第六节 经纬仪的检验和校正
经纬仪的几何轴线（图3-20）有：望远镜视准轴CC、横轴HH、照准部水准管轴LL和仪器竖轴VV。
图3-20 经纬仪主要轴线关系
经纬仪测量水平角时各轴线应满足下列条件：
（1）照准部水准管轴垂直于竖轴，即LL⊥VV。
（2）十字丝竖丝垂直于横轴。
（3）视准轴垂直于横轴，即CC⊥HH。
（4）横轴垂直于竖轴，即HH⊥VV。
进行竖直角测量时，竖盘水准管轴应垂直于竖盘读数指标线。检验校正的方法步骤如下。
一、照准部水准管轴垂直于竖轴的检验校正
（一）检验
将仪器整平，转动照准部使水准管平行于一对脚螺旋的连线，并转动该对脚螺旋使水准管气泡居中。然后将照准部旋转180°。此时水准管也调转了180°。若气泡偏离中央，表明水准管轴不垂直于竖轴，这主要是支承水准管的校正螺丝（图3-21）变动的缘故。
图3-21 照准部水准管
（二）校正
用校正针拨动水准管的校正螺丝，使气泡退回偏离的一半，再旋转脚螺旋，使气泡居中。此项检验校正要反复进行，直至照准部转到任何位置气泡偏离中央小于半格为止。
校正的原理可以图3-22来说明。如图3-22（a）所示，若水准管轴不垂直于竖轴，气泡虽然居中，水准管轴处于L′L′位置，经纬仪的竖轴却偏离铅垂线一个小角α；当水准管随照准部旋转180°后，如图3-22（b）所示，竖轴位置没有改变，但由于水准管支柱换了位置，使水准管轴处于新的位置L″L″，L′L′与L″L″之间的夹角为2α，这时气泡不再居中，而从中央向一端走了一段弧长，这段弧长表示为2α的角度。由图3-22（a）可知，水准管轴与水平度盘间的夹角为α，因此，只要校正α角的弧长即可使水准管轴LL平行水平度盘。因为水平度盘与竖轴是正交的，所以此时水准管轴也就垂直于竖轴了，如图3-22（c）所示。调整脚螺旋使气泡居中，竖轴即处于铅垂位置，如图3-23（d）所示。
图3-22 照准部水准管校正原理
二、十字丝竖丝垂直于横轴的检验校正
参考水准仪横丝不水平的检验校正方法。
三、视准轴垂直于横轴的检验校正
视准轴不垂直于横轴所偏离的角度C，称为视准误差，它是由于十字丝交点的位置不正确而产生的。
（一）检验
如图3-23（a）所示，望远镜在盘左位置瞄准与仪器同高的目标M时，十字丝交点在正确位置K时度盘读数为m；由于十字丝交点偏离到K′（图上偏左），视准轴偏斜了一个角度c，用它来瞄准M时，望远镜必须向左转一个角度c，此时指标所指度盘读数为m左，比正确读数m小了一个角度c，即
图3-23 视准误差
望远镜从盘左位置换到盘右位置时，指标从左边位置转到右边，十字丝交点K′转至K的右边［图3-23（b）］，用它瞄准M时，望远镜必须向右转一角度c，指标所指度盘读数比正确读数m′（m′=m±180°）增加了一个c角，即
式（3-3）与式（3-4）相加，得
式（3-3）与式（3-4）相减，得
由式（3-5）可知，用盘左、盘右两个位置观测同一目标，取其平均值，可消除视准误差c的影响。
由式（3-6）可知，若盘左、盘右两读数m左与m右±180°相等则c=0，视准轴垂直于横轴；若c≠0，应进行校正。
（二）校正
用式（3-5）求得正确读数后，在盘右位置，微动照准部使度盘读数恰为正确读数m±180°，这时十字丝交点偏离M点（图3-24）。校正时，拨动十字丝环的左、右两校正螺丝，采用一松一紧的方法，推动十字丝环左右移动，直至十字丝交点对准M点为止。此时K′移到正确位置K，CC⊥VV的条件得到满足。这项检验和校正往往要反复进行，直至c<30″为止。
四、横轴垂直于竖轴的检验校正
