经纬仪的检验校正

经纬仪的检验校正

作者：周晓林

为了测得正确可靠的水平角和竖角，使之达到规定的精度标准，作业开始前必须对经纬仪进行检验校正。

一、经纬仪应满足的几何条件

由经纬仪的测角原理可知，要保证观测精度，经纬仪的主要部件之间，即主要轴线和平面之间，必须满足一定的几何条件。由图1可以看出，这些条件是：

1.照准部管水准轴应与坚轴正交。

2.十字丝纵丝应与水平轴正交。

3.照准轴应与水平轴正交。

4. 水平轴应与坚轴正交。

5.竖盘指标差应近于零。

6.竖轴应与水平度盘面正交，且过度盘中心。

7.水平轴应与竖盘面正交，且过度盘中心。

以上条件在仪器出厂时，除6、7 两项已得到严格保证外，其它五项只是得到一定程度的满足。再者，由于长期使用及搬运等因素，某些条件还会或多或少地被破坏。因此，在作业前应查明仪器是否满足上述条件，如不满足则应调整其所设置的调整装置，使之恢复应有的几何条件，以减少其对角度测量的影响。前一项工作在测量中称为检验，后一项工作称为校正。

在地形测量中，应对前五项条件依次进行检验，如不符合要求要及时校正。其检校原则与水准仪相同。

二、经纬仪的检验与校正

在对仪器进行五项检验校正之前，应先对仪器进行一般检视，即检查一下度盘和照准部旋转是否平滑自如；各种螺旋和望远镜运转是否灵活有效；望远镜视场中有无灰尘或斑点；度盘和测微尺的分划线是否清晰；仪器附件是否齐全。然后再对仪器进行逐项检验和校正。

（一）照准部管水准轴应与竖轴正交

1.检校目的

整置仪器后，保证竖轴与铅垂线方向一致，即置水平度盘于水平位置。

2.检验方法

先概略整平仪器，使管水准器与任意两个脚螺旋的联线平行，旋转脚螺旋使气泡居中，然后将照准部旋转，若气泡仍居中，则表示条件满足，否则应校正。

图1

它的原理如图1所示，当气泡居中时，表明水准轴已水平，此时，如果水准轴与竖轴是正交的，则竖轴应处于铅垂方向，水平度盘应处于水平位置；若水准轴与竖轴不正交，如图1－a所示，坚轴与铅垂线将有夹角，则水平度盘与水准轴的交角也为。当照准部旋转时，气泡偏离，如图1-b所示，因

竖轴倾斜方向没变，可见管水准轴与水平线的夹角为，气泡偏离零点的格值就显示了角。

3. 校正方法

先旋转脚螺旋，改正气泡偏离格值的一半（），如图2-a所示，使竖轴处于铅垂方向。剩下的一

半（）用管水准器的校正螺丝改正之，使气泡居中，如图2-b所示。

由校正过程可以看出，管水准轴与竖轴不正交，其主要原因是管水准器两端支架高度被改变所致。

此项检验校正必须反复进行，直到照准部转到任何位置后气泡偏离值不大于1格时为止。检校完成后，应附带校正圆水准器。

校正时请注意：转动校正螺丝必须先松后紧，不可用力过猛；校正结束要适当拧紧被松动过的螺丝，否则校正结果极易丧失。

图2

（二）十字丝纵丝应与水平轴正交

1.检校目的

使十字丝纵丝与照准面一致。

2.检验方法

整平仪器，用十字丝纵丝一端照准一清晰小点，固定照准部和望远镜，转动望远镜微动螺旋，使目标点沿纵丝慢慢移动，若点始终不离开纵丝，则表示条件满足，否则应进行校正。如图3 所示，点移到纵丝另一端时偏到了处。

3. 校正方法

打开十字丝环护盖，可见图4 所示的校正装置，松开四个校正螺丝E，轻轻转动十字丝环，使点从处向纵丝移动偏离量的一半（）即可。

图3

图4

此项检校需反复进行，直至上下转动望远镜时点A 始终不离开纵丝为止。校正结束，应及时拧紧四个校正螺丝E，并旋上护盖。

此检校亦可用悬挂垂球的方法进行。即在距仪器十多米处悬挂一垂球，用望远镜照准之，若十字丝纵丝与垂球线重合，表明条件满足；否则转动十字丝环，使纵丝与垂球线重合或平行即可。

