经纬仪的检验与校正

1、经纬仪检验校正根据经纬仪的测角原理，要测得正确的水平角和垂直角，仪器主要部件的结构及各部件的相互关系，必须满足一定的几何条件。这些几何条件包括：（1） 整置仪器时，能保证仪器的竖轴与铅垂线重合；（2） 照准轴和横轴正交；（3） 横轴与竖轴正交；（4） 竖轴与水平度盘正交，且过其中心；（5） 横轴与垂直度盘正交，且过其中心；（6） 仪器安置正确时，十字丝纵丝应处于铅垂面内；（7） 垂直度盘指标的安置应基本正确。通常，仪器在经过长期使用和多次搬迁后，会使某些部件的结构发生变化，从而使得上述条件或多或少的遭到破坏。除了第四、五两项在仪器制造时得到严格的保证外，其它几项可通过一定的方法检查其几何关系是

2、否正确，如果存在偏差，则通过设置的调整装置来改正，使其恢复这些几何条件，以期减少或补偿其对角度测量的影响，这一过程称为对仪器的“检验校正”。检验校正应遵循后一项检校过程不破坏前一项检校结果的原则进行。在地形测量中，通常按照下述项目和顺序进行检校。1. 外观检视先检查仪器各部分外观，看是否有表面损伤，玻璃部分有无裂痕，然后检查各个旋转螺丝，看转动是否灵活，望远镜目镜、物镜调焦是否正常，读数窗是否明亮清晰。对照仪器箱内清单检查各附件是否齐全，有无损坏。最后检查仪器箱外部(提手、背带、 锁扣等)是否牢固可靠，有问题应及时处理。2. 管水准轴与竖轴的正交性检校此项检校的目的在于整置仪器后，保证竖轴与铅

3、垂线方向一致。若此项条件满足，经纬仪整平后，照准部转到任一方向，气泡均应保持居中。检验方法：先按常规方法将仪器尽量整平，使管水准器与某两个基座螺旋连线平行，旋转基座螺旋，使气泡居中，水准轴水平。若水准轴与竖轴正交，则竖轴必处于铅垂线方向。若水准轴与竖轴不正交而含有角的差值，则水平度盘及竖轴也都将倾斜角，如图4-25(a)所示。将照准部旋转180，若气泡不居中， 说明水准轴与竖轴不正交，水准轴相对水平面偏离2角，如图4-25(b)所示。校正方法：管水准轴与竖轴不垂直，主要是管水准器两端支架高度不等所致。因此，校正时只要适当调整管水准器支架上的校正螺丝即可。由于照准部旋转180以后，气泡偏离中点的

4、格值是2的反映， 也就是竖轴偏离铅垂方向和水准轴偏离水平度盘面的综合反映。因此，只要按气泡移位的格值改一半即可。设气泡移位的格值为e，首先用基座螺旋改正气泡偏移格值的一半(即)， 此时竖轴处于铅垂方向，如图4-25(c)所示；剩下的则用管水准器校正螺丝改正之，使水准气泡居中，此时水准轴与水平度盘都处于水平位置，而且竖轴仍保持铅垂方向，此项校正即告完成，如图4-25(d)所示。由于不能使管水准器与两基座螺旋连线严格平行，则改正分划值时也不可能很准确。因此，该项检验校正须反复进行，直到照准部转动180以后气泡偏移值不大于一个分划时为止。该项检校完成以后，还可附带对园水准器进行检校。如果此时园水准器

5、的气泡不居中，可用其下面的校正螺丝校正,使圆气泡居中即可。图4-25管水准器与竖轴的正交性检验必须注意，进行此项校正时，拧动校正螺丝不要用力过猛；两端的校正螺丝应一松一紧,先松后紧；校正完毕一定要拧紧被松动过的螺丝。 3. 十字丝纵丝与横轴的正交性检校十字丝纵丝与横轴正交，也就意味着当横轴水平时，纵丝应位于垂直照准面内(设横轴已与照准轴正交)。如果十字丝板安置得不正确，则纵丝可能与横轴不正交。由于纵丝不在照准面内，观测时用纵丝不同位置去照准同一目标，则会出现不同的水平度盘读数，这显然是不允许的。因此，此项检校的目的是使十字丝纵丝与照准面一致。检验方法：整置仪器后，用十字丝中心照准一约与仪器同高

6、的点状目标，固定照准部和望远镜，然后用垂直微动螺旋使望远镜徐徐转动。此时在物镜视场中可以看到目标对纵丝作相对运动，如果目标点不离开纵丝，则说明纵丝与横轴是正交的；如果目标点偏离纵丝，如图4-26所示，则说明纵丝与横轴不正交， 需要进行校正。为了更明显地看出目标点与纵丝的偏离，也可用纵丝上部照准目标，垂直微动望远镜后，则可在纵丝下部看到二倍于上述偏差的距离。图4-26 十字丝的检验 图4-27 十字丝的校正校正：用十字丝中心照准目标点，固定照准部和望远镜，用望远镜垂直微动螺旋使目标点移至视场的上方或下方并尽量靠近视场边沿，尽量显示出目标点的偏离情况。此时打开十字丝环的护盖，即可看到如图4-27所

