探討光學經緯儀的常規檢測項目的檢測方法

張華麗 李國銀

(1.湖南交通職業技術學院路橋工程學院，湖南長沙 410132;2.長沙水業投資管理有限公司，湖南長沙 410015)

0 引言

經緯儀在道路工程測量前，必須到具有一定資質的檢測部門進行檢校，所測的數據才具有法定效用。作業開始前還必須對經緯儀依次進行七項檢校。

1 光學經緯儀的常規檢查

要求儀器三角架上各個螺絲牢靠、經緯儀兩度盤和照準部旋轉軸平滑自如、各種螺旋和望遠鏡運轉靈活有效、望遠鏡視場十字絲清晰、讀數窗口清晰不傾斜。

2 光學經緯儀七項常規檢測項目和檢測方法

2.1 光學經緯儀各主要軸線之間應滿足的幾何條件

1)水準管軸垂直于儀器豎軸(LL⊥VV)。2)圓水準軸平行于儀器豎軸(OO∥VV)。3)十字絲豎絲垂直于橫軸。4)視準軸垂直于橫軸(CC⊥HH)。5)橫軸垂直于豎軸(HH⊥VV)。6)豎盤指標處于正確位置(x=0)。7)光學豎直對中器與豎軸重合。

2.2 單指標讀數的DJ6光學經緯儀的室外檢驗與校正的基本方法

只驗證豎盤指標差，水平角以測回法觀測的經緯儀為單指標讀數光學經緯儀。

2.2.1 水準管垂直豎軸的檢驗與校正

檢驗:先粗平儀器，水準管與儀器的任意兩個腳螺旋連線平行，調節兩個腳螺旋使水準管居中，再將照準部旋轉180°，若氣泡仍居中，則表示條件滿足;若氣泡不居中，則需進行校正。校正:水準管軸誤差主要原因是水準管兩端支架高度被改變致使水準管軸與豎軸不垂直。當氣泡居中時，則水準軸水平，如果水準軸與豎軸垂直，則豎軸應處于鉛垂方向，水平度盤應處于水平位置;如果水準軸與豎軸不垂直，豎軸與鉛垂線將有夾角a，那么水平度盤與水準軸的交角也為a。當照準部旋轉180°后氣泡偏離，因豎軸傾斜方向沒變，管水準軸與水平線的夾角變為2a，氣泡偏離零點的格值就顯示2a角。先用校正針撥水準管的校正螺旋，改正氣泡偏離格值的1/2，調整水準管與豎軸垂直的偏差，剩下的1/2用旋轉腳螺調整，使氣泡居中，豎軸處于鉛垂方向。反復進行，直到照準部轉到任何位置后氣泡偏離值不大于1格。

2.2.2 圓水準器平行豎軸的檢驗與校正

檢驗:在水準管嚴格居中的基礎上，整平經緯儀，檢查圓水準器是否居中，如不居中，則需校正。校正:用校正針調節圓水準器座底部的校正螺絲，使圓水準器氣泡居中即可。檢驗校正必須反復進行，直到照準部轉到任何位置后圓水準器偏離值不超過大圈。

2.2.3 十字絲豎絲垂直于豎軸的檢驗與校正

檢驗:精確整平儀器，用望遠鏡十字絲豎絲上部瞄準一個固定點，旋緊水平制動螺旋和望遠鏡制動螺旋。轉動望遠鏡垂直微動螺旋，使豎絲從上至下檢查其是否與點重合，如果不重合則需要校正。校正:擰下目鏡前面的十字絲的護蓋，松開十字絲環的壓環螺絲，轉動目鏡筒，使豎絲到達豎直位置，然后將松開的螺絲擰緊。檢驗校正工作需反復進行，直到旋轉望遠鏡上下微動螺旋，該點一直位于十字絲的豎絲上為止。

2.2.4 視準軸垂直于橫軸的檢驗與校正(2c)

檢驗:視準軸誤差(c)是視準軸與橫軸間的交角與90°的差值，以盤左或者盤右正倒鏡觀測一次視準誤差為2c。如圖1所示，現用1/4分中法檢驗，選擇直線AB長100 m，在AB中點O安置經緯儀，在A點豎立花桿，在B點橫向垂直AB放置一根有毫米分劃的尺子。盤左瞄準A點樁，倒轉望遠鏡瞄準橫放B點的尺子，讀取尺上讀數B1。盤右再瞄準A點樁，倒轉望遠鏡瞄準橫放B點的尺子，讀取尺上讀數B2。如果B1和 B2重合，則視準軸垂直橫軸，否則要校正儀器。

