视准轴误差
视准轴与水平轴的不正交误差
视准轴误差是指视准轴水平轴的不正交误差,在望远镜的安装过程中容易出现这种误差,视准轴误差主要影响水平方向观测值。简称2C。
影响因素
如概述图所示,设OA为正确的视准轴,ABDC组成的面为水平面,垂直角α为0时,实际视准轴应为OC,则有∠AOC=C,当视准轴旋转时才会形成一个OO′为轴线、ON为母线、锥角为(180°-2C)的圆锥,其锥底面为CND,而圆AMB则为以O为圆心大小、与CND一样的圆。当垂角为α时,N点在水平面上投影为P,则MP⊥CO′、∠NOP=α、∠MON=C、∠AOP=△C。
则有:ON*cos∠NOP*sin∠HOP=HP=MN=ON*sin∠MON
即:cosα*sin△C=sinC
又:△C,C均很小,sin△C≈△C,sinC≈C
得:cosα△C=C,即△C=C/ cosα
即当视准轴与水平轴不正交的误差为C,仪器照准某目标的高度角为α时,视准轴误差对水平方向观测值的影响值△C=C/ cosα,由上式可以看出,△C的大小不仅与视准差C的大小有关,还与观测目标的垂直角α有关。
当仪器处于I(盘左)位置,有误差的视准轴居于正确视准轴之右侧,则I面照准目标的水平方向观测值经改正后为:L1=L-△C,式中L1为改正后的I面位置水平方向值,L为I面水平方向观测值。与此类似,R1=R+△C,其中R、R1分别为Ⅱ(盘右)照准目标二水平方向观测值和改正后的值。取I和Ⅱ面观测值中数,有水平方向观测值:
1/2(L1+R1±180°)=1/2(L-△C+R+△C±180°)=1/2(L+R+180°)
由上式可以看出,以I面、Ⅱ面观测值之中数作为目标水平方向观测值时,视准轴误差是可以消除其影响的,但这是在水平轴,垂直度盘等安装完好的情况下的结果。在其它部件安装不是标准的情况下,视准轴误差仍会带来影响,因此要竭力消除此误差。
同时,我们还可以得到2△C=L-R±180°,当α=0时,C=△C,则有2C=L-R±180°,由上式可以看出,对某一水平目标观测,通过I面观测值减去Ⅱ面观测值的方法可以测出仪器的二倍视准差2C。
检查方法
1.将仪器固定在校正台上并精密整平;
2.将仪器开机并正镜(盘左)照准平行光管无穷远目标,水平度盘读数为HC;
3.将仪器倒镜(盘右)照准平行光管无穷远目标,水平度盘读数HR;
4.计算C=1/2[(HC-HR)±180°];
校正步骤
1.将仪器望远镜与目镜之间的护盖逆时针拧开;
2.将仪器固定于校正台上并精密整平;
3.先将仪器正镜(盘左)照准平行光管无穷远目标,记录下水平度盘读数HC,将仪器倒镜(盘右)照准平行光管无穷远目标,记录水平度盘读数HR,并根据C=1/2[(HC-HR)±180°]计算C值。
4.在倒镜位置旋转水平微动手轮,使水平度盘的读数显示变化C/2,此时通过仪器望远镜看平行光管中无穷远目标,会发现有微量的偏移,即C/2。
5.用校正针调整水平方向的两个调整螺钉,使望远镜分划极发生微量的移动并与平行光管无穷远目标重合。
6.重新进行C的检查程序,如C值仍超出规定值,则重复以上校正步骤。
特别要注意的是,用校正针调整时,每次调整量不能很大,且水平方向上的两个调整螺钉的松紧程度是相当的,否则时间一长,分划板很容易发生移动,从而引起C值的变化,因此,隔一定时间也需进行照准轴误差C的校正。
经纬仪视准轴误差检验的几种方法及其区别
研究背景
视准轴水平轴不正交,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。
经纬仪视准轴误差检验的几种方法
(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
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。
研究结论
当所观测方向的垂直角
最新修订时间:2022-08-25 19:51
目录
概述
影响因素
参考资料