经纬仪基础.doc

1 经纬仪介绍经纬仪是线路施工中测量的主要仪器之一，常用它来测量线路的转角、高差、高度、弧垂、限距、距离等它不仅可以精确的测量水平角度和垂直角度，而且也可以较准确的用视距法测量距离经纬仪有普通经纬仪和光学经纬仪两类图1为普通游标经纬仪的外型图，图2为光学T2经纬仪的外型图经纬仪一般由基座、镜筒、垂直度盘、水平度盘等部分组成基座安置在三脚架上，用以支承仪器；镜筒为一望远镜，内有十字丝用以瞄准目标；垂直度盘在测量垂直角度时使用；水平度盘有上度盘和下度盘，在测量水平角度时使用普通游标盘经纬仪通过游标盘能较精确的读出角度，其角度测量可以精确到秒而光学经纬仪的水平度盘和垂直度盘是玻璃制成的，借助光线通过透镜和棱镜的反射和折射，使水平度盘和垂直度盘分划线的构像反映到两个度盘公用的显微镜内，因此读数精度更高国产光学经纬仪最常用的是DJ2和DJ6两种类型，“D”和“J”分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一字母，“6”、“2”分别表示用该类型仪器测量水平角一测回水平方向标准偏差为“6〞”、“2〞” 图2 光学T2经纬仪1-十字丝反光镜；2-光学恻微螺旋；3-望远镜调距螺旋；4-度盘读数调换器；5-度盘读数显微镜；6-望远镜目镜；7-管水准器；8-上盘激动螺旋；9-回水准器；10-光学对中目镜；11-基座螺旋；12-水平度盘反光镜；13-垂直度企反光镜；14-望远镜微动螺旋；15-望远镜制动螺旋；16-垂直度盘反光镜；17-垂直度盘图1 游标经纬仪l-脚螺旋；2-水平度盘；3-游标盘；4-游标盘水准管；5-望远镜；6-垂直度盘；7-制动螺旋；8-微动螺旋；9-制动螺旋；10-微动螺旋；11-制动螺旋；12-微动螺旋2 经纬仪的基本结构2.1．水准器望远镜水准器。

测量时，为了使竖轴处于垂直位置，及水平度盘处于水平位置，照准部上一般都装有圆水准器和照准部水准管，用以整平仪器，另外为能按固定的的指标位置进行竖盘读数，还装有竖盘水准管2.2．望远镜它采用内对光式望远镜，其结构和水准器上内对光望远镜相同望远镜与支架上横轴（水平轴）固连在一起，可绕横轴上下转动，扫出竖直平面望远镜位置由望远镜制动和微动螺旋控制2.3．读数设备度盘分划值为1，过于粗略与密集，必须把它放大且设测微装置，可以直读1ˊ，估读0.1ˊ（即6〞）（1）分微尺读数方法DJ6型经纬仪从同一进光窗中二路光线分别通过一系列棱镜和透镜的作用，将度盘分划影像和分微尺的影像，转入读数显微镜，可以同时读取水平度盘（H）和竖直度盘（V）的读数，如图3所示窗口中长线和大号数字为度盘上的度数，短线和小号数字为分微尺上的分值，分微尺将1分为60ˊ2）单平板玻璃测微式读数方法,外界光线经一系列棱镜和透镜的作用,带着水平度盘和竖盘的分划影像,通过平板玻璃和测微尺,使水平度盘分划、竖盘分划,测微尺三者同时成像在刻有单、双两种指标线的读数场镜上，最后进入读数窗3）DJ6型经纬仪竖盘及读数系统,图3是DJ6型经纬仪竖盘及读数系统,光线透过竖盘分划值沿光具组(由一系列棱镜和透镜所组成)光轴和分微尺一起成像于读数显微镜的读数窗内,光具组光轴方向是与指标水准管气泡居中时,才可以读数,这种仪器每次读取竖盘读数之前,都必须调节竖盘指标水准管微动螺旋,将指标水准管气泡调到居中,才能读数,这样操作既费事,又影响工效,当忘了调整气泡居中将发生读数错误,故近年生产的光学经仪采用竖盘指标自动归零装置,如图3 (b)所示，其读数棱镜系统是悬挂在一个弹性摆上，依靠摆的重力与空气阻尼器的共同作用，使弹性摆自动组光轴。

处于铅垂位置，这时光具组光轴也于铅垂线上，有自动归零装置经纬仪，指标水准管及其微动螺旋被取消测量时，当调节圆水准器和管水准器气泡居中后，竖盘指标就自动归零，既可以直接读数，从而提高了观测竖直角的速度和精度图3 DJ6型经纬仪竖盘与读数系统1—竖盘指标水准管反光镜；2—竖盘；3—竖盘指标水准管；4—望远镜；5—光具6—竖盘指标水准管微动框架；7—竖盘指标水准管微动螺旋；8--光具组的透镜棱镜；9—弹簧片；10—垂直吊架； 11—转向棱镜；12—透镜组；13—竖盘棱镜；14—阻尼盒；15—阻尼器2.4．机座经纬仪基座和水准仪相似，为使竖轴轴线与测站点标志中心的铅垂线重合，在三角架与基座连接螺旋的正中装有挂垂球的挂钩，观测时使所挂 垂球对准测站点的标志中心，现在的经纬仪在照准部内装有光学对中器代替垂球仪器的照准部连同水平度盘一起，通过轴座固定螺旋固定在基座上，因此在使用仪器过程中，切勿松动该螺旋，以免仪器上部脱离基座而坠地3、经纬仪的基本操作3.1．仪器架设（1）对中对中的目的是把仪器中心点与测站的标志点处于同一铅垂线上，一般经纬仪用垂球对中，光学经纬仪也可用光学设备对中，对中的步骤如下：1）松开三脚架的伸张螺旋，将三脚架安置在测站桩的周围，使其高度适合观测者的身材，使架顶面略成水平，架顶面中心略对准测站点。

