照明鏡 19 照準部管水準器
20水平度盤位置變換手輪
望遠鏡與竪盤固連，安裝在儀器的支架上，這一部分稱為儀器的照準部，屬於儀器的上部。望遠鏡連同竪盤可繞橫軸在垂直面內轉動，望遠鏡的視準軸應與橫軸正交，橫軸應通過水盤的刻畫中心。照準部的數軸（照準部旋轉軸）插入儀器基座的軸套內，照準部可以作水平轉動。
二、經緯儀的分類
經緯儀根據度盤刻度和讀數方式的不同，分為遊標經緯儀，光學經緯儀和電子經緯儀。目前我國主要使用光學經緯儀和電子經緯儀，遊標經緯儀早已淘汰。
電子經緯儀
光學經緯儀
光學經緯儀 電子經緯儀
光學經緯的水平度盤和竪直度盤用玻璃製成，在度盤平面的周誒邊緣刻有等間隔的分劃綫，兩相鄰分劃綫間距所對的圓心角稱為度盤的格值，又稱度盤的最小分格值。一般以格值的大小確定精度，分為：
DJ6 度盤格值為1° DJ2 度盤格值為20′ DJ1 （T3）度盤格值為4′
按精度從高精度到低精度分：DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等（D,J分別為大地和經緯儀的首字母）
經緯儀是測量任務中用於測量角度的精密測量儀器，可以用於測量角度、工程放樣以及粗略的距離測取。整套儀器由儀器、腳架部兩部分組成。
應用舉列(已知A、B兩點的坐標，求取C點坐標)：
是在已知坐標的A、B兩點中一點架設儀器（以儀器架設在A點為列），完成安置對中的基礎操作以後對準另一個已知點（B點），然後根據自己的需要配置一個讀數1並記錄，然後照準C點（未知點）再次讀取讀數2。讀數2與讀書1的差值既為角BAC的角度值，再精確量取AC、BC的距離，就可以用數學方法計算出C點的精確坐標。
一些建設項目的工地上，我們會經常看到一些技術人員架着一臺儀器在進行測量工作，他們所使用的儀器就是經緯儀。經緯儀最初的發明與航海有着密切的關係。在十五 十六世紀，英國、法國等一些發達國傢，因為航海和戰爭的原因，需要繪製各種地圖、海圖。最早繪製地圖使用的是三角測量法，就是根據兩個已知點上的觀測結果，求出遠處第三點的位置,但由於沒有合適的儀器，導致角度測量手段有限，精度不高，由此繪製出的地形圖精度也不高。而經緯儀的發明，提高了角度的觀測精度，同時簡化了測量和計算的過程，也為繪製地圖提供了更精確的數據。後來經緯儀被廣泛地使用於各項工程建設的測量上。經緯儀包括基座、度盤（水平度盤和竪直度盤）和照準部三個部分。基座用來支撐整個儀器。水平度盤用來測量水平角。照準部上有望遠鏡、水準管以及讀數裝置等等。
經緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、竪直度盤、水準器、基座等組成。測量時，將經緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上，用水準器將儀器定平，用望遠鏡瞄準測量目標，用水平度盤和竪直度盤測定水平角和竪直角。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀；按讀數設備可分為光學經緯儀和遊標經緯儀；按軸係構造分為復測經緯儀和方向經緯儀。此外，有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數的編碼度盤經緯儀；可連續自動瞄準空中目標的自動跟蹤經緯儀；利用陀蠃定嚮原理迅速獨立測定地面點方位的陀蠃經緯儀和激光經緯儀；具有經緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經緯儀；將攝影機與經緯儀結合一起供地面攝影測量用的攝影經緯儀等。
如何自製經緯儀
一、赤經及赤緯
