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仪器检验与校正-南方NTS662全站仪的检验与校正

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-44照准部水准管的校正由此可知,检验本项条件是否满足,与水准仪圆水准器的检验方法基本相同。将水准仪的圆水准器换成水准管,其检校原理便与水准管相同。值得提出的是,经纬仪的横轴是密封的,为了不破坏仪器的密封性能,一般作业人员在野外只需进行该项检验便可,无须打开仪器密封盖板校正仪器。这里主要介绍自动归零的测角仪器垂直度盘指标差的检校。现以国产南方NTS662全站仪为例介绍该项检验与校正工作。

仪器检验与校正-南方NTS662全站仪的检验与校正

下面的各项检验校正,应该按顺序逐项进行,尤其是第一项竖轴,如果没有首先检校好,则仪器安平后竖轴一直处于倾斜状态,此时进行其他的项目检校就失去意义。

1.竖轴应垂直于管水准轴

竖轴是否垂直于照准部管水准轴,主要取决于水准管两端支柱的高度是否合适,而支柱的高度是由控制支柱的校正螺钉来调节的。假如水准管支柱的高度合适[见图4-44(d)],当水准气泡居中(管水准轴水平)时,竖轴处于竖直位置(与铅垂线重合),水平度盘处于水平位置。此时,不论仪器转到哪个位置,水准气泡均居中。假如水准管支柱高度不合适,如图4-44(a)所示,管水准轴便不平行于水平度盘。当气泡居中时,虽然管水准轴水平了,但竖轴不竖直,水平度盘亦倾斜α角度,只要仪器绕倾斜的竖轴稍稍旋转一下,气泡就会偏离居中位置。

图4-44 照准部水准管的校正

由此可知,检验本项条件是否满足,与水准仪圆水准器的检验方法基本相同。

(1)检验方法。

使仪器大致整平后,转动照准部使水准管与任意两个脚旋钮的连线平行,调节这两个脚旋钮使气泡严格居中。然后,将仪器旋转180°,如果气泡仍居中,表明管水准轴已垂直于竖轴,如气泡不再居中[见图4-44(b)],则需要进行校正。

(2)校正方法。

先用脚旋钮使气泡退回偏离的一半[见图4-44(c)],再拨动装在水准管一段支柱上的上、下两个校正螺钉,把水准管的一端升高(或降低),使气泡居中[见图4-44(d)]。

重复上述步骤,直至仪器转到任何方向气泡均稳定居中(气泡在旋转时偏离零点在半个分划以内)。

(3)检校原理。

将水准仪的圆水准器换成水准管,其检校原理便与水准管相同。

对于测角仪器上的圆水准器,则可在水准管校正完毕的基础上,严格整平仪器,如果圆水准气泡不居中,则可拨动圆水准器下面的校正螺钉使气泡居中,校正时注意三个小螺钉先松后紧,配合使用,校正完成后,确保三个校正螺钉的紧固力均衡一致。

2.十字丝的竖丝应垂直于横轴

(1)检校目的。

此项目的目的是使十字丝的竖丝垂直于横轴。这样,当仪器整平纵转望远镜时,竖丝位于铅垂面,便可以用竖丝任意位置瞄准目标观测水平角,同时可以检查目标杆(棱镜杆)是否偏斜。

(2)检验方法。

如图4-45(a)所示,用十字丝竖丝的上端(或下端)瞄准远处一个清晰的目标点P。用望远镜微动旋钮使望远镜上仰(或下俯),如果目标点P始终在竖丝上移动,则表明满足条件,如图4-45(b)所示;如果目标点P偏离竖丝,如图4-45(c)和图4-45(d)所示,则需校正。

图4-45 十字丝的检验与校正

(3)校正方法。

十字丝的竖丝应垂直于横轴的检验方法与水准仪横丝应垂直于竖轴的校正方法相同,具体操作方法可参照“图3-44 十字丝横丝的校正”。

3.视准轴应垂直于横轴

图4-43所示的视准轴CC是十字丝交点与物镜光心的连线,当视准轴不垂直于横轴,亦即视准轴的位置有了变动时,由于物镜光心一般不会变动,所以视准轴位置的变动就是由十字丝交点位置不正确引起的。

