經(jīng)緯儀之見

逯鳳鑫 王美艷

經(jīng)緯儀是我們建筑工程測(cè)量與放線時(shí)用的一個(gè)基本儀器設(shè)備。在我看來，經(jīng)緯儀其實(shí)就是一個(gè)帶著望遠(yuǎn)鏡的觀察設(shè)備，它可以借助塔尺完成高程和角度的測(cè)量。經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡的機(jī)械部分，是1730年西森發(fā)明的。最早與航海有關(guān)，在十五、十六世紀(jì)，英法等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，要繪制各種地圖、海圖，用于航海和戰(zhàn)爭(zhēng)。

一、經(jīng)緯儀的構(gòu)造組成

經(jīng)緯儀由基座、水平度盤和照準(zhǔn)部（由支架、望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤和水準(zhǔn)器等組成）三部分組成。望遠(yuǎn)鏡目鏡是觀察時(shí)的部位，相當(dāng)于放大鏡使物鏡所成的像與十字絲一起放大，便于觀察。望遠(yuǎn)鏡物鏡是物體成像的部位。望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)手柄是用來控制望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)。望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋用來微調(diào)望遠(yuǎn)鏡十字絲轉(zhuǎn)動(dòng)。

望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦環(huán)其實(shí)就是調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的焦距。目鏡調(diào)焦螺旋用來調(diào)整目鏡的焦距，使視野清晰。光學(xué)瞄準(zhǔn)器可以粗略瞄準(zhǔn)目標(biāo)。度盤讀數(shù)顯微鏡是用來讀取度盤數(shù)值的。.度數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋可以調(diào)整焦距使度數(shù)清晰。照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器精確調(diào)平儀器。光學(xué)對(duì)中器目鏡使測(cè)站點(diǎn)與經(jīng)緯儀中心位于同一鉛垂線上。度盤照明反光鏡在讀數(shù)時(shí)，使光線反射到儀器里，使讀數(shù)光線明亮清晰，以觀察。

豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器，使豎盤和鉛垂線在一條直線上。指標(biāo)管水準(zhǔn)器反光鏡反射光線便于觀察。豎盤水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋微調(diào)豎盤。水平制動(dòng)手柄控制移動(dòng)。水平微動(dòng)螺旋微調(diào)移動(dòng)。水平度盤變換器配置度盤度數(shù)。圓水準(zhǔn)器調(diào)平儀器。基座帶有固定螺旋可固定軸座，底座制動(dòng)螺旋控制底座移動(dòng)，腳螺旋調(diào)平支撐儀器。

二、工作原理

經(jīng)緯儀主要用于測(cè)量水平角和豎直角。

1.水平角測(cè)量原理：用于確定點(diǎn)的平面位置。水平角是從一點(diǎn)出發(fā)的兩條空間直線在水平面上的投影線所夾的角或者過兩條直線所做的豎直面間所夾的二面角。測(cè)量水平角就是測(cè)量投影線所夾的角或這個(gè)二面角。

2.豎直角測(cè)量原理：用于確定兩個(gè)點(diǎn)間的高差或?qū)A斜的距離轉(zhuǎn)化為水平距離。豎直角也成傾斜角，指在同一豎直平面內(nèi)，任意直線與水平線之間的夾角。

三、經(jīng)緯儀的使用

經(jīng)緯儀的使用基本有安裝儀器（對(duì)中和整平）、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)三部分。

1.對(duì)中：使水平度盤中心與測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。對(duì)中方法有兩種：垂球?qū)χ蟹ê凸鈱W(xué)對(duì)中器對(duì)中法。

垂球?qū)χ蟹ǎ喊卜湃_架盡量平整，調(diào)整到適量的高度，并使架頭中心和地面上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志中心初步對(duì)準(zhǔn)。裝上儀器，讓儀器位于架頭中間位置，擰緊中心的固定螺旋，掛上垂球。如果垂球和標(biāo)志中心偏移較大，可移動(dòng)腳架，使便宜不超過1cm。完成后將三腳架腳尖踩入土中。最后將儀器中心固定螺旋放松，慢慢移動(dòng)儀器使垂球尖對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志中心誤差可小于3mm，擰緊固定螺旋。

光學(xué)對(duì)中器對(duì)中：視準(zhǔn)軸通過棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)后與儀器豎軸的方向線重合。特點(diǎn)為不受風(fēng)力影響，可提高對(duì)中精度，誤差可小于1mm。安放三腳架盡量平整，調(diào)整到適量的高度，并使架頭中心和地面上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志中心初步對(duì)準(zhǔn)拉出并調(diào)整對(duì)中器目鏡使測(cè)站目標(biāo)影像清晰。轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，是標(biāo)志中心位于對(duì)中器小圓圈或十字劃線中心，這個(gè)時(shí)候圓水準(zhǔn)器氣泡可能偏離。使圓水準(zhǔn)氣泡位于中心，可通過在腳尖不移動(dòng)的情況下伸縮腳架，技術(shù)好的也可以平推腳架。居中后擰緊螺絲。檢查對(duì)中情況，若還有小偏移可松開中心螺旋平移基座。最后在檢查一遍，若不對(duì)中重復(fù)上述操作，若對(duì)中則擰緊中心螺旋，對(duì)中完成。

