光学经纬仪对中和整平的探讨

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

A Research on Aligning and Leveling of Optical TheodoliteSHI Dong(School of Civil Engineering，Nantong Vocational Colege，Nantong 226007，China)Abstract：This article analyses and studies two different methods of leveling when people use optical theodo-lite and it puts forward thatthe aligning of optical instrumentis better thanhammer ball aligning”in effi-ciency and effect.Then it proposes the aligning of optical instrumentmethod in current technical conditionand provides relevant solutions and techniques on how to use the optimal theodolite quickly and skilfully。

Key words：optical theodolite；aligning；leveling使用光学经纬仪进行对中和整平是测量工程中的两个关键操作环节，关系到测量数据的准确与否，要求对中和整平完成后，经纬仪的中心和测站点应位于同-条铅垂线上，且水平度盘位于水平面内。因这项工作的操作步骤多、易混淆、易出错，若操作不当则将会影响测量的精度。在实际T程中对中又有锤球对中”与光学对中器对中”两种方法 2，使得对中和整平的最终效果与效率均有较大的差异。为了确定这种差异的大小，笔者通过组织不同熟练程度的操作人员采用两种方法进行测试 比对，得出使用光学对中器对中”显著优于锤球对中”的结论，认为在现今技术条件下，实际工程中可全部采用光学对中器对中”，而锤球对中”应逐渐退出，仅作教学培训初期熟悉测量原理之用。此外，本文还对光学对中器对中与整平的操作要点与技巧作了介绍。

1 两种方法的比较1.1 两种方法优缺点的比较锤球对中”与光学对中器对中”两种对中和整平的方法通常都分四个基本步骤：第-、第二步都是初步对中和初步整平，而锤球对中”的第三、第四步分别为精确对中和精确整平 ，而用光学对中器对中”敲相反，这是由测量工具的性质所决定的。

锤球对中”在初步对中阶段，首先需等待锤球结束摆动，有风时这个过程会延长，而当它达到静止时，并不-定正好对准测站点，只能移动脚架 ，重新对准，这又会造成锤球新的摆动，如此重复会花费大量的时间。而光学对中器对中”利用的是光学垂线，不受外界条件的干扰，就不存在这种问题。但光学对中器观察地面点时，因视像范围收稿 日期 ：2012-07-21作者简介：石 东(1972-)，男，江苏如皋人，讲师，主要研究方向为建筑工程测量。

110第4期 石 东：光学经纬仪对中和整平的探讨较小，有时不容易找到测站点。

锤球对中”的初步整平很简单，只要调节三脚架腿，在保证锤球不发生大的偏移的情况下，使三脚架的顶面大致水平即可。而 光学对中器对中”要调节三脚架腿的伸缩连接处 ，使圆水准器的气泡居 中。

锤球对中”的精确整平和精确对中-次即可完成。而光学对中器对中”的精确整平和精确对中需重复进行。

从上面的比较看 ，在无风的条件下，似乎锤球对中”的操作更简便-些。为了验证其实际效率，笔者组织了-次专项测试。

1.2 测试结果分析测试指标为使用光学经纬仪完成对中与整平全程所需的时间。测试分 3批，每批按采用锤球对中”(记做 A)和光学对中器对中”(记做 B)两种方法分成 2个组进行结果对比。每组有若干个队，每队2人，-人主操作-人辅助。

第-批均为初学经纬仪的学生，分成 A1和B1组，分别按锤球对中”和光学对中器对中”方法操作。第二批是已完成测量课程学习、能比较熟练掌握经纬仪操作的学生，类似地将其分成A2和B2组。第三批的第-组记做A3，他们是已使用锤球对中”方法约 20年工作的测量员，测试中继续用锤球对中”方法 ；第二组 B3则是在学生中选取操作最为熟练的 5个队，他们采用光学对中器对中”方法。测试结果见表 1。

第-批测试的结果说明对于初学者来说，锤球对中”要容易掌握些。第-t，结果表明在当两种方法都已熟练掌握时，使用光学对中器的效率显著高于锤球对中”。第三批的结果说明锤球对中”法的效率对于经验的依赖在达到峰值后较之光学对中器对中”方法呈明显的劣势。

