视准轴与水平轴不正交,视准轴偏离正确方向一个角度c,所产生的误差称为视准轴误差,如图1所示。规定视准轴偏向垂直度盘一侧时c为正,反之为负。视准轴误差产生的原因主要是由于望远镜十字丝分划板安置不正确,使望远镜的十字丝中心偏离了正确的位置,引起视准轴位置发生变化,此外,望远镜调焦透镜运行时晃动、外界温度变化,也会造成视准轴不与水平轴正交,从而产生视准轴误差。当横轴水平,若视准轴与横轴不正交,望远镜绕横轴旋转的旋转面是一个圆锥面。用该仪器照准同一铅垂面内不同高度的目标时,将有不同的水平度盘读数,这样,则会对测量水平角测量带来误差。经纬仪视准轴与横轴的正交性检验主要有三种方法,即读数法、四分之一法和高低点法,下面分别讨论这几种方法的检验原理及其区别。
(1)读数法检验
检验时,选择与仪器大致相同高度的目标,整平仪器后,使望远镜大致水平;首先在盘左位置瞄准一目标,读得水平度盘读数M1,如图2所示,由于C值的存在,在盘左位置将使读数M1多读了一个C值;然后倒转望远镜,以盘右位置瞄准原目标,读得水平度盘读数M2,由于C值的存在,在盘右位置将使读数M2少读了一个C值。通过下面公式(1),可计算出视准轴误差C,如果C值超过规范的要求,则应予以校正。
此方法要求照准目标高度与仪器高度大致相等,如果仪器同目标不等高,经纬仪视线处于倾斜状态时,按(1)式求出的C值,既包含视准轴与横轴不正交对水平角产生的误差(视准轴误差),也包含横轴不水平对水平角的影响(横轴误差)。此外这种方法由于在度盘上读数,必然会受到度盘偏心误差的影响,所以这种方法不适合单指标读数的经纬仪(如北光或苏光生产的J6经纬仪)视准轴误差的检验。
(2)四分之一法检验
在平坦地区选择相距约60 m的A、B两点,在中点O安置经纬仪,A点设一标志,在B点横置一根刻有毫米分划的直尺,尺子与OB垂直,且A点标志、B尺和仪器的横轴大致同高。检验方法如下:
①先用盘左位置瞄准A点,固定照准部;
②纵转望远镜,望远镜视准轴绕HH1旋转,则在B尺上照准处为B1点;
③用盘右位置瞄准A点,固定照准部;
④纵转望远镜,望远镜视准轴绕HH1旋转,则在B尺上照准处为B2点;
⑤在B尺上读出B1、B2两点的距离,记为N;
⑥计算C值:C=1/2*ARCTAN(N/2D)因为此种检验方法不在度盘上读数,所以不受度盘偏心的影响,能够适合于单指标经纬仪的检校,例如北光或苏光生产的J6经纬仪。
(3)高低点法检验
测定时,在距仪器5m以外的地方设置高、低两个目标,两点应大致在同一铅垂线上,用仪器观测两点的垂直角的绝对值应不小于3°,其绝对值应大致相等,其差不得超过30"(设置目标时可用仪器指挥)。
①观测高低两点的水平角6个测回,每测回均匀变换水平度盘和测微器位置。变化按高、低点方向分别比较,对J07、J1型仪器不得超过6",对J2型仪器不得超过10";各测回角度值互差J07、J1型仪器应小于3",J2型仪器应小于8"。
②观测高、低点的垂直角α高和α低,用中丝法测3个测回。垂直角和指标差互差均不超过10"。
③计算水平轴倾斜误差:令C为视准轴误差,i为横轴误差,依据视准轴误差和横轴误差对水平角观测的影响规律。
此外这种方法也是在度盘上读数,由于受到度盘偏心误差的影响,所以这种方法同样不适合单指标读数的经纬仪(如北光或苏光生产的J6经纬仪)视准轴误差的检验,但此种方法可以在测定视准轴误差的同时,测定出横轴误差的影响,这是前两种方法所不具备的。
当所观测方向的垂直角相等或相差很小,外界因素的影响又较稳定时,同一测回所得各方向的2c应相等或互差很小,但实际往往并不相等。2c变动的主要原因是照准和读数等偶然误差的影响。因此,计算2c并规定其变化范围可以作为判断观测质量的标准之一。国家规范规定,对于J1型仪器,一测回中各方向2c互差不得超过9";对于J2型仪器,不得超过13"。 2100433B