2）在三脚架的连接螺旋上挂上垂球，初步对中，然后将三脚架的各支脚均衡地依次踩入土中垂球底部距离被测目标的距离越近越好3）将经纬仪放在三脚架上，用三脚架与经纬仪的连接螺旋固定，观察垂球尖端是否对准测站点，如果稍有偏差时，可轻轻松开中心连接螺旋，移动仪器使垂尖对准测站点，然后再旋紧中心连接螺旋，垂球尖距离被测目标越近越好4）利用光学设备对中时，其方法：先将仪器整平，使光学垂线成铅垂位置，然后移动仪器，使地面标志中心与光学对中器的分划板圆圈大致对准，旋转光圈对中器目镜的对光螺旋（有的仪器对中器目镜是拉动的）使地面标志点影象清晰，平移仪器，使标志点的象与对中分划板重合实行对中，此时整平又受到影响，因此应使对中和整平反复进行，直到两项均到指标为止2） 整平整平的目的是使经纬仪能处在水平位置上其操作步骤如下：1）打开固定支撑经纬仪的三脚架，抽出三条架腿并且使它们基本等长（地势特殊情况除外），再拧紧或固定三脚架的长度；将三脚架支于标桩的上方并目测其上平面基本水平，架头的中心基本铅垂对准标桩；然后将三脚架的三条腿尖端踩入地中并使其稳固2）利用三脚架顶部的固定螺旋，将经纬仪稳固在三脚架上首先用脚螺旋把仪器基座上的圆式水准器水泡调整为居中，然后再调整水准管的水泡并使之居中。

调整的方法是用两手向内或向外缓缓旋转管式水准管的两个脚的螺旋，当水泡居中后，再将仪器旋转900使水准器和水准管垂直于前两个整平螺旋的连线，调整第三个整平螺旋使气泡居中整平工作要反复进行，直到度盘转至任何位置时水准管气泡仍都居中为止，这就表明竖轴垂直，度盘水平，在实际工作中，可允许气泡不超过一格的偏差方法如图4所示 图 4 整平方法 3.2. 对光瞄准（1）对光经纬仪整平后，测量时应先进行对光瞄准目镜对光，将望远镜对向天空或某一明亮的物体，转动目镜使十字丝最清晰；物镜对光，将望远镜照准目标，转动调焦螺旋使目标的象落在十字丝平面上，从目镜中就可同时清晰看到十字丝和目标消除视差，目标影象与十字丝平面不重合的现象叫视差，为了检查是否存在视差，可使眼睛在目镜后稍晃动，观察物象与十字丝是否有相对移动，如果十字丝交点始终对着目标同一位置，表示无视差，如发现物象随眼睛的晃动而移动则说明有视差，图5（a）（b）有视差，（c）无视差。

图5（a） （b）有视差，（c）无视差图中O1、O2、O3、表示眼睛位置，P1、P2、P3、表示物象上不同点，视差的消除方法是重新仔细地进行物镜对光，如仍不能消除，这表示目镜对光还不十分正确，应重新对目镜进行对光，如此反复进行，直到完全消除视差2）瞄准用望远镜的十字丝交点瞄准实测目标叫做瞄准，观测时，先用望远镜上的缺口及准星大致对准目标，然后进行目镜、物镜对光，旋紧水平度盘和望远镜的制动螺旋，再调水平度盘和望远镜的微动螺旋，使十字丝交点准确地瞄准目标测量时，将标杆直立于观测点上作为瞄准目标，当瞄准时，最好是使十字丝交点对准标杆下部铁尖，如看不见铁尖，应使十字竖丝平分标杆全部测量中的联络与信号测量过程中，尤其是野外测量时，观测人员与前，后方人员的联络或指挥最好采用无线电对讲机，它使用方便，指挥准确，不受地形限制，但如果没有对讲机时也可采用旗语联络指挥，一般的旗语可自己规定3）精平及读数读数前必须保证仪器处于精平状态，即保证水平度盘水准管气泡在观测各个方向都居中，这时才能读得正确的水平度盘读数竖直盘读数时，竖盘指标水准管气泡也需居中4、经纬仪在使用时的注意事项与维护(1)．仪器包装箱为塑料或木质包装箱，仪器从箱内取出须小心，应轻拿轻放，一手握住轴座，一手握住三角基座，切勿握扶望远镜。

2）．仪器在三脚架上安装时，要一手握扶轴座，一手旋动三脚架的中心螺旋，防止仪器滑落，卸下时也应该如此3）．在严寒冬季观测时，室内外温差较大，仪器在搬到室外或搬入室内时，应间隔一段时间后才能开箱4）．外露的光学零件表面如有灰尘时，可用软毛刷轻轻刷去，如有水分或油污，可用脱脂棉或镜头纸轻轻地擦净，切不可用手帕、衣服擦拭光学零件表面5）．仪器在不用时应保存在干燥、清洁、通风良好的储存室内，温度应控制在-20℃～+45℃之间6）．仪器的内包装箱应经常更换干燥剂，应使干燥剂的湿度小于20%，在仪器箱内要放置防霉药片以免仪器生霉7)．在施测搬离测站时，如果距离较近，仪器可连同三脚架一起搬动，但须小心，最好把三脚架夹在肋下，仪器放在前面，以手保护应避免扛在肩上行走如果距离较远，取下仪器放进仪器箱内搬走。