在茫茫大海中，航行的船衹遇到危險，求急救時，第一就是要讓救援的人知道船衹的所在處，也就是說要將船衹所在的經緯度告知救援的人。經緯度不僅能在海洋上指出船衹的位置。它的最大好處是能將一個物體的確實位置，很簡潔地讓大傢都能明了。同樣的，在無際無涯的夜空星海中，一旦發現了新的星體，你如何將它的正確位置，公諸於世呢？你是否想到應該有一種類似經緯度的度量係統，來標定星球位置，製作星圖呢？天文學家所使用的度量係統是赤經（Right ascension）及赤緯（Declination），赤緯的單位是度（Degrees），赤經單位是時（Hours）、分（Minutes），我們對這些也許並不熟悉，但要瞭解也並不難。
由於星辰距我們甚遠，單靠眼睛實在辨別不出它們之間的遠近差別，因此這些星球在我們看來都好像同樣遠近。我們就假想有一懸空之球殼罩住了整個地球，這個假想的球就叫做天球（Celestial sphere），而這些星星就固定在球殼內面，每次我們衹能看到半個球面。因為地球自轉的結果，天球便好像由東至西不斷地繞著我們旋轉，而天球北（南）極恰在地球地理北（南）極的正上空，天球赤道也恰在地球赤道的正上空，即位在二天極的中央。像地球一樣，我們將天球刻劃上了經緯度，在天文學中這相當於地球緯（經）度的，便叫做赤緯（赤經）。從天極到天球赤道間，赤緯共分90°；而赤經共分24時，1時又分60分，即1h=60m=15°，這是因為地球或天球每小時旋轉15°而得名。
這套决定天體位置的方法，看起來相當復雜，但是它有許多好處。例如，天球不斷旋轉，所以星星的視位置不斷改變，像是由東至西橫過夜空；同時，又因地球公轉結果，雖在同一時刻，隔幾天後，星星位置也稍稍偏西；或是你由北嚮南行走時，星星對地平綫之相對位置，也都有所改變。既然星星之視位置，如此善變，故要依照所見來說明其位置，是相當睏難的，衹能藉著赤經、赤緯來說明了，因為每一個星球恰與一組赤經緯度相對應。但也由於星象瞬息萬變，到底應如何去測量其赤經及赤緯呢？
二、經緯儀之製作
經緯儀（Theodolite）是用來量度赤經、赤緯的，它是一種具有許多天文望遠鏡特性的觀測裝置。
現在介紹一種簡單的經緯儀做法，所須材料列於表一，各材料之尺寸大小僅供參改，可自斟酌，但各零件之相關位置必須弄清。
製作之前先看看圖1，圖2，圖3，及作法：
1.用厚(3/8)"之三夾板，鋸下二個圓盤，直徑比量角器（分度器）稍大約(1/2)"即可。以強力膠在每一圓盤上，黏上二塊量角器，量角器底邊中點，須確實黏在圓盤中心上。（見圖2）。
2.把一個圓盤用二根蠃絲釘，固定在D上，圓盤之圓心與90°之連綫，必須與D之中綫重疊，在D之兩端各釘上一個蠃絲圈，（註意不是釘在有圓盤的那一面，見圖2）視綫便可通過兩個小圈觀察。
3.在另一圓盤圓心處，鑿一(1/4)"的洞，這洞要同時穿過A、C，（見圖3），用一蠃絲穿過栓好，調整一下鬆緊程度，使C很容易旋轉。
4.從附於D之量角器圓心鑿洞，以木栓或蠃絲將D、C旋緊。但D、C間要能轉動，不要固定。
5.用鐵片截取三個三角形，以蠃絲釘或小釘子將它們附於C上，三角形之尖端必須平貼於量角器上。
6.以鉸鍊將A、B接好。（見圖1）
7.G、H上距一端(3/4)"處鑿一小洞，距此洞 1"處起，沿每一木縧之中綫，鑿一寬(3/16)"之細縫，直到距另一端1"處。在小洞處以蠃絲釘將G、H栓在A之二邊，再用座鑽通過細縫將G、H栓在B 之邊上，這是用來調整角度x的。釘蠃絲或座鑽時，應釘在適當位置，以致當調整至細縫末端時，A、B能夠重合。
經緯儀這時便可使用了。
三、經緯儀之使用
將經緯儀支在架子上，像椅子、像機三角架均可，目的衹在使視綫容易通過D之蠃絲圈觀察。把經緯儀面嚮南方放好，首先視臂D不要舉起，（即緯度表E指在零），調整B板之傾斜，使視綫沿視臂看到地平綫，將B板固定在這位置，此時B板即保持水平，現在旋轉C、D觀察天體，則E即指示出天體之地平緯度（Altitude）。
現在將經緯儀A板舉高至x角，x＝90°－（測量地之緯度），例如，你在臺北測量，緯度大約25°3'，角x就等於64°57'；另一個法子是將視臂指嚮北極星，D保持在這方向，而移動A板，使緯度表E之讀數為90°，此時A板即與B成x角了，當然你稍微想想便知道，可用這種方法來測量你所在地的緯度了，為什麽這樣子A與B就成x角呢？（註一）