7、示的十字丝环校正装置。 首先松开四个校正螺旋E，然后轻轻地转动十字丝环，使纵丝压住目标点为止。 此项校正需反复进行，直至上下转动望远镜时，目标不偏离十字丝纵丝为止。校正完毕后，拧紧四个校正螺旋E。图4-28照准轴误差4. 照准轴与横轴的正交性检校当横轴水平时，照准轴的俯仰面应是一个铅垂平面。若照准轴与横轴不正交，则照准轴绕横轴旋转时将是一个圆锥面，如图4-28所示。照准轴与横轴不正交而产生的偏差C称为照准轴误差。它对半测回的水平角观测值有影响，而对一测回的水平角没有影响。但C值过大，记薄和计算很不方便，因此，需要进行检验与校正。该项检验通常采用四分之一法，如图4-29所示。首先在平坦的地面上选

8、定直线AB，并确定中点O。将仪器安置在点O点上，在A点设置瞄准标志，在B点横置一根有毫米分划的尺子，并使标志和尺子与仪器同高。用盘左瞄准A点，固定照准部，纵转望远镜读取尺子上的读数B1。盘右瞄准A点，纵转望远镜在尺子上读取读数B2。由图4-29可知，若B1、B2重合，说明条件满足，否则B1、B2之差为4倍C角的反映。照准轴误差C可按式（4-8）求取。 （4-8）AB1HBOHB2B3D图4-29 照准轴检验式中D是仪器到B点的距离。校正前先求出照准轴与横轴正交时在尺子上的读数B3（在B1B2的四分之一处），然后用打开十字丝护盖，同样可从图2.5.3中看到四个校正螺丝A、B、C、D。先松开相邻两

9、个校正螺丝A或C中的任一个，然后按照先松后紧和一松一紧的原则移动两个校正螺丝B、D，使十字丝环按水平方向移动，同时在目镜中注意观察，直至十字丝纵丝正好照准B3点。然后拧紧所有松开的螺丝，使其不留空隙和松紧适宜为止。此项检校需反复进行，对于J6级仪器2C值不大于，J2级仪器不大于就可以了。5. 横轴与竖轴的正交性检校经过前面几项检校，可使仪器的竖轴处于铅垂方向，照准轴与横轴正交。如果仪器的横轴与竖轴正交，则照准轴绕横轴旋转将形成一个铅垂面；否则，将是一个倾斜平面，这无疑会对水平角观测产生影响，应当进行检校。横轴与竖轴不正交，当竖轴位于铅垂线上时 ，横轴与水平面的夹角i称为横轴误差。检验方法如图4

10、-30所示，在距墙面1020m处整置仪器，用盘左照准墙上高处某一点P（高出仪器5m以上），然后固定照准部，纵转望远镜使其概略水平，此时在墙上照准了与仪器大致同高的一点A，；用盘右再一次照准P点，同样固定照准部放平望远镜，如果此时仍能照准A点，则说明横轴与竖轴正交，否则，它将照准另一点B。由图4-30不难看出，对于高处目标P ，用盘左、盘右向水平面上投影时 ，由于横轴误差的存在而产生不重合的两个投影点A、B，在ACP中： ， (4-9) (4-10)只要量取和S，测得垂直角，即可由上式计算出横轴误差。图4-30 横轴误差横轴与竖轴不正交的主要原因是横轴两端的支架不等高，因此校正的目的就是调整支架

11、的高度使之处于正确位置。由于校正装置封装于仪器内部，在外业条件下一般不宜作此项校正，多由专业仪器维修人员在室内进行校正。规范通常要求J2级经纬仪的横轴误差不应超过15,J6级经纬仪的横轴误差不应超过20。6. 垂直度盘指标差检校指标差的存在并不影响一测回垂直角的精度。但指标差过大，既不便于计算，也易产生差错。故此项检校的目的是尽量使指标差接近于零。整置仪器后，用中丝法对某一明显目标观测一测回，计算出指标差i。对有指标水准器的仪器进行校正时，旋转指标水准器微动螺旋，保持中丝照准目标不动，使垂直度盘读数为(右-i)或(左-i)，此时水准气泡就不居中了，可拧下垂直度盘水准器一端的护盖，用改针松紧其上

12、、下两校正螺丝，使气泡居中。此法须反复进行，直到指标差i1（J6级）或i30（J2级）时为止， 最后仍须拧紧松开的校正螺丝。另外，也可用校正十字丝环上下位置的办法进行校正。具体做法是，旋转望远镜垂直微动螺旋，使垂直度盘读数为(右-i)或(左-i)，此时十字丝必不切准目标。打开十字丝环护盖，先松开左、右两个校正螺丝B和D中的任一个，然后松紧上、下两校正螺丝A和C(参看图4-27)，并注意观察目镜内影像的变化，直至中丝切准目标为止， 最后拧紧松开的校正螺丝。值得指出的是，用十字丝校正指标差，在效果上有可能破坏或影响照准轴与横轴的正交，在操作上也不如改水准器方便，故在实际作业中较少用到，只对有竖盘自动补偿装置的经纬仪使用。7. 光学对点器的检校对于光学对点器不随照准部转动的仪器，可用垂球法检校。在室内或无风的场地上，精确整平仪器，地面上固定一张白色硬纸，仪器中心螺丝下挂一个较重的垂球，调整垂球线长，使垂球尖接近纸面，待其静止时