光学经纬仪的检校技术及教学措施

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1、光学经纬仪的检校技术及教学措施摘要本文介绍工民建专业《工程测量学》课程光学经纬仪的检验和校正技术及教学措施。对光学经纬仪检校的必要性、水准管轴垂直于竖轴、十字丝竖丝垂直于横轴、视准轴垂直于横轴、横轴垂直于竖轴、竖盘指标差、光学对中器的检验和校正技术以及教学措施做了论述，并结合本课程内容的教学要求，提出了一些值得思考的问题。关键词光学经纬仪检校技术教学措施一、光学经纬仪检校的必要性光学经纬仪是测角仪器，在使用它之前必须对它进行检验，看看它是否满足测角仪器的基本要求，若不满足，则必须进行校正，使之满足这些基本要求。使用未检验校正

2、的光学经纬仪，是无法取得合格成果的。从测角原理可知，测角时，光学经纬仪水平度盘必须居于水平位置，而水平度盘是否水平，是借助水准管气泡居中来实现的，水准管气泡居中了才能保证水准管轴水平，故要求水准管轴垂直于仪器竖轴（水平度盘垂直于竖轴是由仪器生产厂家保证的）；第二个要求是视准轴要扫出一个竖直面，为了达到此目的，必须使光学经纬仪望远镜的视准轴垂直于横轴，横轴垂直于竖轴，视准轴就能扫出竖直面，进行点的投影和读数。光学经纬仪是一种设计巧妙的精密仪器，可以在自身的翻转过程中进行基本几何条件的检验。检验是发现光学经纬仪几何条件是否满足要

3、求的过程，校正却是解决光学经纬仪几何条件必须满足要求的过程。检验校正通常应在测量工作之前进行。二、水准管轴垂直于竖轴的检校水准管轴是指过水准管零点的切线，竖轴是仪器的旋转轴，即水平度盘轴系的几何中心。若水准管轴垂直于仪器竖轴，当气泡居中（此时意味着水准管轴水平）时，竖轴就竖直了，经过互成90°的两个方向整置气泡居中，竖轴就在空间上居于竖直位置，与竖轴垂直的水平度盘也就水平了。若水准管轴不垂直于仪器竖轴，当气泡居中（此时水准管轴仍然处于水平面上）时，竖轴却倾斜了，其倾斜角即是水准管轴和水平度盘面的夹角（设为α）。当我们将光学经

4、纬仪照准部绕竖轴旋转180°时，竖轴的空间位置没有改变，仍倾斜α，但水准管的高低两端却易位了，水准管轴倾斜了2α（即此时的水准管轴与水平面的夹角为2α），其中一个α是竖轴倾斜引起，另一个α是水准管轴和水平度盘面的夹角，所以当气泡居中后再将照准部绕竖轴旋转180°时，气泡的法线方向偏离竖直面的夹角为2α。此时可用脚螺旋整置仪器，使气泡退回偏离值的一半（α），这时竖轴就竖直了，再用校正针调整水准管支架，使气泡再退回偏离值的另一半（α），此时水准管气泡居中了，竖轴也竖直了，从而达到水准管轴垂直于竖轴。进行此方法检校时，水准管要和两

5、脚螺旋的连线平行，且仪器经过粗略整平，旋转180°后的位置可目估进行，也就是仍然要和该两脚螺旋的连线平行，边讲解边绘图形，使学生了解每一步操作时的轴线位置，然后可以在仪器上表演一次，使同学有感性认识，并指出此检校需要反复进行几次，逐步趋近于正确关系。接着可以提问学生：若仪器上有互相垂直的两个水准管该如何进行检校？若仪器上有一圆水准器和一水准管又该如何检校？检验和整平有什么区别？启发学生参与来进行讲授。在此基础上可以出这样的题目让学生回答:某光学经纬仪的照准部水准管气泡居中后,将照准部绕竖轴旋转180°,发现该气泡右偏2格,请

6、绘出轴线间的关系。若学生对这样的题目能回答且绘出图形，那么此步检校的方法就完全清楚了。在做此步校正时，有时候会遇到这样的情况：气泡偏离值的一半用脚螺旋调节，另一半用水准管的支架调节的操作会失灵，很难校正到位。这是因为α角过大，转180°后，气泡受限于水准管壁，无法自由偏移，看起来的偏移格数远小于实际应偏移的格数，故此时不应该按表面偏移的格数来计数，而应估计调整，待调到α角较小，气泡能够自由偏移时再按各一半的原则操作。三、十字丝竖丝垂直于横轴的检校由于十字丝分划板平面的转动，使得十字丝竖丝不一定垂直于横轴，其检验方法是：先整平

7、仪器，用十字丝竖丝最上端瞄准一个固定点，锁定照准部和望远镜的制动螺旋；然后转动望远镜的微动螺旋，使望远镜绕横轴向上转动。如果固定点始终在十字丝竖丝上移动，则条件满足，否则需要校正。其校正方法是：卸下目镜保护盖，用螺丝刀松开十字丝分划板套筒的四个压环螺丝，慢慢转动十字丝套筒，使十字丝竖丝处于铅垂位置，然后旋紧压环螺丝。此步检校比起其它几步检校来看，重要性要差一些，故讲课时可以简单讲一下，不占过多时间。四、视准轴垂直于横轴的检校望远镜视准轴是十字丝中心与物镜光心的连线，横轴是望远镜的旋转轴，也叫水平轴。当视准轴垂直于横轴时，视准

8、轴绕横轴旋转得到一个平面；当视准轴不垂直于横轴时，视准轴绕横轴旋转得到一个锥面。辅以简单教具示范一下，让学生对这一结论印象深刻。接着问学生：当视准轴不垂直于横轴而有误差角C时，照准水平方向，其水平方向读数误差有多大？此问题学生很容易回答（就是C）。又问：当照准天顶时，其水平方向读数误差又有