3.2　DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的使用

用以觀測水平角、豎直角的儀器稱為經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀按其性質(zhì)分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀。按精度分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6幾種類型。“D”和“J”分別表示“大地測量”和“經(jīng)緯儀”漢語拼音的第一個字母,“07、1、2、6”分別表示相應(yīng)儀器一測回水平方向觀測值中誤差。本節(jié)主要介紹DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法。

3.2.1　DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)

如圖3.3所示,DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀由照準(zhǔn)部、水平度盤和基座3個主要部分組成。

1.照準(zhǔn)部

照準(zhǔn)部是指水平度盤以上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的部分,包括望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、光學(xué)對中器、水準(zhǔn)管、光路系統(tǒng)、讀數(shù)顯微鏡等,都安裝在底部帶豎軸(內(nèi)軸)的U形支架上。其中望遠(yuǎn)鏡、豎盤和水平軸(橫軸)固連一體,組裝于支架上。望遠(yuǎn)鏡繞橫軸上下旋轉(zhuǎn)時,豎盤隨著轉(zhuǎn)動,并由望遠(yuǎn)鏡制動螺旋和微動螺旋控制。豎盤是一個圓周上刻有度數(shù)分劃線的光學(xué)玻璃圓盤,用來測量豎直角。與豎直度盤配套有一個指標(biāo)水準(zhǔn)管和指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋,在觀測豎直角時用來保證讀數(shù)指標(biāo)的正確位置。望遠(yuǎn)鏡旁有一個讀數(shù)顯微鏡,用來讀取豎盤和水平度盤讀數(shù)。望遠(yuǎn)鏡繞豎軸左右轉(zhuǎn)動時,由水平制動螺旋和水平微動螺旋控制。照準(zhǔn)部的光學(xué)對中器和水準(zhǔn)管用來安置儀器,以使水平度盤中心位于測站鉛垂線上,并使度盤平面處于水平位置。

2.水平度盤

水平度盤用于測量水平角,它是由光學(xué)玻璃制成的刻有度數(shù)分劃線的圓盤,按順時針方向由0°注記至360°,相鄰兩分劃線之間的格值為1°或30'。水平度盤通過外軸裝在基座中心的套軸內(nèi),并用中心鎖緊螺旋使之固緊。當(dāng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動時,水平度盤并不隨之轉(zhuǎn)動。若需改變水平度盤的位置,可通過照準(zhǔn)部上的水平度盤變換手輪,將度盤變換到所需的位置。

3.基座

基座是用來支承整個儀器的底座,用中心連接螺旋與三腳架相連接。基座上有三個腳螺旋,轉(zhuǎn)動腳螺旋,可以使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中,從而使水平度盤處于水平位置,即儀器的豎軸處于鉛垂?fàn)顟B(tài)。

3.2.2　DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)

光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)設(shè)備包括度盤、光路系統(tǒng)和測微裝置。

水平度盤、豎直度盤的分劃線,通過一系列棱鏡和透鏡成像在測微尺上,最后顯示在讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)窗內(nèi)。DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置可以分為分微尺測微器讀數(shù)和單平行玻璃測微器讀數(shù)兩種,下面主要介紹分微尺測微讀數(shù)方法。

分微尺測微讀數(shù)窗如圖3.4所示,上窗是水平度盤的讀數(shù),標(biāo)有“水平”或“H”,下窗是豎直度盤的讀數(shù),標(biāo)有“豎直”或“V”。每個讀數(shù)窗上刻有分成60小格的分微尺,分微尺長度等于度盤間隔1°的兩分劃線之間的影像寬度,因此分微尺上1小格的分劃值為1',可估讀到0.1'。

讀數(shù)時先讀取分微尺0～6之間的度盤分劃線的度數(shù),再讀取該分劃線所在的分微尺上的分?jǐn)?shù),最后估讀秒數(shù)。如圖3.4的水平度盤讀數(shù)是261°05'42″,豎直度盤的讀數(shù)應(yīng)為90°54'36″。

3.2.3　經(jīng)緯儀的基本使用方法

經(jīng)緯儀的使用包括儀器安置、照準(zhǔn)、讀數(shù)或置數(shù)三個步驟。

3.2.3.1　儀器安置

1.對中

對中的目的是使儀器中心與測站點標(biāo)志中心位于同一鉛垂線上。首先根據(jù)觀測者的身高調(diào)整好三腳架腿的長度,張開腳架并踩實,使三腳架頭大致水平。將經(jīng)緯儀從儀器箱中取出,用三腳架上的中心連接螺旋旋入經(jīng)緯儀基座底板的螺旋孔。用光學(xué)對中器或垂球?qū)χ小?/p>

