经纬仪的检验与校正

经纬仪的检验与校正该项技能的学习指导的目的是初步掌握经纬仪的检验与校正。本单元内容不易理解，可不必完全掌握检验与校正的原理，只要初步掌握经纬仪的检验与校正步骤即可。主要内容：（1）经纬仪的主要几何轴线及其相互关系；（2）经纬仪的检验与校正。（一）经纬仪的主要几何轴线（1）水准管轴照准部水准管轴，以LL表示。（2）竖轴仪器旋转轴，以VV表示。（3）视准轴望远镜视准轴，以CC表示。（4）横轴望远镜旋转轴，以HH表示。（二）经纬仪各主要几何轴线应满足的相互关系（1）水准管轴应垂直于竖轴（LL⊥VV）。（2）视准轴应垂直于横轴（CC⊥HH）。（3）横轴应垂直于竖轴（HH⊥VV）。（二）经纬仪各主要几何轴线应满足的相互关系由于仪器在出厂时，已严格保正水平度盘与竖轴的垂直，故当竖轴处于铅垂位置时，水平度盘即处于水平状态。竖轴的铅垂位置是利用照准部水准管气泡居中，即水准管轴水平来实现的。满足了LL⊥VV，就能使竖轴铅垂，水平度盘处于水平位置。CC⊥HH和HH⊥VV在于保证得到竖直的视准平面。CC⊥HH时，视准面为一平面，否则，视准面成了两个对顶的锥面；HH⊥VV时，视准平面就成为竖直的平面，否则就成为一倾斜的平面。（二）经纬仪各主要几何轴线应满足的相互关系J6级光学经纬仪除了其主要几何轴线满足上述要求外，为了便于在观测水平角时用竖丝去瞄准目标，还要求十字丝竖丝垂直于横轴。另外，在作垂直角观测时，为了计算上的方便，应使竖盘指标差接近于零。（—）水准管轴应垂直于竖轴的检验将经纬仪按常规方法整平，然后使照准部水准管平行于一对脚螺旋的连线，调节这两个脚螺旋，使水准管气泡严格居中；再将仪器旋转180°，观察气泡位置。若气泡仍居中，则表明满足这项要求，否则应校正（—）水准管轴应垂直于竖轴的校正当气泡不居中时，转动脚螺旋，使气泡退回偏离中心的一半，然后用校正针拨动位于水准管一端的校正螺丝，使气泡居中。这项检验校正需反复进行，直至水准管气泡偏离零点不超过半格为止。（—）水准管轴应垂直于竖轴的检验与校正水准管轴不垂直于竖轴，是由于水准管两端支架不等高而引起。当两端不等高而气泡居中时，如图（a）所示，水准管轴虽然水平，但度盘并不水平，水准管轴与度盘相交成α角，当照准部旋转180°，水准管气泡发生偏移，如图（b）所示，此时竖轴方向不变仍偏α角，但水准管两端支架却换了位置，水准管轴与度盘仍夹α角，但水准管轴与水平线间却夹了2倍α角。2α角的大小，表现为照准部旋转180°后气泡偏离的格数。转动脚螺旋使气泡向中央移动偏离格数的一半，见图（c），此时竖轴已竖直，水平度盘已呈水平状态，但水准管轴仍偏离α角，它还未与竖轴垂直。用校正针拨动水准管的校正螺丝，使气泡居中，此时水准管两端支架等高，从而满足了要求，（—）水准管轴应垂直于竖轴的检验与校正这项校正比较精细，实际作业中每次调整气泡的移动量往往难以控制，所以此项检验校正需反复进行，直至满足要求为止。（二）十字丝竖丝垂直于横轴的检验整平仪器，用十字丝竖丝最上端精确对准远处一明显目标点，固定水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，徐徐转动望远镜微动螺旋，若目标点始终不离开竖丝，说明此条件满足；否则应校正与水准仪横丝垂直于竖轴的校正方法类似。不过此处是校正竖丝的位置（三）视准轴应垂直于横轴的检验（1）整平仪器，使望远镜大致水平，盘左位置瞄准一目标，读得水平度盘读数M1；（2）倒转望远镜，以盘右位置瞄准原目标，读得水平度盘读数M2，若M1=M2±180°，则表示视准轴垂直于横轴。