3.2 DJ6型光学经纬仪
经纬仪是角度测量的主要仪器。按其结构可以分为光学经纬仪、电子经纬仪和激光经纬仪。国产经纬仪按精度分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15和DJ60六个等级。“D”、“J”分别表示“大地测量”、“经纬仪”汉语拼音的第一个字母,07、1、2、6、15、60分别表示该仪器一测回水平方向观测值中误差的最大秒值。其中DJ07、DJ1、DJ2属于精密经纬仪,DJ6、DJ15和DJ60属于普通经纬仪。
3.2.1 DJ6型光学经纬仪
3.2.1.1 DJ6型光学经纬仪的基本结构
光学经纬仪由照准部、水平度盘和基座三部分组成。根据控制水平度盘转动方式的不同,DJ6型级光学经纬仪又分为方向经纬仪和复测经纬仪。图3.3是北京光学仪器厂生产的DJ6型方向光学经纬仪,其外形和各部件的名称如图3.3所示。
图3.3 DJ6型光学经纬仪外形图
1—粗瞄器;2—护盖;3—望远镜调焦环;4—照明反光镜;5—望远镜目镜;6—照准部水准器;7—度盘变换器;
8—基座脚螺旋;9—圆形水准器;10—底座;11—校正螺丝;12—读数显微镜目镜;13—右侧盖板;
14—磁针插榫;15—望远镜制动手柄;16—分划板护罩;17—望远镜微动螺旋;18—水平制动手柄;
19—水平微动螺旋;20—底座制紧螺丝;21—光学对中器目镜;22—竖盘水准器微动螺旋;
23—照明窗;24—左侧盖板;25—竖盘指标水准器;26—指标水准器反光镜
1.照准部
照准部位于仪器基座的上方,能够绕竖轴转动。如图3.3所示,照准部由望远镜、横轴、竖直度盘、光学读数设备、水准器与竖轴等部件组成。
(1)望远镜。用来照准目标,它固定在横轴上,绕横轴而俯仰,可以利用望远镜制动螺旋和微动螺旋控制其俯仰转动。
(2)横轴。望远镜俯仰转动的旋转轴,由左右支架所支承。
(3)竖直度盘。用光学玻璃制成,用来测量竖直角。
(4)光学读数设备。用来读取水平度盘和竖直度盘的读数。
(5)水准器。包括圆水准器和管水准器,用来置平仪器,使水平度盘处于水平位置。
(6)竖轴。竖直通过水平度盘的中心,可以使照准部在水平方向转动。
2.水平度盘部分
它是用光学玻璃制成的圆环。在度盘上按顺时针方向刻有0°~360°的分划,用来量测水平角。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运动。当拧紧制动螺旋时,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做微小的转动;若松开制动螺旋,则照准部绕水平度盘而旋转。
3.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。基座上有三个脚螺旋,转动脚螺旋,可以使照准部水准管气泡居中,从而使水平度盘处于水平位置,即仪器的竖轴处于铅垂状态。
3.2.1.2 DJ6型光学经纬仪的读数方法
光学经纬仪的读数设备包括度盘、光路系统和测微装置。水平度盘和竖直度盘上的分划线,通过一系列棱镜和透镜成像显示在望远镜旁边的读数窗内。DJ6光学经纬仪的测微装置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。
图3.4 分微尺测微读数窗
1.分微尺测微器读数方法
分微尺测微器读数窗如图3.4所示,上窗是水平度盘的读数,标有“水平”或“H”(Horizon),下窗是竖直度盘的读数,标有“竖直”或“V”(Vertical)。分微尺将一度均匀地分成60格,每格为1″。每10格标有注记:0,1,2,3,…,6。读数时,估计到0.1′即6″。
