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经纬仪的校正项目及方法

时间:2012-10-31浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

经纬仪是一种精密的大地测绘仪器,由于使用于外界条件比较复杂的环境中,仪器结构上的几何关系必然受到不同程度的影响,因此,在作业前,使仪器处于良好的工作状态是完全必要的,有关的测量规范中,对经纬仪的校正顶目和要求,以及校正的周期,均有明确的规定,检修后的仪器必须按照相应等级的规范进行校正。一般普通经纬仪的校正项目为:

  • 照准部水准器轴垂直于竖轴的校正;
  • 望远镜十字丝竖丝垂直于水平轴的校正;
  • 视准轴垂直于水平轴的校正;
  • 水平轴垂直于竖轴的校正;
  • 竖盘指标的校正;
  • 光学对点器的校正。

在进行上述校正之前还必须对仪器的各部分主要性能进行仔细的检验和调整,使之满足仪器相应等级标准的要求,如望远镜鉴别率、调焦、运行正确性、目镜屈光度零位、光学读数系统视差、测微器或带尺行差的检验与调整。

上述校正项目完成后的残余值应满足各等级仪器标准所规定的数值,以达到使用的要求。为了检查仪器是否能满足外界作业性能的的要求,在有条件的情况下,还应按照规范的要求进行照准部及水平度盘偏心差(2F值),竖直度盘偏心差水平分量及一测回水平方向中误差的测定。

照准部水准器轴垂直于竖轴的校正

图1

1、检查方法:

将经纬仪安置在稳固的三脚架上,旋紧中心螺旋。首先将仪器大致整平,使仪器照准部上的管状水准器平行于住意一对脚螺旋,旋转脚螺旋使气泡居中,然后,将照准部旋转180°,此时,若气泡仍然居中,则管状水准器轴垂直于竖轴。如气泡不居中,就需要校正。

管状水准器的整平方法见图2,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为检查时的整置顺序位置。


图2

2、校正方法:

当需要校正照准部管状水准器时,先在Ⅰ位置处,旋转脚螺旋A、B将气泡置平,旋转仪器照准部,在Ⅱ位置处,观察气泡偏离置中的偏差,设其偏差量为e,则校正时,先相对方向旋转两只脚螺旋A、B,改正偏差值的一半(e / 2),其余一半用水准器的校正螺钉进行校正。经反复在Ⅰ、Ⅱ位置处进行校正后,气泡已较接近置中位置处时,则应将管状水准器安置于Ⅲ位置处,旋转脚螺旋C,使气泡居中。然后再于Ⅰ、Ⅱ位置精细校正气泡,直至偏差值不大于1 / 2水准器格值为止。同时,应再安置于Ⅲ位置处.旋转脚螺旋C,使气泡居中。此项校正须经反复调整直至正确位置。

图3水准器轴不垂直于竖轴的检校

图3为经纬仪照准部水准器轴不垂直于竖轴的检校原理示意图。如果水准器轴与竖轴不垂直时见图3(a)所示,虽然水准器轴安置水平,但竖铀不处于铅垂方向,设其偏差角值为α,当带水准器的照准部绕此不铅垂的竖轴旋转180°时,水准器气泡就不再居中了.移动了2α的角值,如图3(b)所示,也就是说水准器轴存在2α的倾斜角,此2α值即为竖轴偏离铅垂方向一个α值和水准器轴不垂直于竖轴的α值的和,采用图3(c)和 (d)的校正,即可以消除此项偏差。

本顶目校正完成后,应同时将仪器上的圆形水准器气泡校正居中。

望远镜十字丝竖丝垂直于水平轴的校正

检查方法:整置好仪器后.用望远镜十子丝照准远处目标,调焦清晰,固紧仪器照准部和水平轴,用照准部水平微动螺旋精确照准目标于十字丝竖丝上,然后微动水平轴微动螺旋(即垂直微动螺旋),使望远镜向上或向下移动,即视准轴绕水平轴旋转(见图4 ),如果照准的目标随着望远镜的移动而缓慢地离开十字丝的竖丝,则表示十字丝竖丝与水平轴不垂直,需要进行校正。

图4望远镜十字丝竖丝垂直于水平轴的检查

校正方法:

根据仪器具体结构的不同有所区别,用四只固定螺钉压紧带分划座的目镜接筒的仪器(如图5所示),可先略旋松四只固定螺钉,然后按需要调整的方向轻轻旋转整个目镜接筒进行校正;不能调整目镜接筒的仪器,同时校正螺钉是紧贴在接筒外径上的仪器,则应该先略略旋松四只校正螺钉,按需要调整的方向旋转整个十字丝分划座进行校正,使竖丝处于正确位置,然后旋紧固定螺钉或校正螺钉,并重复检查确认校正正确后即可。

图5

视准轴垂直于水平轴的校正

1、检查方法有两种:

