精密光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用方法

1、13.2精密光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用方法控制測量中，需用經(jīng)緯儀進行大量的水平角和垂直角觀測。使用經(jīng)緯儀進行角度觀測，最重要的環(huán)節(jié)是：儀器整平、照準和讀數(shù)。我們圍繞這三個環(huán)節(jié)，對光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法作如下介紹。3.2.1水準器水準器由前節(jié)可知，測角時必須使經(jīng)緯儀的垂直軸與測站鉛垂線一致。這樣，在儀器結(jié)構(gòu)正確的條件下，才能正確測定所需的角度。要滿足這一要求，必須借助于安裝在儀器照準部上的水準器，即照準部水準器。照準部水準器一般采用管狀水

2、準器。管水準器是用質(zhì)量較好的玻璃管制成，將玻璃管的內(nèi)壁打磨成光滑的曲面，管內(nèi)注入冰點低，流動性強，附著力較小的液體，并留有空隙形成氣泡，將管兩端封閉，就成為帶有氣泡的水準器，如圖33所示。1.水準軸與水準器軸為了便于觀察水準器的傾斜量，在水準管的外壁上刻有若干個分劃，分劃間隔一般為2mm，其中間點稱為零點。水準器安置在一個金屬框架內(nèi)，并安裝在經(jīng)緯儀照準部支架上，所以把這種管狀水準器稱為照準部水準器。照準部水準器框架的一端有水準器校正螺旋

3、，通過校正螺旋，使照準部水準器的水準器軸與儀器垂直軸正交。所謂水準器軸，就是過水準器零點O，水準管內(nèi)壁圓弧的切線，如圖33所示。另外，由于水準管內(nèi)的液體比空氣重，當液體靜止時，管內(nèi)氣泡永遠居于管內(nèi)最高位置，如圖33中的位置。顯然，過作圓弧的切線，此切線總是水平的，我們稱此切線為水準軸由OO此可知，使其水準軸與水準器軸相重合，即氣泡最高點與水準器分劃中心O重合，這時O經(jīng)緯儀的垂直軸與測站鉛垂線重合，這個過程稱為整置儀器水平。2.水準器格值

4、我們知道，當水準器傾斜時，水準管內(nèi)的氣泡便會隨之移動。不同的水準器，雖然傾斜的角度完全相同，各自的氣泡移動量不會完全相同。這是因為不同的水準器，它們的靈敏度不同。靈敏度以水準器格值表示。所謂水準器格值，就是當水準氣泡移動一格時，水準器軸所變動的角度，也就是水準管上的一格所對應的圓心角。如前所述，水準管的內(nèi)壁是一圓弧，圓弧的曲率半徑愈大，水準管上一格所對應的圓圖33水準軸與水準器軸3這樣在照準時，觀測者的眼睛稍微左右移動時，目標與十字絲網(wǎng)

5、的相對位置才不會改變。否則，就會因觀測者眼睛位置不同而產(chǎn)生照準誤差，稱為視差。為了使目標恰好落在十字絲面上，消除視差，在望遠鏡的物鏡與目鏡之間，安裝一個調(diào)焦透鏡。調(diào)焦透鏡可以前后移動，從而改變目標像A′B′的位置。這樣，不同的視力，先調(diào)整目鏡，使十字絲清晰，再調(diào)整調(diào)焦透鏡，使目標像清晰(即目標像落在十字絲網(wǎng)面上)，則視差被消除。綜上所述，望遠鏡由物鏡、目鏡、十字絲網(wǎng)和調(diào)焦透鏡四部分組成。物鏡和目鏡起放大目標像的作用，十字絲與物鏡光心構(gòu)成

6、視準軸供照準目標用；調(diào)焦透鏡用來調(diào)整目標像的位置，起消除視差的作用。其結(jié)構(gòu)如圖37。圖37望遠鏡結(jié)構(gòu)示意圖3.2.3水平度盤和測微器水平度盤和測微器經(jīng)緯儀的水平度盤和測微器是用以量度水平角的重要部件，它們二者之間以一定的關(guān)系結(jié)合起來，就能讀出照準目標后的水平角或水平方向值。1.水平度盤光學經(jīng)緯儀的水平度盤都是用玻璃制成的，安置在儀器基座的垂直軸套上，當儀器照準部轉(zhuǎn)動時，要求水平度盤不得轉(zhuǎn)動和移動。在水平度盤圓周邊上精細地刻有等間隔分劃線

7、，全周刻360度，每度一標記，按順時針方向增值，每度間隔內(nèi)再等間隔刻有若干個小分劃，相鄰小分劃的間隔值就是該水平度盤的最小分格值。如威特T3經(jīng)緯儀，在每度間隔內(nèi)刻有十五個分格，顯然，每個分格值為。由于水平度盤的周長有限，4所以度盤的分格很小，只有借助顯微鏡才能看清分劃線。即使這樣，也只能估讀到1／10格，這遠不能滿足精確測角的要求。因此，需要安置顯微測微器，以精確量取不足一格之值。2.光學測微器及測微原理為了便于理解光學測微器的測微原理