读数时首先读取分微尺内的度分划作为度数,再读取分微尺上度盘分划线所在分微尺上的分数,最后估读秒数。以上读数之和即为水平度盘读数,如图3.4所示的水平度盘(注有H的读数窗)读数是245°54.4′(即245°54′24″),竖直度盘的读数应为87°06.4′(即87°06′24″)。
2.单平行玻璃测微器
这种读数装置的水平度盘刻有0°~360°共720格,每格30′,测微器刻划为0~30′共90格,每格20″,可以估读到1/4格(即5″)。图3.5中,最上面的小框为测微器,中间为竖直度盘,最下面为水平度盘。读数时,转动测微手轮,使度盘分划线精确地平分双指标,按双指标线所夹的度盘分划线读取度数和30′的整分数,不足30′的读数从测微器中读出。图3.5(a)的读数为竖直度盘的读数:87°30′+26′30″=87°56′30″,图3.5(b)的读数为水平度盘的读数:33°00′+18′10″=33°18′10″。
图3.5 单平行玻璃测微器读数窗
3.2.2 电子经纬仪
电子经纬仪是在光学经纬仪的基础上发展起来的测角仪器,是全站型电子速测仪的过渡产品,其主要特点是采用电子测角系统,能自动显示测量结果,减轻了外业劳动强度,提高了工作效率。
图3.6为南方ET-02/05/05B系列电子经纬仪,电子经纬仪的主要结构与普通经纬仪大致相同,不同的是使用了光电度盘,即度盘的角值符号变成能被光电器件识别的和接受的特定的信号,然后转换成常规的角值,从而实现了读数记录的数字化和自动化。按角值和光电信号的转换,大体分为两类:一类是把度盘分区、环进行编码,称为编码度盘,它直接把角度转换成二进制代码,所以称为绝对转换系统;另一类是利用光栅度盘把单位角度转换成脉冲信号,然后利用计算机累计变化的脉冲数,求得相应的角度值,称为增量转换系统。下面分别简单介绍编码度盘测角和光栅度盘测角原理。
图3.6 南方ET-02/05/05B系列电子经纬仪
1.电子经纬仪的键盘功能
由于生产厂家的不同,电子经纬仪的型号、读数装置及使用方法不尽相同。下面主要以南方ET-02/05/05B系列电子经纬仪为例说明电子经纬仪的键盘操作方法。
南方ET-02/05/05B系列电子经纬仪的键盘具有一键双重功能,一般情况下仪器执行键上方所标的第一(测角)功能,当按下MODE键后再按其余各键则执行按键下方所标示的第二(测距)功能。
R/L显示右旋/左旋水平角选择键。连续按此键,两种角值交替显示。
CONS专项特种功能模式键。
HOLD水平角锁定键。按此键两次,水平角锁定;再按一次解除。
MEAS测距键。按此键连续精确测距(电经仪无效)。
在特种功能模式中按此键,显示屏中的光标左移动。
0SET水平角置零键,按此键两次,水平角置零。
TRK跟踪测距键。按此键每秒跟踪测距一次,精度至0.01(电经仪无效)。
在特种功能模式中按此键,显示屏中的光标右移动。
竖直角和斜率百分比显示键。连续按键交替显示。
在测距模式状态时,连续按此键则交替显示斜距平距
在特种功能模式中按此键,显示屏中的光标可以上下移动或数字向上增加。
MODE测角、测距模式转换键。连续按键,仪器交替进入一种模式,分别执行键上或下标示的功能。
减量键。在特种功能模式中按此键,显示屏中的光标可以上下移动或数字向下减少。
望远镜十字丝和显示光屏照明键。按键一次打开灯照明;再按则关(若不按键,10s后自动熄灭)。
REC 记录键。令电子手簿执行记录。
PWR 电源开关键。按键开机;按键大于2s则关机。
2.信息显示符号
液晶显示屏采用线条式液晶,常用符号全部显示时其位置如图3.7所示。中间两行各8个数位显示角度或距离等观测数据或提示字符串,左右两侧所显示的符号或字母表示数据的内容或采用的单位名称。各显示符号的功能见表3.1。
图3.7 经纬仪液晶显示屏
表3.1 显示符号及功能