精密dwm光学经纬仪的构造及使用方法.doc

文档介绍：精密dwm光学经纬仪的构造及使用方法
? 精密光学经纬仪的构造及使用方法
控制测量中，需用经纬仪进行大量的水平角和垂直角观测。使用经纬仪进行角度观测，最重要的环节是:仪器整平、照准和读数。我们围绕这三个环节，对光学经纬仪的构造和使用方法作如下介绍。
水准器
由前节可知，测角时必须使经纬仪的垂
直轴与测站铅垂线一致。这样，在仪器结
构正确的条件下，才能正确测定所需的角
度。要满足这一要求，必须借助于安装在
仪器照准部上的水准器，即照准部水准器。
照准部水准器一般采用管状水准器。管水
准器是用质量较好的玻璃管制成，将玻璃
管的内壁打磨成光滑的曲面，管内注入冰
点低，流动性强，附着力较小的液体，并
图3-3 水准轴与水准器轴 留有空隙形成气泡，将管两端封闭，就成
为带有气泡的水准器，如图3-3所示。
1. 水准轴与水准器轴
为了便于观察水准器的倾斜量，在水准管的外壁上刻有若干个分划，分划间隔一般为2mm，其中间点称为零点。
水准器安置在一个金属框架内，并安装在经纬仪照准部支架上，所以把这种管状水准器称为照准部水准器。照准部水准器框架的一端有水准器校正螺旋，通过校正螺旋，使照准部水准器的水准器轴与仪器垂直轴正交。
所谓水准器轴，就是过水准器零点O，水准管内壁圆弧的切线，如图3-3所示。另外，由于水准管内的液体比空气重，当液体静止时，管内气泡永远居于管内最高位置，如图3-3
''OO中的位置。显然，过作圆弧的切线，此切线总是水平的，我们称此切线为水准轴由此
'O可知，使其水准轴与水准器轴相重合，即气泡最高点与水准器分划中心O重合，这时经纬仪的垂直轴与测站铅垂线重合，这个过程称为整置仪器水平。
2. 水准器格值
我们知道，当水准器倾斜时，水准
管内的气泡便会随之移动。不同的水准
器，虽然倾斜的角度完全相同，各自的
气泡移动量不会完全相同。这是因为不
同的水准器，它们的灵敏度不同。灵敏
度以水准器格值表示。所谓水准器格值，
就是当水准气泡移动一格时，水准器轴
所变动的角度，也就是水准管上的一格
所对应的圆心角。
如前所述，水准管的内壁是一圆弧，圆弧的曲率半径愈大，水准管上一格所对应的圆
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心角愈小，即水准器格值愈小，水准器的灵敏度就愈高。如图3-4，设气泡在水准管内移动
OO'OO'''OO一个格O，O所对应的圆心角为。若圆弧的半径为R，则,,或,",,"(,,RR为常量206 265) 。 图3-4水准器格值
由于水准器轴与仪器的垂直轴正交，若气泡偏离水准器分划零点n个格，当水准器格,"值已知时，就可以按下式计算出仪器垂直轴倾斜的角度V:
V,n,," (3-2)
即垂直轴倾斜角度等于气泡偏离水准器零点的格数乘以水准器格值。
望远镜
如前所述，望远镜构成视准轴，在照准目标时形成视准线，以便精确地照准目标。也就是说，望远镜的作用有二:一是将不同距离的远方目标，通过成像，放大视角，以便更清晰地看到目标;二是用望远镜的视准轴精确照准目标，以确定目标的视准线方向。
望远镜由物镜和目镜组成，来自目标的光线经过透镜折射成像，如图3-5所示，目标
A'B'A"B"AB经物镜成像，然后再经目镜成为放大的倒像。
图3-5 望远镜成像原理
另外，为了能够照准目标，在望远镜内安装十字丝网，十字丝网的形状如图3—6所示。十字丝的竖丝应垂直，横丝应水平。观测水平角时，当目标恰被夹在竖丝中，就算照准了目标。这是测量望远镜与一般望远镜的区别。
图3-6 望远镜十字丝网
十字丝的中心与物镜光心的连线称为视准轴。所谓照准，就是使视准轴指向目标，即视 准轴与目标在一条直线上。为了能够正确照准目标，要求目标成像恰好落在十字丝网面上。 这样在照准时，观测者的眼睛稍微左右移动时，目标与十字丝网的相对位置才不会改变。否 则，就会因观测者眼睛位置不同而产生照准误差，称为视差。
为了使目标恰好落在十字丝面上，消除视差，在望远镜的物镜与目镜之间，安装一个调 焦透镜。调焦透镜可以前后移动，从而改变目标像A′B′ 的位置。这样，不同的视力，先调整目镜，使十字丝清晰，再调整调焦透镜，使目标像清晰(即目标像落在十字丝网面上)，则
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视差被消除。
综上所述，望远镜由物镜、目镜、十字丝网和调焦透镜四部分组成。物镜和目镜起放大目标像的作用，十字丝与物镜光心构成视准轴供照准目标用;调焦透镜用来调整目标像的位 置，起消除视差的作用。其结构如图3-7。
图3-7 望远镜结构示意图
水平度盘和测微器
经纬仪的水平度盘和测微器是用以量度水平角的重要部件，它们二者之间以一定