2.整平：使水平度盤處于水平位置和儀器豎軸處于嚴(yán)格的鉛垂位置。轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使長(zhǎng)水準(zhǔn)管平行于任意兩個(gè)腳螺旋的連線，轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)腳螺旋使氣泡居中。再將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)一個(gè)90°，使水準(zhǔn)管垂直于兩個(gè)腳螺旋的連線，并轉(zhuǎn)動(dòng)最后一個(gè)腳螺旋使氣泡居中。重復(fù)上述兩個(gè)步驟，直到照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)到任意位置，氣泡的偏移不超過一格為止。

3.瞄準(zhǔn)是為了使望遠(yuǎn)鏡十字絲精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。先用粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)。粗瞄后調(diào)焦，精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。讀數(shù)：讀數(shù)前，先將反光鏡打開，調(diào)節(jié)鏡面反射光線，使光源充足，光線明亮，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦，是劃分線清晰，讀數(shù)。

四、經(jīng)緯儀的注意事項(xiàng)

1.對(duì)中和整平是很復(fù)雜又要重復(fù)操作的過程，需要非常有耐心，要仔細(xì)認(rèn)真。

2.瞄準(zhǔn)過程中，一定要消除視差，不然視察越大結(jié)果的偏差會(huì)偏大。

3.測(cè)量水平角時(shí)，遵循“左盤順時(shí)針，右盤逆時(shí)針”。每測(cè)回度盤分配為180°/n，在一個(gè)測(cè)回時(shí)，不可以轉(zhuǎn)動(dòng)度盤變換手輪。

4.豎直角測(cè)量過程中的指標(biāo)差，不會(huì)影響最后豎直的測(cè)量結(jié)果，但不能過大，要符合標(biāo)準(zhǔn)。

5.測(cè)量水平角的方法有兩種：測(cè)回法與方向觀測(cè)法。

6.一測(cè)回為上半測(cè)回與下半測(cè)回之差超過±40″時(shí)，取（上半測(cè)回+下半測(cè)回）/2。

7.在操作過程中必須嚴(yán)格對(duì)中，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)根部，避免找準(zhǔn)誤差。使用螺旋時(shí)，不可用力過猛否則會(huì)弄壞。度數(shù)時(shí)不要碰經(jīng)緯儀，以免誤差。

8.架子要架穩(wěn)，螺絲要擰緊。從箱子拿出經(jīng)緯儀時(shí)要托住基座，箱子要上鎖。外作業(yè)時(shí)，經(jīng)緯儀要有人保護(hù)，防止儀器摔壞。

9.為了安全，各種安全事故，觀測(cè)時(shí)雙眼睜開，可觀測(cè)安全變動(dòng)，及時(shí)逃生。

10.讀數(shù)時(shí)，H為水平度盤，V為豎直度盤。

11.測(cè)量結(jié)束后，要將所有制動(dòng)打開，防止裝箱、運(yùn)輸時(shí)破壞儀器。嚴(yán)禁儀器直接對(duì)準(zhǔn)太陽。

12.長(zhǎng)邊控短邊，角度要多次測(cè)量取平均值，有必要時(shí)可拉尺檢查長(zhǎng)度。

五、經(jīng)緯儀測(cè)量誤差及減弱或消除方法

1.儀器誤差：儀器檢驗(yàn)與校正后殘存誤差或者儀器本身存在誤差。

消除誤差的方法：利用觀測(cè)方法消除或減弱誤差；如果視準(zhǔn)軸和橫軸、橫軸和豎軸不垂直或度盤偏心等誤差，可通過左右盤取平均值消除；度盤刻度不均勻，可根據(jù)改變各測(cè)回度盤起始位置來削弱誤差。

2.整平誤差：整平引起豎軸傾斜，正倒鏡觀測(cè)時(shí)影響相同，因此不能消除。橫軸與豎軸不垂直，垂直角越大，影響越大，尤其是在山區(qū)。

削減方法：嚴(yán)格整平儀器。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)管氣泡偏移零點(diǎn)超過一格時(shí)，重置調(diào)平儀器，重新觀測(cè)。

3.觀測(cè)誤差：瞄準(zhǔn)誤差=±60″/放大倍率的倍數(shù)。讀數(shù)誤差=±0.1乘以分微尺的最小格值。

4.外界條件的影響造成的誤差：

各種惡劣天氣，不平整，崎嶇地形，大高溫、大低溫的溫度等。

消減方法：選擇目標(biāo)清晰和穩(wěn)定有利的觀測(cè)時(shí)間，設(shè)法克服不利環(huán)境，以提高觀測(cè)成果質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：

逯鳳鑫（1999。03--）女，漢族。山東濟(jì)南人，共青團(tuán)員，大二學(xué)生，主要從事建筑工程技術(shù)專業(yè)學(xué)習(xí)