  • 一种方法是与水平度盘无关,因而与度盘的分划误差和读数误差无关;
  • 另一种方法与水平度盘有关,而且它取决于测标放置的精度。对现代经纬仪而言,第二种方法似乎较第一种方法精度高些。

第一种检查方法:

在平坦开阔的场地上,选取三点A、B、C,将仪器安置在B点上,置平照准部水准器;A、C点距B点约100米,A点设置照准目标,C点设横尺,均与仪器近似等高。检查时,先在盘左位置固定照准部精确照准A点目标,然后将望远镜倒转180°,照准C点横尺,在尺上截取读数P1,松开仪器照准部于盘右位置精确照准A点目标,再将望远镜倒转180°,照准C点横尺,在尺上截取读数P2(见图6)如果P2 ≠ Pl,则存在视准轴不垂直于水平轴的偏差,简称2C。

图6

第二种检查方法:

安置并置平经纬仪,在仪器盘左位置距仪器80 — 100米处选取与仪器近似等高的一点,固紧照准部,精确照准目标,并读取水平度盘读数。旋转仪器照准部并倒镜于盘右位置,重复精确照准目标,读取水平盘读数,两读数应正好相差180°,如果两读数之差不为180°,则存在视准轴不垂直于水平轴的偏差,需要进行校正。

上述两种检查方法均可在室内安置带不同分划板的平行光管作为照准和读数的目标。

2、校正方法:

在前述第一种方法中,于仪器盘右位置时选取横尺上1 4P1P2读数位置P,用十字丝分划板的左右校正螺钉,按需要调整的方向,先松后紧进行校正。此时,横尺上P点倒镜后的位置,已离开原来照准的A点,用水平微动螺旋重新精确照准A点,倒转望远镜后照准横尺,即可获得正确的视准轴位置C点,重复以上步骤,直至校正完善。

在第二种方法中,设仪器于盘左位置时,照准目标A点读得的读数为a,然后倒镜并旋转照准部于仪器盘右位置照准目标A点,读得读数b,按下式得两倍照准差的误差值2C: 2C= (a-b)±180°。从中求得C值在盘左或盘右位置,用照准部水平微动螺旋将水平度盘读数调整到a+c或b+c处。此时望远镜视准轴已离开目标A点,用十字丝分划板的左右校正螺钉,按需要调整的方向先松后紧进行校正。重复多次检查校正,直至校正完善。

对于DJ2型经纬仪视准轴不垂直于水平轴的偏差值C应不大于8";DJ6型不大于10"(即DJ2型经纬仪2C值不大于16",DJ6型不大于20")

水平轴垂直于竖轴的校正

1、检查方法:

选取距目标物(可用建筑物墙壁)30米 — 50米处,安置好仪器,在前述三项偏差已校正完善的基础上,于仪器盘左位置旋转望远镜向上仰角大于30°时照准一目际P,固定照准部,精确瞄准,然后转动望远镜平视与仪器近视等高的目标(或横尺)得点P1。倒镜旋转照准部于盘右位置重新照准目标P,并平视水平目标得点P2, P1、P2即为横轴不垂直于竖轴在盘左和盘右位置两次照准后的偏差。(见图7)

图7水平轴不垂直于坚轴的检查

2、校正方法:

一般经纬仪结构上,均设置有水平轴的调整机构,有照准部支架分体式和整体式两种:分体式为将照准部支架分截成两部分,即水平轴及左右轴承和安装竖轴的照准部,左右两端轴承等高,(如威特T2经纬仪);整体式为照准部支架为一整体零件,在水平轴的盘左一端为固定轴承,盘右一端为可调轴承(见图8),经检查发现水平轴不垂直于竖轴时,可以调整水平轴消除。分体式结构调整时可以修磨一端与支架的联接面;整体式结构可以校正偏心右轴承,以消除误差。

如图8所示,可以在拆下经纬仪支架上的右侧盖板及垂直制动架后,旋松三只固定偏心右轴承的固定螺钉,微量旋转右轴承即可以校正水乎轴不垂直于坚轴的误差。

图8

竖盘指标的校正

竖盘指标应处于正确的位置,当望远镜视准轴水平(并与竖轴垂直),且竖盘水准器气泡居中时,竖盘指标应指示出正确的竖盘读数90°或270°。如果竖盘指标不正确,竖盘读数就会产生误差,即为竖盘指标差,以i表示,不正确的竖盘指标位置会影响被观测目标竖直角读数的正确性。

1、检查方法:

