淺談工程計量器之經緯儀
發布時間：2017-09-01
經緯儀最初的發明與航海有著密切的關系。在十五十六世紀，英國、法國等一些發達國家，因為航海和戰爭的原因，需要繪制各種地圖、海圖。最早繪制地圖使用的是三角測量法，就是根據兩個已知點上的觀測結果，求出遠處第三點的位置，但由于沒有合適的儀器，導致角度測量手段有限，精度不高，由此繪制出的地形圖精度也不高。而經緯儀的發明，提高了角度的觀測精度，同時簡化了測量和計算的過程，也為繪制地圖提供了更精確的數據。
1經緯儀的的組成及分類
經緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。測量時，將經緯儀安置在三腳架上，用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上，用水準器將儀器定平，用望遠鏡瞄準測量目標，用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀;按讀數設備可分為光學經緯儀和游標經緯儀;按軸系構造分為復測經緯儀和方向經緯儀。此外，有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數的編碼度盤經緯儀;可連續自動瞄準空中目標的自動跟蹤經緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨立測定地面點方位的陀螺經緯儀和激光經緯儀;具有經緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經緯儀;將攝影機與經緯儀結合一起供地面攝影測量用的攝影經緯儀等。
2經緯儀的使用方法
2.1 經緯儀的 NSK 進口軸承安置
用經緯儀進行設備基礎測定時，先要把儀器安置在已知的測站點上，用光學對點器(或用掛在儀器上的線錘)，把儀器的中心和地面上的測站點對準。再用腳螺旋把儀器調平后，才能測定垂直線和基礎的位置，這項工作在工地上稱為經緯儀的對點和整平。儀器的安置是用三腳架上的連接螺旋把儀器安裝在三腳架上，利用儀器上的圓水準器把三腳架的頂面安置到大致水平的位置。然后用光學對點器(或者用掛在儀器上的線錘) 進行對點。如果儀器中心與測站點的位置偏離很大，要重新移動三腳架，使儀器中心或線錘大致對準測站點(移動三腳架仍然要保持大致水平的位置)。再松開三腳架頂部的連接螺旋，在三腳架上移動儀器，使光學對點器的中心(或掛在儀器上的線錘) 精確地對準地面上的測站點。當對點器的中心對準測點后，再擰緊連接螺旋。向上扳松水平方向的制動扳手，用眼睛估計使長水準管與儀器的兩個腳螺旋方向平行。接著用兩只手同時相對地(即兩手同時向外或同時向里) 轉動這兩個腳螺旋，使氣泡移動到長水準管的中間。然后用眼睛估計把儀器在水平方向轉動90°，使長水準管垂直于原來兩個腳螺旋的方向。用手轉動第三個腳螺旋，使氣泡再移動到長水準管的中間。這樣反復進行2～3 次，就可把儀器放平。
2.2 經緯儀的觀測
為了使望遠鏡在觀測遠近目標時都能看得清楚，在望遠鏡上裝有一個對光螺旋。觀測時，如果望遠鏡對準目標后，在望遠鏡內看到的目標不清楚，可調節對光螺旋，使望遠鏡中看到的目標顯得清楚為止。為了使望遠鏡能夠精確地對準目標，在望遠鏡中裝有十字線。觀測時，可用豎直的兩根十字線夾準目標。用望遠鏡瞄準目標的方法如下。
1) 向上扳松望遠鏡和水平方向的制動扳手，用望遠鏡外面的瞄準器對準目標，然后再在望遠鏡內觀測，如果在望遠鏡中已經能夠看到目標，就把望遠鏡和水平方向的兩個制動扳手向下扳緊。2) 分別調節目鏡和望遠鏡的對光螺旋，使望遠鏡中看到的十字線和目標都顯得清晰為止。3) 分別轉動望遠鏡和水平方向的微動螺旋，使十字線準確地對準(或夾準) 目標。用望遠鏡中的十字線對準目標后，還要注意用頭左右稍微地移動一下，把眼睛放在左右不同的位置，在望遠鏡中觀測目標，如果看到對準的目標有離開十字線(即目標離開豎直的一根十字線) 的情況，就說明望遠鏡的對光螺旋 (或者目鏡) 還沒有調節到最好的位置，這時可重新轉動對光螺旋，直到用眼睛放在左右不同的位置觀測時，目標始終不離開十字線為止。
3經緯儀的校正項目及方法
經緯儀是一種精密之大地測繪儀器，由于使用于外界條件比較復雜之環境中，儀器結構上之幾何關系必然受到不同程度之影響，因此，在作業前，使儀器處于良好之工作狀態是完全必要之，有關之測量規范中，對經緯儀之校正頂目和要求，以及校正之周期，均有明確之規定，檢修后之儀器必須按照相應等級之規范進行校正。
一般普通經緯儀之校正項目為：1) 照準部水準器軸垂直于豎軸之校正;2) 望遠鏡十字絲豎絲垂直于水平軸之校正;3) 視準軸垂直于水平軸之校正;4) 水平軸垂直于豎軸之校正;5) 豎盤指標之校正;6)光學對點器之校正。在進行上述校正之前還必須對儀器之各部分主要性能進行仔細之檢驗和調整，使之滿足儀器相應等級標準之要求，如望遠鏡鑒別率、調焦、運行正確性、目鏡屈光度零位、光學讀數系統視差、測微器或帶尺行差之檢驗與調整。檢查方法：首先應區別光學對點器是裝在儀器之照準部上還是裝在儀器之基座上。光學對點器裝在照準部上之儀器，檢查時，先將儀器安裝在三腳架上，仔細整平照準部水準器，并在儀器下方之地面上固定一張白紙，調整好光學對點器之分劃視差和地上紙張之清晰度，并在紙張上作一十字標記，使其與對點器之視準軸重合，然后將照準部繞豎軸旋轉180°，此時對點器之視準軸也同時旋轉若視準軸與地面白紙上之十字標記仍然相重合，則說明光學對點器之視準軸與儀器豎軸是共軸之。假如豎軸旋轉后對點器之視準軸偏離出地面上之十字標記，則說明光學對點器之視準軸需要進行校正。光學對點器裝在基座上之儀器，檢查時，可以將儀器平臥，讓支架、豎盤罩殼及望遠鏡支撐著，使豎軸大致成水平狀態，而帶光學對點器之基座可以繞豎軸旋轉。在距儀器基座1.5 米左右之墻面上貼一紙張，觀察光學對點器使其視準軸投于紙張上，并作一標記，旋轉基座位180°，于另一面位置再行觀察對點器之視準軸是否偏離所作之標記。
校正方法：進行對點棱鏡之調節時，只需校正偏差值之一半，另一半則可以將地面設置之目標進行移動來對準，反復校正調節，直至對點目標在對點分劃板圓圈內為止，此時螺釘2 應是固緊之。校正完成后，將保護圓蓋蓋上，旋上兩只螺釘固定。光學對點器裝在基座上之儀器，校正時在檢查儀器對點器偏差之狀態下，在基座正位和反位旋轉180°之位置上，用對點目鏡前之四只對點分劃板改正螺釘進行調節，調節時仍然是分劃板調節偏差值之一半，墻面上之目標調節一半，反復調節校正，直至對點分劃板視準軸與墻面上之目標牛心一致。
摘自：中國計量測控網
