第二节 DJ6级光学经纬仪
我国对经纬仪按精度从高到低分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15五个等级,各等级的技术参数参阅本书附录3。“D”表示大地测量,“J”代表经纬仪,07、1、2、6、15代表测量精度,在城市和工程测量中,一般多使用DJ6和DJ2级光学经纬仪。
一、DJ6级光学经纬仪的构造
DJ6级光学经纬仪由照准部、水平度盘和基座三大部分组成,图3-2是其外形图,图3-3是将仪器拆卸成三大部分的示意图。现将这三大部分的构造及其作用说明如下。
图3-2 DJ6级光学经纬仪外形图
1—对光螺旋;2—目镜;3—读数显微镜;4—照准部水准管;5—脚螺旋;6—望远镜物镜;7—望远镜制动螺旋;8—望远镜微动螺旋;9—中心锁紧螺旋;10—竖直度盘;11—竖直指标水准管微动螺旋;12—光学对点器目镜;13—水平微动螺旋;14—水平制动螺旋;15—竖盘指标水准管;16—反光镜;17—度盘变换手轮;18—保险手柄;19—竖盘指标水准管反光镜;20—基座;21—托板
(一)照准部
如图3-3所示,照准部由望远镜、横轴、竖直度盘、读数显微镜、照准部水准管和竖轴等部分组成。
1.望远镜
用来照准目标,它固定在横轴上,绕横轴而俯仰,可利用望远镜制动螺旋和微动螺旋控制其俯仰运动。
2.横轴
是望远镜俯仰转动的旋转轴,由左右两支架所支承。
3.竖直度盘
用光学玻璃制成的,用来测量竖直角。
4.读数显微镜
用来读取水平度盘竖直度盘的读数。
5.照准部水准管
用来置平仪器,使水平度盘处于水平位置。
图3-3 DJ6光学经纬仪部件及光路图
1、2、3、5、6、7、8—光学读数系统棱镜;4—分微尺指标镜;9—竖直度盘;10—竖盘指标水准管;11—反光镜;12—照准部水准管;13—度盘变换手轮;14—轴套;15—基座;16—望远镜;17—读数显微镜;18—内轴;19—水平度盘;20—外轴
6.竖轴
竖轴插入水平度盘的轴套中,可使照准部在水平方向转动。
(二)水平度盘部分
1.水平度盘
它是用光学玻璃制成的圆盘,如图3-3中部件19所示。在度盘上按顺时针方向刻有0°~360°的分划,用来测量水平角。在度盘的外壳附有照准部制动螺旋和微动螺旋,用来控制照准部与水平度盘的相对转动。当拧紧制动螺旋,照准部与水平度盘连接,这时如转动微动螺旋,则照准部相对于水平度盘作微小的转动;若松开制动螺旋,则照准部绕水平度盘而旋转。
2.水平度盘转动的控制装置
测角时水平度盘是不动的,这样照准部转至不同位置,可以在水平度盘上读取不同的方向值。但有时需要设定水平度盘在某一位置,就要转动水平度盘。控制水平度盘转动的装置有两种:
一是位置变动手轮,它又有两种形式。如图3 -2中部件17是其中之一。使用时拨下保险手柄,将手轮推压进去并转动,水平度盘亦随之转动,待转至需要位置后,将手松开,手轮退出,再拨上保险手柄,手轮就压不进。图3-7中部件12所示的水平度盘变换手轮是另一种形式。使用时拨开护盖,转动手轮,待水平度盘至需要位置后,停止转动,再盖上护盖。具有以上装置的经纬仪,称为方向经纬仪。
二是复测装置。如图3-5中的部件6,当扳手拨下时,度盘与照准部扣在一起同时转动,度盘读数不变;若将扳手拨上,则两者分离,照准部转动时水平度盘不动,读数随之改变。具有复测装置的经纬仪,称为复测经纬仪。
(三)基座
基座是用来支承整个仪器的底座,用中心螺旋与三脚架相连接。基座上备有三个脚螺旋,转动脚螺旋,可使照准部水准管气泡居中,从而使水平度盘处于水平位置,亦即仪器的竖轴处于铅垂状态。
二、读数装置与读数方法
DJ6级光学经纬仪的读数装置可分为分微尺测微器和单平行玻璃测微器两种,其中以前者居多。
(一)分微尺测微器及其读数方法
国产DJ6级光学经纬仪,其读数装置大多属于此类。图3-3表示其光路系统,外来光线由反光镜的反射,穿过毛玻璃经过棱镜1,转折90°后通过水平度盘,此后光线又通过棱镜2和3的几次折射到达刻有分微尺的聚光镜4,再经棱镜5又一次转折,就可在读数显微镜里看到水平度盘的分划线和分微尺的成像。
竖直度盘的读数成像与水平度盘相似。外来光线经过棱镜6的折射,透过竖直度盘,再由棱镜7和8的转折,到达分微尺的聚光镜4,最后经过棱镜5的折射,同样可在读数显微镜内看到竖直度盘的分划线和分微尺的成像。
如图3-4所示的上半部是从读数显微镜中看到的水平度盘的像,用“水平”或“H”注记,此时只看到196°和197°两根刻划线,并看到刻有60个分划的分微尺。读数时,读取度盘刻划线在分微尺内的度盘读数,不足1°的读数在分微尺上读取,即从0′开始由小到大读至该度盘的刻划线,并估读到1′/10。图中读得水平度盘读数从214°54′42″;下半部是竖直度盘的成像,读数为79°05′30″。
图3-4 分微尺读数
图3-5 DJ6 1型光学经纬仪外形图
1—竖盘指标水准管;2—反光镜;3—读数显微镜;4—测微轮;5—照准部水准管;6—复测装置;7—中心锁紧螺旋;8—望远镜制动螺旋;9—竖盘指标水准管微动螺旋;10—望远镜微动螺旋;11—水平制动螺旋;12—水平微动螺旋
(二)单平行玻璃测微器及其读数方法
如图3-5所示是北京光学仪器厂生产的该类仪器的外形图,如图3-6所示是从读数显微镜中看到的水平度盘、竖直度盘及测微器的像。该仪器水平度盘刻划从0°~360°共720格,每格30′,测微器刻划0′~30′共90格,每格20″,可估读到1/4格(即5″)。在图3-6中,最上的小框为测微器,中间与下面的两框分别为竖直度盘和水平度盘。读数时,转动测微手轮,光路中的平行玻璃随之移动,度盘和测微器的影像也跟着移动,直至度盘分划线精确的平分双指标线,按双指标线所夹的度盘分划线读取读数,不足30′的读数从测微器中读出。如图3-6(a)所示,水平度盘的读数为222°30′+07′20″=222°37′20″,而图3-6(b)中的竖直度盘读数为87°00′+19′30″=87°19′30″。需要说明的是,这种读数过程,当双指标线卡度盘上的某一刻划线时,度盘上的读数不是增大即为减小,此时,测微器上单指标所指示的读数做反向同量运动,测量结果不变。
图3-6 单平行玻璃测微器读数
(a)水平度盘读数;(b)竖直度盘读数