(1)光學(xué)對中器對中。調(diào)節(jié)光學(xué)對中器目鏡、物鏡調(diào)焦螺旋,使視場中的標(biāo)志圓(或十字絲)和地面目標(biāo)同時清晰;旋轉(zhuǎn)腳螺旋,使地面點成像于對中器的標(biāo)志中心,此時,因基座不水平而圓水準(zhǔn)器氣泡不居中;調(diào)節(jié)三腳架腿長度,使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。對中誤差一般不應(yīng)大于1mm。

(2)垂球?qū)χ小齑骨蛴谥行穆菪旅娴膾煦^上,如果相差太大,可平移三腳架,使垂球尖大致對準(zhǔn)測站點標(biāo)志,將三腳架的腳尖踩入土中。然后將儀器從儀器箱中取出,用中心連接螺旋將儀器裝在三腳架上。此時若垂球尖偏離測站點標(biāo)志中心,可稍旋松連接螺旋,兩手扶住儀器基座,在架頭上平移儀器,使垂球尖精確對準(zhǔn)標(biāo)志中心,最后旋緊連接螺旋。對中誤差一般不應(yīng)大于2mm。

平移儀器,整平可能受到影響,需要重新整平,整平后光學(xué)對中器的分劃圓中心可能會偏離測站點,需要重新對中。因此,這兩項工作需要反復(fù)進行,直到對中和整平都滿足要求為止。

2.整平

整平的目的是使儀器豎軸豎直和水平度盤處于水平位置。

如圖3.5(a)所示,整平時,先轉(zhuǎn)動儀器的照準(zhǔn)部,使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管平行于任意一對腳螺旋的連線,然后用兩手同時以相反方向轉(zhuǎn)動該兩腳螺旋,使水準(zhǔn)管氣泡居中,注意氣泡移動方向與左手大拇指移動方向一致;再將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動90°,如圖3.5(b)所示,使水準(zhǔn)管垂直于原兩腳螺旋的連線,轉(zhuǎn)動另一腳螺旋,使水準(zhǔn)管氣泡居中。如此重復(fù)進行,直到在這兩個方向氣泡都居中為止。居中誤差一般不得大于一格。

注意上述整平、對中應(yīng)交替進行,最終既使儀器豎軸鉛垂,又使鉛垂的豎軸與過地面測站點標(biāo)志中心的鉛垂線重合。

3.2.3.2　照準(zhǔn)

照準(zhǔn)就是使望遠(yuǎn)鏡十字絲交點精確照準(zhǔn)目標(biāo)。照準(zhǔn)前先松開望遠(yuǎn)鏡制動螺旋與照準(zhǔn)部制動螺旋,將望遠(yuǎn)鏡朝向天空或明亮背景,進行目鏡對光,使十字絲清晰;然后利用望遠(yuǎn)鏡上的照門和準(zhǔn)星粗略照準(zhǔn)目標(biāo),使其在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)能夠看到物像,再擰緊照準(zhǔn)部及望遠(yuǎn)鏡制動螺旋;轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋,使目標(biāo)清晰,并消除視差;轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡微動螺旋,精確照準(zhǔn)目標(biāo)。

測水平角時,應(yīng)使十字絲豎絲精確地照準(zhǔn)目標(biāo),并盡量照準(zhǔn)目標(biāo)的底部,測豎直角時,應(yīng)使十字絲的橫絲(中絲)精確照準(zhǔn)目標(biāo),如圖3.6所示。

3.2.3.3　讀數(shù)或置數(shù)

1.讀數(shù)

調(diào)節(jié)反光鏡及讀數(shù)顯微鏡目鏡,使度盤與測微尺影像清晰,亮度適中,然后按前述的讀數(shù)方法讀數(shù)。

2.置數(shù)

在水平角觀測中,常常需要使某一方向的讀數(shù)為一預(yù)定值,這項操作稱為置數(shù)。

目前,經(jīng)緯儀主要采用度盤變換手輪置數(shù)。其操作步驟為:盤左位置精確照準(zhǔn)起始方向,轉(zhuǎn)動度盤變換手輪,使水平度盤讀數(shù)為預(yù)定讀數(shù)。為防止觀測時碰動度盤變換手輪,配置度盤后應(yīng)及時扣上度盤變換手輪護蓋。