（一）检验
整平仪器，在盘左位置将望远镜瞄准一较高目标M点（图3-25），固定照准部，令望远镜俯至与仪器同高的水平位置，根据十字丝交点标出一点m1。然后倒转望远镜，在盘右位置仍瞄准高点M，再将望远镜俯至水平位置，同法标出一点m2。若m1与m2两点重合，表明条件满足，否则需要校正。
图3-24 十字丝分划板的校正
1—十字丝分划板固定螺丝；2—十字丝分划板座；3—望远镜镜筒；4—十字丝分划板；5—十字丝校正螺丝
图3-25 横轴的检验
（二）校正
量出m1、m2之间的距离，取其中点m，旋转照准部微动螺旋令十字丝交点对准m点，仰起望远镜，此时十字丝交点必然不再与原来的M点重合而对着另一点M′，然后调整望远镜右支架的偏心环，将横轴右端升高或降低，使十字丝交点对准M点。检验校正工作同样应反复进行，直至满足要求为止。
光学经纬仪横轴上的偏心环密封在支架内，出厂时已保证其正确关系，作业人员一般只作检验即可，如必须校正，应由有经验的仪器检修人员在室内进行。
五、竖盘水准管的检验校正
望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘起始读数应是固定整数值（90°或270°），否则即存在指标差。如图3-26（a）所示，由于支承竖盘水准管的支架高低不一，致使竖盘水准管气泡居中时，指标偏离正确位置，竖盘读数不是应有的始读数，其差值x称为竖盘指标差。在测量竖直角前，需对仪器进行检验和校正，以消除指标差，或求得指标差对观测值加以改正。
（一）检验
整平仪器，用盘左、盘右观测同一高处目标M，分别读得竖盘读数L和R（读数时必须令竖盘水准管气泡严格居中）。若L与R之和恰为360°，则条件满足，否则存在指标差，需进行校正。
如图3-26（b）所示，以盘左位置瞄准目标 M，竖盘读数为L，比正确读数大一个x，因此竖直角的正确值应为
式中 α左——盘左时竖直角的观测值。
图3-26 竖盘指标差
再以盘右位置瞄准同一目标M，如图3-26（c）所示，竖盘读数R比正确读数也大一个x，则竖直角的正确值应为
式中 α右——盘右时竖直角的观测值。
式（3-8）减去式（3-7），得
由上式可知，若 L+R=360°，则指标差 x=0，如求得的x绝对值大于 30″应进行校正。
式（3-7）与式（3-8）相加，得
例如：盘左时竖直度盘的读数为 L=75°44′，则：α左=+14°16′
盘右时竖直度盘的读数为R=284°18′，则：α右=+14°18′
其指标差为
（大于30″应校正）
图3-27 竖盘水准管的校正
1—竖盘指标水准管；2—反光镜；3—竖盘指标水准管微动螺旋；4—水准管校正螺丝
正确 竖 直 角 为
+14°17′
式（3-10）表明盘左、盘右观测所得的竖直角，取平均值可以消除指标差的影响。
（二）校正
因检验时，竖盘最后处于盘右位置，因此校正一般是在盘右位置进行的，为此应算出盘右位置时的正确读数R0=α+270°。在上例中，R0=14°17′+270°=284°17′。而后转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读数恰为正确读数R0，此时竖盘指标水准管的气泡不居中，于是打开水准管校正螺丝的盖板，即可看到水准管的两颗校正螺丝（图3-27），采用先松后紧的方法，把水准管的一端升高或降低，直至气泡居中。此项检验校正也应反复进行，直至竖盘指标差x的绝对值小于30″为止。对于竖盘指标自动补偿的经纬仪，若经检验指标差超限时，应送检修部门进行检校。