3.3 经纬仪的使用
经纬仪的使用包括仪器安置、瞄准和读数三个方面。
3.3.1 经纬仪的安置
经纬仪安置程序是:打开三脚架腿螺旋,调整好脚架高度使其适合于观测者,将其安置在测站上,使架头大致水平。从仪器箱中取出经纬仪安置在三脚架头上,并旋紧连接螺旋,即可进行安置工作,即对中和整平。
3.3.1.1 对中
对中的目的是使仪器的中心(竖轴)与测站点(角的顶点)位于同一铅垂线上。这是测量水平角的基本要求。对中方法有两种:垂球对中和光学对中。
1.垂球对中
将垂球挂在连接螺旋下面的铁钩上,调整垂球线的长度,使垂球尖接近地面点位。如果垂球中心偏离测站点较远,可以通过平移三脚架使垂球大致对准点位;如果还有偏差,可以把连接螺旋稍微松动,在架头上平移仪器来精确对准测站点,再旋紧连接螺旋即可。对中误差一般小于3mm。
2.光学对中
使用光学对中器时应与整平仪器结合进行。光学对中的步骤如下:
(1)张开三脚架,目估对中且使三脚架架头大致水平,架高适中。
(2)将经纬仪固定在脚架上,调整对中器目镜焦距,使对中器的圆圈标志和测站点影像清晰。
(3)转动仪器脚螺旋,使测站点影像位于圆圈中心。
(4)伸缩脚架腿,使圆水准器泡居中。然后,旋转脚螺旋,通过管水准整平仪器。
(5)察看对中情况,若偏离不大,可以通过平移仪器使圆圈套住测站点位,精确对中。若偏离太远,应重新整置三脚架,直到达到对中的要求为止。
3.激光对中
激光对中的方法与光学对中的方法基本相同,不同的是激光对中的经纬仪没有光学对中器,按住仪器上的照明键几秒钟,激光束会打在地面上,在地面上可见红色的激光点,通过搬动仪器使激光点与地面点的标志重合,然后再按照光学对中的步骤(4)、步骤(5)操作即可。
4.注意事项
(1)对中后应及时固紧连接螺旋和架腿固定螺丝。
(2)检查对中偏差应在规定限差要求之内。
(3)在坚滑地面上设站时,应将脚架腿固定好,以防止架腿滑动。
(4)在山坡上设站时,应使脚架的两个腿在下坡,一个腿在上坡,以保障仪器稳定、安全。
3.3.1.2 整平
整平的目的是使仪器的水平度盘位于水平位置,仪器的竖轴位于铅垂位置。
整平分两步进行。首先用脚螺旋使圆水准气泡居中,即概略整平,主要是通过伸缩脚架腿或旋转脚螺旋使圆水准气泡居中,其规律是圆水准气泡向伸高脚架腿的一侧移动,或者圆水准气泡移动方向与左手大拇指和右手食指旋转脚螺旋的方向一致;精确整平是通过旋转脚螺旋使照准管水准器在相互垂直的两个方向上气泡都居中。精确整平的方法如图3.8所示。
图3.8 精确整平原理示意图
(1)旋转仪器使照准部管水准器与任意两个脚螺旋的连线平行,用两手同时相对或相反方向转动这两个脚螺旋,使气泡居中。
(2)然后将仪器旋转90°,使水准管与前两个脚螺旋连线垂直,转动第三个脚螺旋,使气泡居中。如果水准管位置正确,如此反复进行数次即可达到精确整平的目的,即水准管器转到任何方向时,水准气泡居中,或偏离不超过1格。
3.3.2 瞄准
瞄准是用十字丝中心部位正对目标,故十字丝是瞄准目标的主要设备。测水平角时,以十字丝的纵丝瞄准目标。当目标较粗时,常用单丝平分或用双丝对称夹准;若目标较细时,则常用单丝与目标重合或双丝对称夹准。如果杆状目标(花杆或旗杆)歪斜时,尽量照准根部,以减少照准偏差的影响。
图3.9 十字丝瞄准目标
横丝用来测竖直角时瞄准目标。照准时,目标要靠近纵丝。切准目标的部位一定要明确并记录在手簿上,一般用中丝切准目标的上沿。另外还应注意,无论测水平角或竖直角,其照准目标的部位均应接近于十字丝的中心。如图3.9所示,经纬仪测水平角时用双丝瞄准目标。
操作方法:松开照准部和望远镜的制动螺旋,转动照准部和望远镜,用粗瞄准器使望远镜大致照准目标,然后从镜内找到目标并使其移动到十字丝中心附近,固定照准部和望远镜的制动螺旋,再旋转其微动螺旋,便可以准确照准目标的固定部位,读取水平角或竖直角数值。
3.3.3 读数
打开反光镜,并调整其位置,使进光明亮均匀,然后进行读数显微镜调焦,使读数窗分划读数清晰。
对于分微尺读数装置的仪器,可以直接读数。对于单平板玻璃测微器的仪器,则必须旋转测微手轮,使度盘上的某分划线位于双指标中间后才能读数。
竖直角读数前,首先要看仪器是采用指标自动补偿器,还是采用指标水准器。如果采用指标水准器,读数前则必须转动竖盘指标水准器微动螺旋使竖盘指标水准气泡居中。
3.3.4 配置度盘
配置度盘是为了减少度盘分划误差的影响和计算方向观测值的方便,使起始方向(或称零方向)水平度盘读数在0°~1°之间,或某一制定位置,称为配置度盘。
当测角精度要求较高时,往往需要在一个测站上观测几个测回。为了减少度盘分划误差的影响,各测回起始方向的递增数值δ的计算公式为