建筑工程测量技术
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3.3 DJ6型光学经纬仪的使用方法

角度测量的首要工作就是熟悉经纬仪的使用。经纬仪的基本使用方法,可以归纳为对中、整平、照准、读数四项工作。

3.3.1 经纬仪的安置

经纬仪的安置就是把仪器安置于测站点上,使仪器的竖轴与测站点在同一铅垂线上,并使水平度盘成水平位置。经纬仪的安置包括仪器对中和整平两项工作,具体工作有仪器安装、仪器对中、仪器粗平、仪器精平四项工作。

1.仪器安装

先打开三脚架,在测站点上张开三脚架成正三角形(张开角度不宜太大或太小),使测站点近似位于正三角形的中心位置(图3.3.1),通过脚架腿上的伸缩制动螺旋伸开脚架腿至合适高度,便于观测,并使脚架头大致水平,架头中心大致对准测站点的标志,然后踩实三脚架踏脚。打开仪器箱(注意仪器在箱子的摆放位置,便于仪器用完后能正确装箱),一只手握住仪器支架将仪器放在三脚架头上,另一只手把三脚架上的中心连接螺旋旋入三角压板中间的螺母中(不可太用力),使仪器装在架头的中央位置并固定,完成仪器安装。

图3.3.1 仪器脚架的安装

2.仪器对中

对中的目的是使仪器的中心(仪器竖轴)与测站点的标志中心在同一铅垂线上。

经纬仪种类较多,对中设备和精度的要求也不同,其对中方法有两种:垂球对中和光学对中器对中。目前垂球对中方法很少使用,下面只介绍光学对中方法。

仪器架设在三脚架上后,调节对中器目镜焦距,使对中器的圆圈和地面标志点的影像清晰,若测站点的影像在对中器的目镜视场内,双手提起面前的两个脚架,前后、左右地移动(保持仪器水平),眼睛同时看对中器,当测站点在对中器小圆圈内时,停止移动,踩紧脚架,然后旋转基座上的三个脚螺旋,使对中器的圆圈标志和测站点的标志中心重合,即达到仪器对中。激光对中方法相同。

3.仪器粗平

仪器粗平的目的是使仪器的竖轴大致处于竖直位置及水平度盘大致处于水平位置。当仪器对中后,此时圆水准器的气泡不居中,升降任意脚架使圆气泡居中,达到仪器粗平。在升降脚架腿时注意不要移动架腿的脚尖位置。

4.仪器精平

仪器精平的目的是使仪器的竖轴严格处于竖直位置及水平度盘处于水平位置。操作步骤如图3.3.2所示,转动照准部,使水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,两手拇指同时相向或相背转动这一对脚螺旋[图3.3.2(a)],使气泡居中,气泡移动的方向与左手大拇指移动的方向一致;再将照准部旋转90°,使水准管与这两个脚螺旋的连线垂直[图3.3.2(b)],调节第三个脚螺旋使气泡居中,反复以上操作,直至仪器旋转到任何位置,水准管的气泡偏离零点均不超过一格为止。

图3.3.2 整平方法

值得注意的是:对中和精平是两个相互联系的操作过程。经纬仪经过精平后会破坏前面的对中,使得测站点的标志中心会在对中器的圆圈标志的附近,对此稍松中心连接螺旋(注意仪器不可完全脱离基座,以免仪器掉下),两只手按住基座上的三角压板,眼睛观测对中器的目镜,左右或前后平移仪器(不可旋转仪器,否则会破坏),使对中器的瞄准标志与地面测站点的标志中心重合,然后一只手扶住仪器,另一只手旋紧中心连接螺旋,这样由于平移仪器,又会影响整平工作,应紧接着进行精平。因此应反复重复上述的对中和精平工作,直到光学对中误差不超过1mm,且照准部的水准管的气泡居中,达到仪器精平。

3.3.2 照准和读数

3.3.2.1 照准

照准就是用望远镜的十字丝交点去精确地对准目标,具体的照准操作方法和步骤如下:

(1)松开仪器水平制动螺旋和望远镜制动螺旋,转动照准部,将望远镜对向一明亮背景,转动望远镜目镜调焦螺旋,使十字丝清晰。

(2)转动照准部,通过望远镜的光学瞄准器(准星、照门)瞄准目标,然后拧紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。

(3)转动望远镜的物镜调焦螺旋,使目标成像清晰。

上述操作中应注意消除视差,所谓视差就是当望远镜瞄准目标后,眼睛在目镜处上下、左右作少量移动(移动距离小于0.5mm),会出现十字丝和目标的成像有相对运动的现象。这在测量作业中是不允许的,为消除视差,首先必须按正确的操作程序依次调焦,即先调目镜,后调物镜。由于目标已清晰,此时慢慢转动物镜对光螺旋,消除视差。

(4)转动水平制动螺旋和望远镜制动螺旋,使十字丝精确对准目标(图3.3.3)。水平角的观测应用十字丝的竖丝照准目标,且十字丝的中丝尽量靠近目标的底部,当所照目标成像较细,用双丝对称夹注目标[图3.3.3(a)];而当所照目标成像较粗,则常用十字丝的单丝平分目标,照准目标的几何中心[图3.3.3(b)]。观测竖直角时,应使十字丝中丝与目标的顶部相切[图3.3.3(c)]。

图3.3.3 瞄准目标方法

3.3.2.2 读数

1.读数设备

光学望远镜采用目视直接读数方式,但由于度盘的分格很小,刻线很细,为提高读数精度,需采用光学放大装置,即在经纬仪中设置水平度盘显微镜和竖直度盘显微镜,将度盘分划成像放大显示在望远镜旁的读数显微镜内,同时度盘的刻划一般为1°,为读取小于度盘一个计量单位的零数,还应设置测微器来读数。

DJ6经纬仪现在基本上都采用分微尺测微器装置来进行读数,所以下面主要讲述这种装置的读数方法。

分微尺测微器又称显微镜带尺测微装置,它是在显微镜读数窗与场镜上设置一个带有分划尺的分划板,分划尺全长等于度盘的一个计量单位,即1°的宽度,同时分划尺又分成60小格,每小格代表1′,每10小格注记数字,表示10′的倍数,不到1′的读数可估读至0.1′,即最小读数为6″。

图3.3.4是读数显微镜视场内所见到的度盘和分划尺的影像,上面注有“H”或“―”或“水平”的表示水平度盘读数窗口,下面注有“V”或“⊥”或“竖直”的表示竖直度盘读数窗口,其中长线(即度读数分划线)和大号数字式度盘上的分划线及其注记、短线(测微尺分划线)和小号数字为分划尺的分划线和注记数字。

图3.3.4 分微尺测微器读数方法

2.读数方法

读数时,以测微尺的零分划线为指标线,当某一度读数分划线盖在测微器的分划尺上,“度”数就为该度读数分划线上的注记数字,其中“分”值为测微尺零线到度读数分划线间的小格数(一小格1′),在测微尺上不足1′的,估读出其占一小格的十分之几,再乘以60即为“秒”值。图3.3.4的水平度盘读数窗口内,分划尺的0分划线已过70°,在0分划线和70°的度读数分划线间的小格数为7格多,不足一格的占一格的4/10,所以水平度盘的读数为70°07′30″。同理,在竖直度盘的读数窗中,分划尺的在0分划线已过了87°,整个读数为87°53′00″。