3.2.4 经纬仪的检验与校正
3.2.4.1 经纬仪应满足的轴线关系
如图3-13所示,经纬仪的主要轴线有:竖轴VV、横轴HH、水准管轴LL、视准轴CC。它们之间应满足:水准管轴垂直于仪器竖轴(LL⊥VV),望远镜十字丝纵丝垂直于仪器横轴HH,视准轴垂直于仪器横轴(CC⊥HH),仪器横轴垂直于仪器竖轴(HH⊥VV);另外,竖直度盘指标差应等于零。
图3-13 经纬仪的主要轴线
上述条件满足后,当经纬仪管水准器气泡居中时,水准管轴和水平度盘处于水平状态,竖轴处于铅直状态;同时,仪器横轴处于水平状态,望远镜视准轴上下转动形成一个铅垂面;当视准轴水平和竖直度盘指标管水准器气泡居中时,竖直度盘的读数应为90°或90°的整倍数。此时,经纬仪具备观测水平角和竖直角的条件。
3.2.4.2 经纬仪检验与校正的方法
以DJ6光学经纬仪为例,介绍经纬仪常规的检验项目及其检校方法。
(1)水准管轴垂直于仪器竖轴的检验与校正
①检验 先将仪器大致整平,然后松开水平制动螺旋,转动仪器,使管水准器与任意一对脚螺旋的连线平行,如图3-14(a)中的ab∥12,调节脚螺旋1和2,使管水准器气泡居中;再转动仪器,使管水准器ab∥13(此时a端与1在同一侧),旋转脚螺旋3,使气泡居中,如图3-14(b)所示,这时2和3两个脚螺旋已经等高;这时,转动仪器,使管水准器ab∥32,如图3-14(c)所示,若管水准器气泡仍然居中,表明条件满足;如果偏离中央位置一格以上,则应进行校正。
图3-14 管水准器的检验与校正
②校正 用校正拨针拨动管水准器校正螺钉,使其气泡精确居中即可。
此项检校要反复进行几次,直至仪器转到任何位置,气泡偏离零点位置不超过半个格为止。
(2)十字丝纵丝垂直于横轴的检验与校正
①检验 整平仪器,以十字丝的交点精确瞄准远处任一清晰的小点P,如图3-15所示。拧紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋,转动望远镜微动螺旋,使望远镜做上、下微动,如果十字丝的纵丝始终不偏离P点,则说明条件满足;若十字丝交点移动的轨迹明显地偏离了P点,如图3-15的虚线所示,则需校正。
图3-15 十字丝检验
②校正 旋下目镜处的十字丝分划板护盖,便可见到十字丝分划板校正设备,如图3-16所示。松开4个压环固定螺钉,慢慢转动十字丝套筒,直至望远镜上下转动时十字丝纵丝始终在P点上移动为止。最后将压环固定螺钉旋紧并旋上十字丝分划板护盖。
图3-16 十字丝分划板校正设备
(3)视准轴垂直于横轴的检验与校正
视准轴不垂直于横轴所偏离的角度称为照准误差,一般用c表示。它是由于十字丝交点位置不正确所引起的。
①检验 仪器整平后,先以盘左位置瞄准远处与仪器大致同高的一明显目标点P,读取水平度盘读数a1;纵转望远镜,再以盘右位置瞄准P点,读取水平度盘读数a2;如果a1与a2相差180°,则条件满足,否则应进行校正。
②校正 保持盘右位置,计算盘右水平度盘的正确读数,即a=[a2+(a1±180°)]/2;转动水平微动螺旋,使读数对准a,这时十字丝交点已经偏离了P点。用校正拨针拨动十字丝环的左右两个校正螺钉(如图3-16所示),一松一紧使十字丝环水平移动,直至让十字丝交点对准P点为止。
(4)横轴垂直于竖轴的检验与校正
若横轴不垂直于竖轴,望远镜视准轴绕横轴旋转时,视准轴移动的轨迹将是一个倾斜面,而不是一个竖直面。当观测同一竖直面内不同高度的目标时,将得到不同的水平度盘读数,从而产生测角误差。因此,横轴必须垂直于竖轴。
①检验 在距离一洁净的高墙20~30m处安置仪器,以盘左瞄准墙面高处的一固定点P(视线尽量正对墙面,仰角大于30°),固定水平制动螺旋,然后大致放平望远镜,由十字丝交点在墙面上定出一点A,如图3-17(a)所示;同样再以盘右瞄准P点,放平望远镜,在墙面上定出一点B,如图3-17(b)所示。如果A,B两点重合,则满足要求,否则需校正。
图3-17 横轴垂直于竖轴的检验与校正
②校正 取AB的中点M,并以盘右(或盘左)位置瞄准M点,固定水平制动螺旋,抬高望远镜使其与P点同高,此时十字丝交点偏离P点而落到了P'上。校正时,打开仪器右端支架的护盖,放松三个偏心轴承板校正螺钉,转动支架上的偏心轴承板,如图3-18所示,使横轴的右端升高或降低,直至十字丝交点对准P点为止。
图3-18 偏心板校正
由于光学经纬仪的横轴密封在支架内,一般能够满足横轴与竖轴相垂直的条件,测量人员只要进行此项检验即可,若需校正,应由专业检校人员操作为宜。
(5)竖直度盘指标差的检验与校正
①检验 安置仪器,分别用盘左、盘右位置瞄准高处某一固定目标,在竖直度盘指标管水准器气泡居中后,各自读取竖直度盘读数L和R。根据公式x=(θR-θL)/2=(R+L)/2-180°计算竖直度盘指标差x值,若x>±1'时,则需校正。
②校正 保持盘右位置和照准目标点不动,先转动竖直度盘指标管水准器微动螺旋,使盘右竖直度盘读数对准正确读数R-x,此时竖直度盘指标管水准器气泡将偏离居中位置;然后,用校正拨针拨动竖直度盘指标管水准器校正螺钉,使气泡居中。如此反复进行几次,直至竖直度盘指标差小于±1'为止。