（三）照准轴应与水平轴正交

当水平轴处于水平位置时，照准轴苦与水平轴正交，则照准轴的俯仰面（照准面）是一铅垂面。否则，照准轴绕水平轴旋转时，其轨迹将形成一对顶圆锥面。这种照准轴不垂直于水平轴的误差称为照准差，通常用C表示。它虽对一测回的水平角观测值没有影响，但C值过大不便于记簿、计算，故仍需进行检验校正。

1. 检校目的

使照准面成一铅垂面。

2.检验方法

检验方法一：先整平仪器，盘左位置用十字丝中心照准墙上约与仪器同高的一点，如图5 所示，读记水平度盘读数。然后，纵转望远镜，旋转照准部，使盘右水平度盘读数与盘左相差，若仍能照准点，则表明条件满足；否则，将照准与同高的另一点。显然，，并将两点在墙上标定出来。

图5

检验方法二：若仪器存在校大偏心差时（），可用下法检验，即选一平坦场地，并在一直线上依次标定A、O、B 三点，在O点架设仪器，A、B 两点各设一照准标志，如图6所示。先用盘左、盘右照准A点标志，读其水平度盘读数为，然后用盘左、盘右照准B点标志，读其水平度盘读数为

。则有

两式相加

得

则

(1)

图6

3. 校正方法

照准轴与水平轴不正交的主要原因是十字丝中心偏离正确位置所致。所以，校正时只需按水平方向移动十字丝环使之恢复到正确位置即可。

检验一的校正：连接两点并标出其中点P，打开十字丝环护盖，先松开图4所示的校正螺丝

A，然后按先松后紧的原则用B、D两个校正螺丝左、右移动十字丝环，使十字丝中心照准P点。校好后，将松开过的校正螺丝适当拧紧。

检验二的校正：将读数配置到或处，如前法使十字丝中心对准B点。

第一法适用于普通经纬仪水平度盘无偏心或偏心差的影响小于估读误差的情况。若偏心差的影响大于

估读误差时，应用第二法检校。因第二法中A、B 两点相差，和为对径分划读数，故（1）式消除了度盘偏心的影响。同时，由图6可以看出，盘左、盘右照准同一目标读数取其平均值，可消除照准轴误差的影响。

此项检校需反复进行，一般来说经纬仪应使C值不大于为止。

（四）水平轴应与竖轴正交

经过前面的检校，已使坚轴处于铅垂位置，照准轴正交于水平轴。若此时水平轴与坚轴正交测照准轴绕水平轴旋转形成的照准面将是一铅垂面；否则，将形成一倾斜平面。这不符合水平角观测原理的要求，应进行检验校正。

1.检校目的

整置仪器后，水平轴能处于水平位置。

2. 检验方法

如图7 所示，选择距墙面10~20m处整置仪器，先盘左位置照准墙上高处一点P（仰角宜大于），放平望远镜，照准墙上与仪器大致同高处，标出照准点A。然后纵转望远镜，盘右再次照准P 点，放平望远镜，如果仍能照准A点，则表示条件满足，否则需要校正。

由图7 可以看出：当盘右放平望远镜不能照准A点时，将照准与"同高的另一点A，并作出其标记。取A、B连线之中点为C。因盘左、盘右观测时照准面向着相反方向倾斜的角度相等，故PC为一铅垂线，

过PC的照准面为一铅垂面。且。若令，不难看出，水平轴的倾斜角也为。设仪器至墙面的距离为S，目标P 的竖角为，由和，则有

通常对于型经纬仪，当时，可不作校正，否则应校正。

图7

3. 校正方法

水平轴与竖轴不正交的主要原因是水平轴两端支架不等高所致。故校正时，先盘右位置照准P点，固定照准部，然后转动望远镜至P点，此时十字丝中心必然偏在P点一侧。打开支架护板，调整偏心板以升