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第四节 光学经纬仪的检验与校正方法

经纬仪是测角仪器，从测角原理可知，它必须满足下面两个条件：
1.照准面必须铅垂，才能形成正确的两面角。
2.水平度盘必须水平，才能正确量度两面角。


一、光学经纬仪应满足的几何条件



图4-1 经纬仪轴线关系


经纬仪有纵轴（竖轴）VV、水准管轴LL、视准轴ZZ、水平轴（横轴）HH及圆水准器轴OO等几大轴线。视准轴为望远镜的物镜中心与十字丝中心的连线，是瞄准目标时的视线。竖轴为照准部旋转轴，正常使用时应保持铅垂；水准管轴在气泡居中时，应水平；圆水准轴在其气泡居中时，应铅垂；横轴是望远镜的旋转轴，正常状态应水平。
为保证经纬仪的正常使用，上述各轴线间必须满足测角一定几何关系，包括：
（1）水准管轴垂直于纵轴(LL⊥VV)；当LL水平时，可保证VV的铅垂。
（2）圆水准轴平行于纵轴(OO∥VV)。
（3）视准轴垂直于横轴(ZZ⊥HH；当HH水平时，只要ZZ⊥HH，就保证了视准面是铅垂的。
（4）横轴垂直于纵轴(HH上VV)；当VV铅垂，只要保证HH上VV，就保证了HH的水平，也就保证了ZZ扫出来的视准面是铅垂的。
（5）十字丝纵丝垂直于横轴。
（6）竖盘指标应处于正确位置。
（7）光学对点器视准轴位置正确。


二、经纬仪的检验校正
（1）水准管轴垂直于纵轴的检验校正(LL⊥VV)
1.检验
大致整平仪器，并转照准部，使水准管轴与仪器任两脚螺旋连线平行，调节这对脚螺旋使水准仪管气泡居中。再转照准部180°，若气泡仍居中，说明该几何条件满足，否则应校正仪器。
2.校正
调节平行于水准管的一对脚螺旋使气泡向中央移动偏离值的一半，用校正针拨水准管的校正螺旋，升高或降低一端的水准管的一端至气泡居中，反复进行几次，直到在任何位置气泡偏离值都在一格以内止。
（2）圆水准器的检验和校正
1.检验：水准管轴校正的基础上，整平经纬仪，若圆水准器气泡不居中，则需校正。
2.校正：用改正针拨动圆水准器下面的校正螺丝，使圆水准器气泡居中即可
（3）十字丝竖丝垂直于仪器水平轴的检验校正
1.检验方法



图4-2圆水准器的检验和校正


整平仪器并瞄准一个明显目标点（图4-2），制动照准部和望远镜，转望远镜的微动螺旋使望远镜视线在竖直面内作上下均匀旋转，若点成像始终在竖丝上，无需校正。如果点的轨迹偏离竖丝，则应校正。
2.校正方法
卸下目镜的外罩，可见到十字丝环，先松开四个固定螺丝，微转目镜筒，此时十字丝板也转动同样的角度，调节至望远镜视线上下转动时点的成像始终在竖丝上移动止，校正后装好外罩。
（4）视准轴垂直于水平轴的检验校正(ZZ⊥HH)
1.检验原理
视准轴与水平轴不垂直之差称为视准误差。视准误差C对水平角观测值的影响，正倒镜值绝对值相等、符号相反。检验时，选一水平位置目标，盘左、盘右观测读数差即为两倍视准误差称为2C值：
2C＝盘左读数一(盘右读数土180°) （5）
瞄准目标*时，本来应用ZZ，读数为L， 但由于视准误差C的存在，使得ZZ还要右转C角后，用Z′Z′瞄准目标*，这样，读数就 增加了C值，变为L′，则L=L′-C，同理，R=R′+C：则L-R=（L′-C）-（R′+C）=土180°
∴ 2C= L′-R′土180°（6）
2.校正方法
若|2C|≥±20″应校正。计算盘左盘右瞄准同一目标的水平盘读数的盘右（或盘左）正确读数
a=（a右+（a左±180°））/2 （7）
旋水平微动螺旋，使盘右的水平度盘读数为a。观测十字丝纵丝偏离目标情况，用校正针旋转图4-2（b）中左、右一对十字丝校正螺丝至十字丝纵丝与目标成像几何中心重合。
（5）水平轴垂直于竖轴的检验(HH上VV)
1.检验方法