变动的视准轴CC与正确的视准轴形成一个水平夹角C,称为视准轴误差,简称视准差。这时纵转望远镜时,视准轴CC的运动轨迹便不是垂直面,而是一个圆锥面,盘左盘右两条视线之间便形成两倍视准差2C,2C的存在虽然可以通过对盘左盘右观测读数取平均值给予抵消,但过大的2C值将会给观测工作带来不便。仪器商一般会将自己仪器的2C控制在一定范围内。

检校视准轴应垂直于横轴,通常采用下列简单办法。

(1)检验步骤。

以大致水平的视线,在盘左位置瞄准远处一个明显的目标P(或在墙上预先画好的十字标志),读取水平度盘读数,设为L,然后,以盘右位置瞄准同一目标,又读取水平度盘读数,设为R。若L=R±180°,则表明视准轴已垂直于横轴,否则就不垂直,偏离的角度便是视准差C。当C值超过规定时,须进行校正。

(2)校正方法。

接上,先按下式计算出盘右时正确读数m

保证盘右精确瞄准目标P,调节水平微动旋钮,使盘右读数为m,再从望远镜中观察,此时可发现十字丝交点偏离了目标。参照图3-44所示十字丝校正螺钉位置,先卸下十字丝校正螺钉保护罩,稍许松开十字丝的上、下校正螺钉,再将左、右校正螺钉一松一紧,使十字丝竖丝精确瞄准目标。反复进行直至目标P始终在十字丝竖丝上移动,校正完成。校正完成后,确保四个校正螺钉的紧固力均衡一致。最后应旋紧被松开的四个十字丝固定螺钉,装好护罩。

(3)检校原理。

检校原理详见参考文献[6]《基础测绘学》第四章第七节。(www.xing528.com)

4.横轴应垂直于竖轴

横轴应垂直于竖轴的检验步骤、校正方法及检校原理详见参考文献[6]《基础测绘学》第四章第七节。值得提出的是,经纬仪的横轴是密封的,为了不破坏仪器的密封性能,一般作业人员在野外只需进行该项检验便可,无须打开仪器密封盖板校正仪器。而且,现今生产的仪器一般都能保证横轴与竖轴的垂直关系。因此,如果必须校正横轴,通常由专门的仪器检修人员在室内进行。如果是全站仪发生这种情况,作业人员更加不可随便打开仪器密封盖板,只需将测量结果向上汇报,送站返修。

5.垂直度盘指标差应为零

垂直度盘指标差的检校应根据指标差归零的方法不同有所区分。归零的方法有手动水准器归零和自动归零。这里主要介绍自动归零的测角仪器垂直度盘指标差的检校。

垂直度盘指标差自动归零的仪器有很多,除了老式的自动安平光学经纬仪、光电经纬仪外,现在出产的全站仪几乎全为自动归零仪器。现以国产南方NTS662全站仪为例介绍该项检验与校正工作。

(1)检验自动归零在补偿范围内是否能够正常工作。

①安置整平仪器,旋转照准部使望远镜视准轴刚好与脚旋钮A位于同一垂直面,如图4-46所示,望远镜水平指向正前方,选择天顶距显示模式,用上下微动旋钮使垂直度盘读数为0°0′0″;

②顺时针慢慢旋转脚旋钮A,使仪器上仰,同时观察垂直度盘读数L的变化情况,直至该读数不再变化为止(南方全站仪的读数消失,并显示“b”字样),记下读数为L′。同样,逆时针旋转脚旋钮A使仪器下俯,得到读数L″;

③计算|L′-L″|=2m,此m便为该仪器的实际补偿范围,应与仪器说明书中的标称范围一致。南方NTS662全站仪标称补偿范围为m=3′(见表4-2)。如果相差较大则应进行校正。