圖1 視準軸誤差檢驗與校正

校正:由于視準軸誤差c的存在，盤左瞄準A點到鏡后視線偏離AB直線的角度為2c，而盤右瞄準A點倒鏡后視線偏離AB直線的角度亦為2c，但偏離方向與盤左相反，因此B1與B2兩個讀數之差所對的角度為4c。為了消除視準軸誤差c，只需在小尺上定出一點B3，該點與盤右讀數B2的距離為1/4B1B2的長度。用校正針撥動十字絲左右兩個校正螺絲，使讀數由B2移至B3，然后固緊兩校正螺絲。反復進行直至c值不大于10″為止。

2.2.5 橫軸垂直于豎軸的檢驗與校正

檢驗:如圖2所示，經緯儀安置在距離墻20 m處，盤左瞄準墻面高處的一點P(其仰角大于30°)，然后放平望遠鏡(通過度盤讀數)在墻面上標定十字絲交點P1。盤右瞄準P點，放平望遠鏡，同樣方法在墻面上定出十字絲交點P2，如果P1點和P2點重合，說明滿足條件無需校正，否則需要計算i角。

圖2 橫軸誤差的檢驗

1)皮尺量:OM間距S=20 m，直尺量:P1和P2間距Δ=4 mm。

2)用經緯儀測豎直角:經計算瞄準P時的垂直角a=89°47'54″-58°30'00″=31°17'54″，且 ρ″=206 265″，ρ″代表精平水準管偏差1 cm格造成水平角偏差為206 265″。

3)經 計 算 得:i= Δρ″/2Stana，i=206 265/2 ×2 000 ×tan(31°17'54″)=84″＞20″，即橫軸誤差大于 20″，需要校正。

校正:取P1和P2中點M，固定照準部，向上抬起望遠鏡，視線必然偏離目標點P，即十字絲交點與點P發生偏移。調整橫軸支架高度，使其一端抬高或降低，則十字絲交點與P點重合，橫軸誤差被消除。反復進行，直到i角不大于20″為止(需由儀器修理部門進行調整)。

2.2.6 指標差的檢驗與校正

檢驗:安置儀器后使豎盤水準管精確居中，以盤左、盤右分別瞄準一目標水平A，讀取豎盤讀數。計算豎直角L和R，兩者相等則無豎盤指標差存在，否則計算指標差x，x=(L+R-360°)/2，如果x≤15″不需校正，否則需校正。校正:照準目標A不動，轉動豎盤水準管微動螺旋使豎盤讀數對準正確讀數，盤左:L正=L+x，盤右:R正=R-x。此時豎盤水準管不居中，產生偏移。用校正針調整豎盤水準管架上下固定螺絲，使其水準管精確居中。

2.2.7 光學豎直對中器的檢驗與校正

檢驗:1)選取一片平地整平經緯儀，在腳架中央放一張畫有十字標志O的紙。2)挪動白紙，使對中器中心標志與紙上的十字標志中心重合。3)在水平方向旋轉照準部180°，用對中器中心標志在地面紙上標定一點O'，如果O和O'兩點重合，不需校正;否則要校正。校正:取標定點O'與紙上十字點中心O連線的中點O″，調節對點器的校正螺絲，使對點器中心對準連線的中點O″，校正即完成。反復進行，直到檢驗結果O和O'兩點重合為止。

3 結語

現在經緯儀的實用比較頻繁，通過本文介紹經緯儀的檢測方法，既可以滿足一般教學實驗和工程基本應用，又可以節省大量儀器檢修經費。

［1］ 唐杰軍，趙 欣.《道路工程測量》教材［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［2］ 李培天.經緯儀——測回水平方向標準偏差檢定方法比較［J］.蘭州鐵道學院學報，1999(2):25-26.

［3］ 周維虎，丁曉牧，張玉文.經緯儀檢定裝置校準方法的研究［J］.航空計測技術，1999(6):11-12.

［4］ 張英民，孔慶峰.對測繪誤差理論問題的探討［J］.中國新技術新產品，2010(12):69-71.