3.3 光学经纬仪的安置和使用
经纬仪的使用,大致可以分为经纬仪安置、照准和读数3个步骤。主要包括仪器的对中、整平、照准、读数、合零等各个项目。它是测角技术中的一项基本功训练,也是进一步加深对测角原理、仪器构造、使用方法等诸方面的综合性认识,从而达到正确使用仪器,掌握操作要领,提高观测质量的目的。
3.3.1 经纬仪的对中和整平
在测量角度以前,首先要把经纬仪安置在设置有地面标志的测站上。所谓测站,即是所测角度的顶点。安置工作包括对中、整平两项内容。对中是指使经纬仪中心与测站点位于同一铅垂线上;整平则是调节仪器,使水平度盘处于水平位置,竖轴铅垂。
安置仪器可按粗略对中整平和精确对中整平两步进行。对中分为光学对中器对中和垂球对中两种。因为光学对中器的精度较高,且不受风力影响,应尽量采用,成像原理见图3-12。工程上已经很少使用垂球对中,这里也不再赘述。确有需要,请参阅同类测量书籍。
图3-12 光学对中器成像原理
经纬仪上有两个水准器:一个是圆水准器,用来粗略整平仪器;一个是水准管,用来精确整平仪器。
(1)粗略对中整平
先将三脚架升到适当高度,旋紧架腿的固定螺旋,并将三个架腿安置在以测站为中心的等边三角形的角顶上。架头平面大致水平,且中心与地面点大致在同一铅垂线上。从仪器箱中取出仪器,用附于三脚架头上的连接螺旋,将仪器与三脚架固连在一起。
双手轻轻提起任意两个架腿,以第三条腿为圆心左右旋转三脚架,一面观察光学对中器,当光学对中器分划板的刻划中心与地面点对准,即可放下踩实。这时仪器架头可能倾斜很大,可根据圆水准气泡偏移方向,伸缩相关架腿,使气泡基本居中。伸缩架腿时,应先稍微旋松伸缩螺旋,待气泡居中后,立即旋紧。另外,伸缩架腿时不得挪动架腿在地面上的位置。
(2)精确对中整平
一般按先精平、后对中的顺序进行,也可以先对中、后精平。精平用水准管气泡居中来衡量。如图3-13(a)所示,先使它与一对脚螺旋连线的方向平行,然后运用左手定则,双手以相同速度相对方向旋转这两个脚螺旋,使管水准器的气泡居中。再将照准部平转90°,用另外一个脚螺旋使气泡居中[图3-13(b)]。这样反复进行,直至管水准器在任一方向上气泡都居中为止。待仪器精确整平后,仍要检查对中情况。因为只有在仪器整平的条件下,光学对中器的视线才居于铅垂位置,对中才是正确的。如果有偏移,则需要对中。先旋松连接螺旋,双手扶住仪器基座,在架头平面上轻轻移动仪器,使仪器精确对中,然后旋紧连接螺旋。重复上述操作方法,直至水准气泡居中,对中器对中为止。
图3-13 经纬仪精平
3.3.2 照准目标
瞄准目标前,松开照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋,观察望远镜十字丝是否清晰。若不清晰,可将望远镜对向明亮的背景,调整目镜调焦螺旋,使十字丝清晰。然后转动照准部,用望远镜上的瞄准器大致瞄准目标,旋紧照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋。调节望远镜调焦螺旋,使成像清晰并消除视差。然后用照准部微动螺旋和望远镜微动螺旋精确照准目标。观测水平角时,应用十字丝纵丝的中间部分平分或夹准目标,并尽量瞄准目标的下部。观测竖直角时,则用十字丝交点照准目标中心或用中横丝与目标顶部相切。图3-14是用十字丝瞄准测钎和标杆成像。
图3-14 目标瞄准测钎和标杆成像
3.3.3 读数
张开反光镜约45°,将镜面调向来光方向,使读数窗上照度均匀,亮度恰当。调节读数显微目镜,使视场影像清晰。读数时,首先区分度盘的测微类型,判断度盘及其分微尺、测微尺的格值。然后根据前面介绍的读数方法读数。读数前和读数中,度盘和望远镜位置均不能动,否则读数一律无效,必须返工重测。
3.3.4 合零
利用复测手轮合零:调节测微轮,使测微尺读数为0'00″(或小于30'或大于30'的余数的预定分秒数)。将复测扳手朝上(照准部与度盘分离),转动照准部,使度盘0°刻线置于双指标的中央,然后将复测扳手朝下(照准部与度盘结合)。合零时,要用微动螺旋。松开水平制动螺旋,望远镜瞄准目标后,再将复测扳手朝上。这时,瞄准目标方向的度盘读数,即为0°00'00″(或为预定值)。
利用拨盘手轮合零:先用望远镜瞄准目标,打开拨盘手轮护盖,转动手轮使度盘0°分划线与分微尺0分划线重合,随后关上护盖。
有的仪器,在拨盘手轮旁增设一个保险手柄。合零时,扳下手柄,按下并转动拨盘手轮,使度盘读数合为0°00'00″。松手后,手轮随即退出,再扳回保险手柄,使之按不下手轮,从而避免误拨度盘。