当M1-（M2±180°）的绝对值大于1′，则应予以校正。（二）十字丝竖丝垂直于横轴的校正1）计算盘右位置观测原目标的正确读数M′，即M′=[M2+（M1±180°）]/2（2）对于进行检验时的盘右位置，转动照准部水平微动螺旋，使水平度盘读数指标在M′的读数上。这时，望远镜十字丝竖丝必然偏离目标。（3）拨动十字丝环的左右两个校正螺丝，松一个，紧一个，推动十字丝环，使十字丝竖丝对准原目标为止，这项检验与校正也须反复几次，直到满足要求为止。（二）十字丝竖丝垂直于横轴的校正视准轴不垂直于横轴，是由于十字丝交点位置不正确引起的。如图所示，K点为十字丝交点的正确位置，视准轴垂直于横轴HH。当经纬仪以盘左位置瞄准同高目标时，水平度盘读数指标在左，读数为M；盘右位置瞄准时，读数指标在右，读数为M′，两读数相差180°，即M-M′=±180若视准轴不垂直于横轴，在盘左位置，十字丝交点偏到K′点（比正确的K点偏右），视准轴偏斜了一个小角度c，c称为视准误差。若用此偏斜的视准轴瞄准同一P时，望远镜带着照准部必须沿水平度盘顺时针多旋转一个小角度c，这样，M1读数比正确的读数M就增大了一个c角，即:M1=M+c在盘右位置，原盘左时的K′点，转到正确的K点左边K点位置，用它瞄准原P点时，望远镜带着照准部必须沿水平度盘逆时针多旋转一个小角度c，此时度盘读数M2比正确读数M′少了一个c角，即M2=M′-cM=M1-cM±180°=M′=M2+c盘左时的正确读数应为M=[M1+（M2±180°）]盘右时的正确读数应为M′=[（M1±180°）+M2]同时还可以由图看出M1-（M2±180°）=2c（M1±180°）-M2=2c由此，可得出结论：（1）盘左和盘右读数不相差180°，即有2倍视准误差存在；（2）在盘右位置进行校正时，需先计算出正确读数M′。（3）用盘左盘右两个位置观测同一目标，取其平均值作为该方向一测回的方向值，可消除视准误差的影响。（四）横轴应垂直于竖轴的检验与校正在距墙壁10m~20m处安置经纬仪。（1）盘左位置先用望远镜瞄准墙壁高处一明显目标点A，固定照准部，将望远镜往下放平，在墙上标出点a1。（2）盘右位置先用望远镜瞄准A点，固定照准部。再放平望远镜，依十字丝交点标出a2，若a2点与a1不重合，则说明横轴不垂直于竖轴，不能满足该项关系。若a1与a2能重合，则表明该关系满足。横轴不垂直于竖轴的误差i称为横轴误差。由可知：tani=a1a/Aa设仪器距墙壁的距离S=Oa，a1a2=，瞄准A点时的竖直角为，则a1a=/2，Aa=Oa·tan=S·tan因i很小，故i=（5-17）例如，当=5mm，S=15m，=20°时i=(5cot20°)×206265/(2×15000)=41J6级经纬仪的i角大于30时，就必须进行校正。横轴应垂直于竖轴的检验与校正（1）取a1与a2的中点a，用十字丝中心瞄准a。（2）将望眼远镜徐徐上仰，十字丝中心必然不通过A点而移至A'点。将横轴的一端升高或降低，使十字丝对准A点。由于光学经纬仪的横轴是密封的，为了不破坏它的密封性能，作业人员在野外一般只进行检验。又由于近代光学经纬仪在加工制造时，一般都能保证横轴与竖轴的垂直关系，经作业人员野外检验不合格，确实需要校正时，通常由专门的仪器检验、校正人员在室内进行校正。横轴误差i的影响，亦可用正倒镜观测取中数的方法予以消除。（五）竖盘指标差应为零的检验1．检验安置经纬仪并瞄准经纬仪一明显目标，用前述竖直角观测的方法测量其竖直角一测回，算出指标差i。对于J6级光学经纬仪，当计算出来的i的绝对值大于1′时，则需进行校正。