图4-3水平轴垂直于竖轴的检验


在距高墙10-20m处安置经纬仪，整平仪器盘左瞄准墙面高处的一点A（仰角在30°左右），固定照准部后大致放平望远镜，在墙面上定出一点A1，如图37所示，同法盘右瞄准A点，放平望远镜，在墙面上定出另一点A2，A1、A2重合，关系满足，否则需校正。纵轴铅垂而横轴不水平，与水平线的交角i称为横轴误差。由图4-3知：
tani=A1M/AM （8）
若仪器距墙壁的距离为S，A1A2间距为Δ经纬仪瞄准A时的垂直角为α，则有：
（9）
由于i很小，故有：
2.校正方法：
当i＞±30″应校正。取A1A2的中点M，以盘右(或盘左)位置瞄准M点，抬高望远镜至A位置，视线必偏离A点，可拨动仪器支架上的偏心轴承，使横轴的右端升高或降低，使十字丝中心与A点的几何中心重合，这时，横轴误差i已消除，横轴水平。
（6）指标差的检验与校正
1.检验
置平仪器，以盘左、盘右分别瞄准一水平目标，读取竖盘读数，计算垂直角α左和α右，两者相等则无竖盘指标差存在，否则应计算指标差i，当其大于±30″时应进行校正。
2.校正
校正时可在盘左盘右任一位置进行，如在盘右时令望远镜照准原目标不动，转竖盘水准仪管微动螺旋，将竖盘读数对到盘右的正确读数:R右=R右′-i，此时指标水准仪管气泡必然偏移，用校正针使气泡居中即可。
（7）光学对点器的检验校正
光学对点器是一个小型的外对光式望远镜，由物镜、目镜、分划板、转向棱镜及保护玻璃组成，对点器的视准轴为其分划板刻划中心与物镜光心的连线，光学对点器的视准轴应与仪器的竖轴重合。
1.检验
选一平地安置仪器严格整平，在脚架的中央地面放置一张画有一十字形的标志O的白纸，并使对点器标志中心与标志O重合，在水平方向旋照准部180°，如对点器标志中心偏离标志O，而至另一点O′处，则对点器的视淮轴和仪器的纵轴不重合，应校正。
2.校正
定出O，O′的中点，调节对点器的校正螺丝使对点器中心标志对该点，校正完成。应指出，经纬仪的各项检验、校正需反复进行多次，直至稳定地满足条件为止。


（三）本章重点：
识记：经纬仪是测角仪器，从测角原理可知，它必须满足下面两个条件：
1.照准面必须铅垂，才能形成正确的两面角。
2.水平度盘必须水平，才能正确量度两面角。
领会: 为保证经纬仪的正常使用，上述各轴线间必须满足测角一定几何关系，包括：
（1）水准管轴垂直于纵轴(LL⊥VV)；当LL水平时，可保证VV的铅垂。
（2）圆水准轴平行于纵轴(OO∥VV)。
（3）视准轴垂直于横轴(ZZ⊥HH；当HH水平时，只要ZZ⊥HH，就保证了视准面是铅垂的。
（4）横轴垂直于纵轴(HH上VV)；当VV铅垂，只要保证HH上VV，就保证了HH的水平，也就保证了ZZ扫出来的视准面是铅垂的。
（5）十字丝纵丝垂直于横轴。
（6）竖盘指标应处于正确位置。
（7）光学对点器视准轴位置正确。