仰望天極（即北極星處）時仰角即為你的緯度，因此當E 讀數為零時，將板A舉起x角後，視臂即指嚮天球赤道，為什麽？（註二）調整x角之目的，在於求得星星對天球赤道面之仰角（即赤緯度），而不須顧慮到因觀測地之緯度不同，所引起之星星視位置之變化。此時由西至東旋轉視臂，便畫出了天球赤道位置。
為了測度赤經，你必經將經度表F刻成赤經單位——時，每隔15°為1時，由零度起反時針方向刻。
現在移動視臂註視南天之一已知星，從星圖、天文日曆或其它參考星源，决定此星之赤經、赤緯，旋轉經度表F，使C之指針指嚮適當之赤經值。此時緯度表應即自動指在了正確的赤緯值，否則儀器便有了偏差。將F固定住，現在旋轉C、D，把視臂指嚮另一星球，此時從E、F就可讀出，此星球之赤緯度、赤經度了。在天球赤道以北之星球赤緯度為正，在天球赤道以南之星赤緯度為負，即E盤上朝開口處之量角器度數為正，另一個為負。
例如：角宿大星（Spica），在四、五、六月夜空均可見，它的赤經度(R.A.)=13h23m37s，赤緯度(D.)=-11°00'19''，將視臂指嚮角宿大星，此時緯度表E讀數應約為-11°，調整經度表F至13h23m37s。現在旋轉視臂D，註視軒轅大星（Regulus），此時在E上就可讀出約12°06'，F上約10h07m，於是知道軒轅大星之R.A.=10h07m，D.＝12°06'。
再舉個例，在鼕季夜空可見天狼星（Sirius）
R.A.約為6h44m，D.約為-16°40'，將F調整至6h44m後，將視臂舉高約在25°赤緯度，再嚮西旋轉到赤經度約為3h45m，此時通過D上之蠃絲圈，你就可以看到昴宿（Pleiades）了。
在秋鼕夜晚較早時，在飛馬座（Pegasus）大正方形附近，可見朦朧亮帶，那是仙女座大星雲（Andromeda），它是漩渦星雲中唯一能被肉眼清晰看見的，你有興趣求求它的概略位置嗎？大約是R.A.=0h40m，D.＝41°。
用這樣方法求赤經、赤緯的好處，便在於不必顧慮到觀測時間不同，引起星球視位置改變的因素，為什麽？因為A板經x角修正後，即與天球赤道面重合，E求得的是星星對A板（即天球赤道面）之仰角，自然就是赤緯度了。又天球雖然不斷旋轉，但各星星差不多全是極遠處之恆星，它們之間的相對位置均不變，我們已知一星之赤經度，以此為準，自然便可由此星與他星之夾角，而求出另一星的赤經度了，所以不論你在什麽緯度，什麽季節，什麽時間觀察，你所求得星星之赤經、赤緯度數均不會有所差別。
一些參考星源列於表二。
許多偉大的實驗，它所需要的裝置，往往是相當簡單的，所以你不要小看經緯儀，很可能有一天，你利用它標定出一顆從未為人發現的星球的位置，而馳名於世呢？
原文係摘自“Challenge of the Uriverse”117頁“Projects and Experiments”1962年由“National Science Teachers Association”出版。
原文僅說明製作法，並不討論原理，譯者加入一些原理的簡單說明而成。
註一：見圖4，B板指嚮南方地平綫，D指嚮天球北極，A板與D垂直，∠Y即觀測地之緯度，因北極星距地球甚遠，故指嚮天球北極之D，與北極至地心之聯綫平行，很容易的我們就可證出∠Z=∠Y，而∠x+∠Z=90°，因此∠x=90°-∠Z=90°-∠Y=90°-（觀測地之緯度）。
註二：E讀數為零時，D與A平行，見圖4知，A與天球北極成直角，即指嚮天球赤道，故D也指嚮天球赤道。 |
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- : transit theodolite, surveyor's transit, altometer, transit, altazimuth
- n.: theodolite, instrument used by surveyors for measuring horizontal and vertical angles
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