经纬仪的检验和校正

经纬仪的检验和校正
经纬仪应满足的条件
根据观测水平角的原理，要测出水平角的准确数值，经纬仪的水平度盘必须处于水平位置；望远镜上下转动时，其视准轴所旋转的视准面应为一垂直平面。

为了保证上述要求，经纬仪各轴线之间要满足下列三项几何条件（图4-228）：
图4-228 经纬仪各轴线间几何条件
1．上盘上的水准管轴垂直于竖轴（仪器旋转轴）；
2．视准轴垂直于水平轴（即望远镜旋转轴或横轴）；
3．水平轴垂直于竖轴。

在测量工作中，常需要用十字丝的竖丝来瞄准标杆。

因此还要满足竖丝应垂直于望远镜的旋转轴这项条件。

但此项检验与校正应在二、三两项之间进行，以免影响主要条件的满足。

经纬仪的检验与校正
1．上盘水准管轴应垂直于竖轴
检验：将仪器大致置平，使上盘水准管和任意两脚螺旋平行，调整脚螺旋，使气泡居中。

然后将上盘旋转180°（可利用度盘读数），若气泡仍然居中，则表示条件满足，否则应进行校正。

校正：用校正针拨动水准管校正螺丝，使水准管的一端抬高或降低，让气泡
退回偏离中点的一半，另一半调整脚螺旋使其居中。

此项检验须反复进行，直至水准管不论轮到任何方向，气泡偏离中央不超过半格为止。

为了便于仪器整平，有的仪器上装有圆水准器。

圆水准器的校正可根据已校正好的水准管进行，即利用水准管将仪器置平，拨动圆水准器校正螺丝（一松一紧），使气泡居中。

圆水准器亦可单独进行校正，其方法见水准仪的检验与校正。

2．十字丝的竖丝应垂直于横轴
检验：将仪器安平，使望远镜十字丝交点对准远方一点目标，旋紧度盘制动螺旋（如为游标经纬仪，则旋紧游标盘及度盘制动螺旋），然后旋转望远镜微动螺旋，使其上下微动，若该点始终都在竖丝上移动，则表示条件满足。

如果偏离竖丝（图4-229），说明竖丝不垂直于横轴。

图4-229 十字丝检验
校正：松开十字丝的两相邻校正螺丝，并转动十字丝环使满足条件。

校正好以后，将松动的螺丝旋紧。

由于各种仪器望远镜目镜整套的结构各不相同，故校正方法亦稍有差异。

3．视准轴垂直于横轴
检验：选一长为60~100m的平坦场地，在一端设置一点A，在另一端横置一分划尺B，横尺要大致与BA方向垂直；安置仪器于A、B中间，并使三者的高度接近。

用望远镜十字丝中心对准A点，固定照准部及水平度盘（游标经纬仪则固定上下盘），倒转望远镜读出横尺上所截之数设为B'（图4-230）转动照准部180°，重新瞄准A点，再倒转望远镜读出横尺上纵丝所截之数为B"，如B'、B"读数相同，则说明视准轴与横轴垂直，否则条件不满足，应进行校正。

图4-230 视准轴检验
校正：用十字丝竖丝进行校正，即将左右两个十字丝校正螺丝一松一紧，使竖丝从B"移至B，B"B为两次读数差的1/4。

在校正时，对上下两个校正螺丝中之一还应略微放松，以免两旁拉力过大，损坏螺丝螺纹和镜片。

此项检验必须重复检查校正，直到条件满足。

如果在B处不设置横尺，可在该处贴一张白纸，将B'、B"投于纸上，然后在B'、B"之间定一点B，使B"B=B'B"/4，按同法校正之。

4．横轴垂直于竖轴
检验：离建筑物10~30m的A点安置仪器（图4-231），在建筑物上固定一横尺，使大致垂直于视平面，并应与仪器高度大约相同。

使望远镜向上倾斜30°~40°，用望远镜十字丝的交点照准建筑物高处一固定点M，固定照准部（游标经纬仪则固定上下盘），不使在水平方向转动，将望远镜放平，在横尺上得出读数m1，然后以倒镜位置瞄准M再向下俯视，在横尺上截取数值为m2，如果m1、m2不相同，则证明横轴不垂直于竖轴。

图4-231 横轴检验
校正：以十字丝交点对准横尺上m1、m2两数的平均值m（即m1m2的中点），然后固定照准部（游标经纬仪则固定上下盘），抬高望远镜，这时十字丝纵丝必不通过M点，而偏向点M'，用校正针拨动支架上横轴校正螺丝，改变支架高度，即抬高或降低横轴的一端，使十字丝交点对准M点。

