第六节 经纬仪的检验
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经纬仪及角度测量第一节 角度测量原理角度测量包括水平角测量和竖直角测量,是测量的三项基本工作之一。
角度测量最常用的仪器是经纬仪。
水平角测量用于计算点的平面位置,竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改算成水平距离。
一、水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角,也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。
用β表示,角值范围0º~360 º。
如图3-1所示,设A 、B 、C 是任意三个位于地面上不同高程的点,B 1A 1、B 1C 1为空间直线BA 、BC 在水平面上的投影,B 1A 1与B 1C 1的夹角β就是为地面上BA 、BC 两方向之间的水平角。
为了测出水平角的大小,可以设想在B 点的上方水平地安置一个带有顺时针刻画、注记的圆盘,并使其圆心O 在过B 点的铅垂线上,有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。
观测水平角时,刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上,直线BA 、BC 在水平圆盘上的投影是om 、on ,此时如果能读出om 、on 在水平圆盘上的读数m 和n ,那么水平角β就等于m 减去n ,即n m -=β。
因此,用于测量水平角的仪器必须有一个能读数的度盘,并能使之水平。
为了瞄准不同方向,该度盘应能沿水平方向转动,也能高低俯仰。
当度盘高低俯仰时,其视准独应划出一竖直面,这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。
图3-1 水平角测量原理 图3-2 竖直角测量原理 二、竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
角值范围为-90°~+ 90°。
视线向上倾斜,竖直角为仰角,符号为正。
视线向下倾斜,竖直角为俯角,符号为负。
竖直角与水平角一样,其角值也是度盘上两个方向读数之差。
不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。
任何类型的经纬仪,制作上都要求当竖直指标水准管气泡居中,望远镜视准轴水平时,其竖盘读数是一个固定值。
经纬仪的检验和校正本次检验经J2光学经纬仪1台,需用花杆2根、三角板1个、皮尺1把、记录板1个。
一、仪器各部件的检验仪器的表面洁净无灰尘、锈蚀,望远镜成像清晰,光学零件表面无油迹、霉点等缺陷。
仪器各运动机构转动灵活,制动螺旋没有松动、卡滞和影响操作的现象。
基座的3个脚螺旋及三角架均无松紧不适、晃动或卡死的现象。
二、照准部水准管轴的检验和校正检验方法:1、调节脚螺旋,使水准管气泡居中;2、将照准部旋转180°看气泡是否居中,如果仍然居中,说明满足条件,无需校正,否则需要进行校正。
校正方法:1、在检验的基础上调节脚螺旋,使气泡向中心移动偏移量的一半。
2、用拨针拨动水准管一端的校正螺旋,使气泡居中。
此项检验和校正需反复进行,直到气泡在任何方向偏离值在1/2格以内。
另外,经纬仪上若有圆水准器,也应对其进行检校,当管水准器校正完善并对仪器精确整平后,圆水准器的气泡也应该居中,如果不居中,应拨动其校正螺丝使其居中。
检验结果:用脚螺旋使照准部水准管气泡居中后,将经纬仪的照准部旋转180度,照准部水准管气泡偏离不到1格,因此不需校正。
三、十字丝的检验和校正检验方法:1、精确整平仪器,用竖丝的一端瞄准一个固定点,旋紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。
2、转动望远镜微动螺旋,观察固定点是否始终在竖丝上移动,若始终在竖丝上移动,说明满足条件,否则需要进行校正。
校正方法:1、拧下目镜前面的十字丝的护盖,松开十字丝环的压环螺丝;2、转动十字丝环,使竖丝到达竖直位置,然后将松开的螺丝拧紧。
此项检验校正工作需反复进行。
检验结果:在墙上找一固定点,使其恰好位于经纬仪望远镜十字丝上端的竖丝上,旋转望远镜上下微动螺旋,该点一直位于十字丝的竖丝上,因此不需校正。
四、视准轴的检验和校正检验方法:1.度盘读数法安置仪器,盘左瞄准远处与仪器大致同高的一点A,读水平度盘读数为b1;2.倒转望远镜,盘右再瞄准A点,读水平度盘读数为b2;3.若b1-b2=±180°则满足条件,无需校正,否则需要进行校正。
附录一:仪器检验的方法(部分)经纬仪检验与校正一、照准部旋转是否正确的检验1、检验方法在检验之前,必须首先验校照准部上的水准管,使水准管轴垂直于仪器的垂直轴。
然后按下列程序进行检验。
(1)将仪器精确整平,使气泡居中,读气泡两端读数。
许多经纬仪的水准管刻划没有注记。
为便于读数,可设水准管中央刻划为零,注记由中央向两端增加。
如果观测者面对望远镜观测方向,此时气泡左端读数为“左”,右端读数为“右”,由气泡两端读数就可以确定气泡中心位置。
(2)顺时针方向旋转照准部,每旋转45°读气泡两端读数一次,连续顺转 3 周。
(3)逆时针方向旋转照准部,每旋转45°读气泡两端读数一次,连续逆转 3 周。
若照准部旋转正确,上述各位置气泡中心的变化,对 J1型仪器不应超过 2 格,对 J2不应超过 1 格。
如果气泡读数变化较大,并以照准部旋转两周为周期而变化,则照准部旋转不正确。
此时应送交修理单位检修。
否则在观测中,很难达到《规范》关于气泡中心位置偏离整置中心不得超过 1 格的要求。
二、水平轴不垂直于垂直轴之差的测定1、测定方法(1)在距经纬仪5m以远的墙壁上,有仪器指挥设置两个目标,一为高点,一为低点。
此两点应大致在同一铅垂线上,而且用仪器观测两点的垂直角的绝对值应大于3°,两绝对值应尽量相等,其差不得超过 30″。
(2)观测高低两点间的水平角 6 个测回,每测回间须换置水平度盘和测微器。
J1型180+i +i m2m2型180+i+iJ m22m式中m——测回数;i——度盘格值。
每一个测回用盘左、盘右位置观测,且照准部沿同一方向旋转。
但在测完全部测回的一半以后,改变照准部的旋转方向。
观测限差: 2c互差按高、低点方向分别比较,所有测回中J1型仪器不得超过 6″;J2型仪器不得超过10″。
所有测回中,角度值互差 J1型应小于 3″; J2型应小于 8″。
超限的测回应重测。
( 3)观测高低点的垂直角和,用中丝法测 3 测回。