【举一反三】 将上述检验工作中的望远镜垂直角从0°0′0″改为±20°0′0″试试,之后再用盘右试试,再随机用三个脚旋钮移动试试,看看情形各为如何。

(2)检校垂直度盘指标差的大小。

①安置整平仪器,用望远镜盘左瞄准一个明显目标,得垂直度盘读数L;

②旋转望远镜盘右瞄准该目标,得读数R;

③计算指标差x=(L+R-360°)/2。

南方公司在仪器说明书中要求,对其全站仪的垂直度盘指标差不要大于10″,否则应重新设置(具体参见说明书)。

6.光学对中器的检验与校正

前面所做的各项检校工作,均只需仪器整平,而无须仪器对中,这说明在正式工作之前必须先将仪器本身调整好,调整完后就要考虑对中问题了。对中涉及的实际工作是,要将仪器中心与地面控制点建立起一条铅垂线,因此我们常说铅垂线是测量工作中最重要的一条基准线。

旧式仪器常用的光学对中器有两种:一种装在仪器的照准部上,另一种装在仪器的三角基座上。无论哪一种,包括后来出现的激光对中器,都要求对中器垂直方向的视准轴与仪器的竖轴相重合。图4-47(a)所示为对中器的光路图,图4-47(b)所示为带对中器的基座。

(1)装在照准部上的光学对中器。

①检验步骤。将仪器安置整平到三脚架上,在一张毫米格纸上沿厘米分划线画一个十字交叉,放在仪器正下方的平坦地面上。对中器对好光(目镜、物镜调焦),移动白纸使其十字交叉点与对中器的中心标志重合。旋转照准部,每转90°,观察对中器的中心标志与十字交叉点的重合度,如果照准部旋转时,光学对中器的中心标志一直与十字交叉点重合,则说明对中器视准轴与仪器竖轴相重合,不必校正。如不重合,则形成一个游离于交叉点的危险圆圈(一般为心形椭圆圈),需按如下方法进行校正。(激光对中器亦可按此法进行检验。)

②校正方法。将光学对中器目镜与调焦手轮之间的校正螺钉护盖取下。固定好十字交叉毫米纸并在纸上标记出仪器每旋转90°时中心标志落点位置,如图4-48(a)所示的A、B、C、D点。用直线连接对角点AB和CD,两直线交点为O,此即为危险圆圈的几何中心。用校正针调整对中器的四个校正螺钉,使对中器的中心标志与O点重合。重复检验步骤,检查校正至符合要求。将护盖安装回原位。

图4-46 测定竖盘自动归零的补偿范围

图4-47 光学对中器

图4-48 光学对中器的检验与校正

(2)三角基座上的光学对中器。

①检验步骤。先安置整平好仪器。沿基座的边缘,用铅笔把基座的三条边线轮廓画在三脚架顶部的平面上。然后在地面放一张毫米纸,从光学对中器视场里标出刻划圈中心在毫米纸上的位置。稍许松开中心连接螺钉,转动基座120°后固定,注意需将基座底板放在所画的轮廓线里并重新整平,如此三次分别标出刻划圈中心在毫米纸上的位置。若三点重合,则说明基座对中器正常,否则找出误差三角形的中心以便改正。

②校正方法。用拔针或螺钉旋具转动光学对中器的调整螺钉,使其刻划圈中心对准三角形中心点。

7.补充说明

本节介绍的上述六个方面的检验与校正,只是常规经纬仪或全站仪的一般性检校工作。对于全站仪,除了要做上述基本的检校工作外,还要做许多其他的检验、校正、设置等工作,而且根据全站仪的品牌、型号的不同,其功能、特点均有很大不同,性能方面也各有千秋,因而它们在仪器的检校、设置方面也有所不同。因此,当我们接触一款新仪器时,首先须仔细阅读仪器的使用说明书,按其指示和指引进行仪器的各项检验检查,如发现异常,能自己动手校正的,可以自己小心仔细地动手校正,不能自己动手的,则须向上汇报,送站检修。

关于全站仪测距方面的检校与设置,将在项目5介绍。

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