基于上述工作效率的分析，我们可以认为，在实际工程中选择对中与整平的测量方法时应当倾向于光学对中器对中”。此外 ，在测量精度上，用锤球对中整平的精度约为5 mm，而采用光学对中器的精度为 1-2 mm，明显高于用垂球对中”。特别是在测站点周围高低不平或是软地基的情况下，采用光学对中器方法”整平经纬仪更具优势。

锤球对中”是-种基于 目测的传统测量方法，在测量史上曾发挥过重要的作用。随着如光表 1 分别按锤球对中”和光学对中器对中”方法操作测试 结果学对中器等新工具的面世，其效率和精度上的劣势已显现出来，在实际工程中应逐步退出。同时，根据上面第-批测试的结果，锤球对中”对于初学者较易掌握，因此可作为测量课程中介绍测量原理和测量历史的素材。

2 使用光学对中器的操作要点与技巧虽然在对中与整平操作时，光学对中器对中”法明显优于锤球对中”，但前文也提到操作上的-些困难，如在初步对中时因视像范围较小而不易找到测站点等。针对这些问题，笔者根据仪器的结构与操作的经验，归纳出使用光学对中器时的操作要点与技巧。

(1)初步对中的难点在于寻找测站点，解决的方法是将三脚架安置在测站点位置的正上方，- 条架腿的脚支撑于地面，操作人员两手分别握住另外两条，然后把自己的-只鞋尖对准测站点，同时在光学对中器里观察 目标，此时的目标已经由-个点放大到了操作人员的人腿，很容易找到；再顺着腿找到脚尖，这样即可顺利找到测站点，当对中器的十字丝对准测站点标志中心时初步对中完成。

(2)初步整平就是通过调节使圆水准器的气泡居中，但调节只可在三脚架架腿的伸缩连接处，而切不可调节经纬仪的脚螺旋。这是因为经过初步对中后，调节架腿伸缩连接处时，对中器十字丝中心始终以测站点为圆心作圆周运动，因此光学对中不会偏移(如图1所示)。而调节经纬仪的脚螺旋使圆水准器的气泡居中，这时光学对中却又发生了偏移(如图 2所示)，而且调节幅度越大偏移也越大。这样又只能回到开始的初步对中，再移动三脚架，圆水准器气泡又随之偏移，又需再整南 通 职 业 大 学 学 报 2012年图 1 调节架腿初步整平光学对中不偏移图2 调节经纬仪脚螺旋初步整平光学对中发生偏移平，如此反复，陷入死结而难以完成初步整平。

(3)初步整平时必须调节三脚架腿的伸缩连接处，但没有调节脚螺旋那么轻松，需用脚踩总腿的踏脚 ，松开固定螺旋，在伸缩架腿的同时眼睛看着圆水准器 ，当气泡到位时，再慢慢弯腰 ，鹏固定螺旋。这-系列动作需准确规范，才能减少重复。

(4)初步整平时要使圆水准器的气泡进人中心圈，气泡所在的-边即偏高的-边，架腿抬高，气泡向抬高-侧移动，缩腿则反方向，这时决定最先调节哪个架腿的判断准则。通常中心圈并不-定在气泡的移动线路上，所以-次调节不能使气泡直接进入中心圈内。因此，先要调节架腿，使气泡与中心圈的连线和气泡移动方向重合，然后调112节另-个架腿，这样，气泡沿此方向移动并顺利进入中心圆圈。只要调节三脚架的两个架腿，两次调节即可完成初步整平。

(5)精确整平时须调节脚螺旋使水准管在两个方向上都水平，但这也会产生光学对中偏移。但因此时已经过初步整平，所以脚螺旋的调节幅度非常小(如果初步整平很到位，水准管气泡已经居中，甚至可以不用调节脚螺旋，因为圆水准器和水准管的作用是相同的，只是水准管的灵敏度更高- 些)，从而光学对中偏移也很校但毕竟发生了偏移，所以仍需精确对中。此时，松开经纬仪与三脚架的连接螺旋，使经纬仪在架头上前后、左右平移。注意切不可旋转基座，否则会打破原来的整平结构而使前面的整平工作失去意义。对中器十字丝重新对准测站点标志中心后即完成精确对中。

精确整平和精确对中两项操作须重复进行，若操作熟练，重复-次即能精确到位。

3 结束语采用光学对中器对中”法进行对中和整平相对于使用锤球对中”法可缩短测量时间，而且精度相对较高，但必须严格操作要领和程序的规范，熟练掌握技巧，才能达到测量的要求。