这项检校也须反复2~3次才能使条件满足。

如仪器上没有此项校正设备，校正时需在较低的一个支架上用锡纸垫高，使之符合要求。

如在建筑物上m处不设置横尺，可于该处贴一白纸。

以正倒镜瞄准M向下
投出m1、m2，然后取m1m2之中点m，按同法校正。

激光经纬仪的构造
如图4-232是苏州第一光学仪器厂生产的J2-J D型激光经纬仪，它以J2型光学经纬仪为基础，在望远镜上加装一只He-Ne气体激光器而成。

由激光器发出的光束，经过一系列棱镜、透镜、光阑进入经纬仪的望远镜中（图4-233），再从望远镜的物镜端射向目标，并在目标处呈一明亮清晰的光斑（图4-234）。

图4-232 激光经纬仪
图4-233 光束射程
1-氦-氖气体激光器；2-遮光开关；3-反射棱镜；4-聚光镜组；5-针孔光阑；6-分光棱镜组；
7-望远镜调焦镜组；8-望远镜物镜组；9-波带片；10-望远镜分划板；11-望远镜目镜组
图4-234 激光目标光斑
激光经纬仪的操作方法
J2-J D激光经纬仪的经纬仪部分操作方法完全与J2型光学经纬仪相同。

下面介绍激光器中的特殊操作方法：
1．把激光器的引出线接上电源。

注意在使用直流电源时不能接错正、负极。

2．开启电源开关，指示灯发亮，并可听到轻微的嗡嗡声。

旋动电流调节旋钮，使激光电源工作在最佳电流值下（一般为3~7mA），便有最强的激光输出。

激光束即通过棱镜、透镜系统进入望远镜，由望远镜物镜端发射出去。

3．观测完毕后，先将电源开关关断，指示灯熄灭，激光器停止工作，然后拉开电源。

4．激光器工作时，遮光开关及波带片两个部件，可根据需要分别用它们的旋钮控制使用。

激光经纬仪的特点和应用
激光经纬仪除具有普通经纬仪的技术性能，可作一般常规测量外，又能发射激光，供作精度较高的角度坐标测量和定向准直测量。

它与一般工程经纬仪相比，有如下的特点：
1．望远镜在垂直（或水平）平面上旋转，发射的激光可扫描形成垂直（或水平）的激光平面，在这两个平面上被观测的目标，任何人都可以清晰地看到。

2．一般经纬仪在场地狭小，安置仪器逼近测量目标时，如仰角大于50°，就无法观测。

激光经纬仪主要依靠发射激光束来扫描定点，可不受场地狭小的影响。

3．激光经纬仪可向天顶发射一条垂直的激光束，用它代替传统的锤球吊线法测定垂直度，不受风力的影响，施测方便、准确、可靠。

4．能在夜间或黑暗场地进行测量工作。

由于激光经纬仪具有上述的特点，特别适合作以下的施工测量工作：
1．高层建筑及烟囱、塔架等高耸构筑物施工中的垂度观测和准直定位。

如某公司在某电厂180m钢筋混凝土烟囱滑模施工中，与天津大学协作，用一台KASSEL型经纬仪，加装一个氦-氖激光管，制成激光对中仪（图4-235）。

仪器置于地下室烟囱中心点上，将激光的阴极对准中心点，调整经纬仪水准管，使气泡居中，严格整平后，进行望远镜调焦，使光斑直径最小，这时仪器射出的激光束，反应在平台接收靶上，即可测出烟囱的中心。

由于使用激光对中仪对中，比用传统的垂球对中节约时间，提高了精度，并可随时检查筒身中心线，便于及时纠偏。

使用结果，180m高的烟囱，滑升到顶时，中心偏差只有1.2cm，为国家规范允许偏差18cm的1/15。

图4-235 激光对中仪
2．结构构件及机具安装的精密测平和垂直度控制测量。

如图4-236所示，用两台激光经纬仪置于柱基互相垂直的两条轴线上，在场地狭小的情况下，可以比一般经纬仪更靠近柱子。

安置、对中、整平等手续同一般经纬仪。

转动望远镜，打开遮光开关，发射激光束，使光斑沿柱的平面轴线扫描到柱脚，校正柱脚位置后缓缓仰视柱顶，如柱的轴线与光斑偏离（人人都可看到），可立即进行校正，使两台激光经纬仪发射的光斑都正对柱的轴线，即为柱的正确位置。

图4-236 用激光经纬仪定柱法
3．管道铺设及隧道、井巷等地下工程施工中的轴线测设及导向测量工作。