  • 方法一:在距仪器50米以外处安置一标尺,整置好仪器,在盘左位置照准远处标尺,先用竖盘指标水准器微动螺旋,使水准器气泡居中,再从读数视场中,安置竖盘读数于90°0' 00" ,的位置上,通过望远镜中丝对标尺进行读数,得b1;再于盘右位置照准标尺,并先使竖盘指标水准器气泡居中,再从读数视场中安置竖盘读数为270°0' 00" 得标尺读数b2,如果b1=b2说明竖盘指标位置正确,不存在竖盘指标差。若b1≠ b2,则存在指标差,必须进行校正。
  • 方法二:利用盘左和盘右位置时照准同一目标的竖盘读数进行检查。当无竖盘指标差时,盘左读数与盘右读数之和应为360°,否则就表示存在竖盘指标差。具体检查的方法是安置和整平好仪器,盘左和盘右位置各用望远镜精确瞄准50米以外近似与仪器等高的目标,并使竖盘指标水准器气泡居中,读取竖盘读数,盘左记为L,盘右记为R,如果L十R=360°,说明竖盘指标位置正确,不存在竖盘指标差。若L十R≠360°,则存在指标差,必须进行校正。

2、校正方法:

  • 在方法一中,校正时用望远镜微动螺旋,使望远镜十字丝分划中丝对准标尺上的b点,b=1 / 2(b1+b2)。此时,望远镜视线水平,而竖盘读数不是90 °(或270°),用竖盘指标水准器微动螺旋使竖盘读数准确为90°(或270°),这样,竖盘水准器气泡就不处在居中位置。调整水准器校正螺钉,使气泡居中,反复进行校正,直至消除指标差,对于J6级经纬仪,其两倍竖盘指标差2C不应大于20"。
  • 在方法二中:校正时,先求出竖盘指标差I值。I = 1 / 2 [360°- (L十R) ]。指标差有正负,它表示指标偏离应有位置的方向。在盘右位置时,仍照准原目标,用指标水准器微动螺旋使竖盘读数为R+I,此时竖盘指标水准器气泡已不居中,调整指标水准器改正螺订(或螺圈),使气泡重新居中。倒镜及旋转仪器于盘左位置进行照准和使气泡居中,应得读数为L+I,盘左与盘右竖盘读数之和应为360°反复数次进行校正,即可满足要求。

光学对点器的校正

近代光学经纬仪上都安置有光学对点的装置、它比垂球对点更精确可靠,不受风力等外界条件的影响,光学对点器的视准轴应与仪器的竖轴共轴。

1、检查方法:

首先应区别光学对点器是装在仪器的照准部上(如国产DJ6级和DJ2级光学经纬仪)还是装在仪器的基座上(如威特T2)。

光学对点器装在照准部上的仪器,检查时,先将仪器安装在三脚架上,仔细整平照准部水准器,并在仪器下方的地面上固定一张白纸,调整好光学对点器的分划视差和地上纸张的清晰度,并在纸张上作一十字标记,使其与对点器的视准轴重合,然后将照准部绕竖轴旋转180°,此时对点器的视准轴(分划片上的小圆或十字线)也同时旋转若视准轴与地面白纸上的十字标记仍然相重合,则说明光学对点器的视准轴与仪器竖轴是共轴的。假如竖轴旋转后对点器的视准轴偏离出地面上的十字标记,则说明光学对点器的视准轴需要进行校正。

光学对点器装在基座上的仪器,检查时,可以将仪器平卧,让支架、竖盘罩壳及望远镜支撑着,使竖轴大致成水平状态,而带光学对点器的基座可以绕竖轴旋转。在距仪器基座1.5米左右的墙面上贴一纸张,观察光学对点器使其视准轴投于纸张上,并作一标记,旋转基座位180°,于另一面位置再行观察对点器的视准轴是否偏离所作的标记。假如当带光学对点器的基座旋转偏离原标记,刚说明光学对点器的视准轴需要进行校正。

2、校正方法:

光学对点器装在照准部上的仪器,校正时(以1002工厂DJ6级经纬仪为例),用短柄起子旋下在仪器支架间圆盖上的两只固定蝠钉,取下圆盖即露出光学对点器转象棱镜座的结构(如图9所示),旋松调节上下位置螺钉2(3只),来调节对点棱镜的俯仰偏差(对点检查时的上下位置偏差);松紧调节螺钉1(2只)校正对点棱镜的左右偏差。由于检查时是绕竖轴旋转180°,因而对点观察时获得的偏差为实际不同轴偏心值的两倍。

图9

因此,进行对点棱镜的调节时,只需校正偏差值的一半,另一半则可以将地面设置的目标进行移动来对准,反复校正调节,直至对点目标在对点分划板圆圈内为止,此时螺钉2应是固紧的。校正完成后,将保护圆盖盖上,旋上两只螺钉固定。

光学对点器装在基座上的仪器,校正时(以瑞士威特T2光学经纬仪为例)在检查仪器对点器偏差的状态下,在基座正位和反位旋转180°的位置上,用对点目镜前的四只对点分划板改正螺钉进行调节,调节时仍然是分划板调节偏差值的一半,墙面上的目标调节一半,反复调节校正,直至对点分划板视准轴与墙面上的目标牛心一致。

对于DJ6级和DJ2级光学经纬仪,光学对点器视准轴与仪器竖轴的不重合误差约不应大于1毫米(JB820-77和JB2127-77)。

信息标题:经纬仪的校正项目及方法

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