测绘仪器对中器校正新方法

　　1　对中误差校正基础知识

　　测绘仪器中的全站仪、经纬仪除了三大轴系(横轴、竖轴、视准轴)需满足一定的几何条件外,其中自身带有光学对中器或激光对中器的仪器还必须满足对中光学(或激光)垂线与竖轴重合,否则,极易引起对中误差.对中误差对于短边测量角度影响很大,理论上已给出结论公式.

　　图1所示为仪器对中误差影响示意图,图中B为测站点,是观测时仪器安置中心;BB′=e为仪器的偏心距;θ为观测的起始方向的夹角,称为偏心角;D1与D2分别为测角的边长.由文献[1]可知:

　　式中的△β为仪器对中误差对水平角的影响.由公式(1)[1]看出,测站至目标的距离越短,对角度测量的影响越大.必须予以检验、校正.

　　目前,有关资料,对对中检验方法都一样,在地面上找一点,在点的上方,对中整平仪器,再旋转180°,看看目标点是否偏离对中分划圈,若偏离说明对中光学(或激光)垂线与竖轴不重合,需要校正[1-2].

　　传统的校正做法有两种,一种是通过调整对点器的校正螺丝,每次调整约目标偏离量的一半,再重新对中安置仪器,反复多次,直至照准部转到任何位置观察时,目标都处在分化圈的中心为止[2].另一种是在对中点处放一张毫米纸,照准部每次旋转120°,在纸上定出3个点的观测点,然后用这3个点画出一个“示误三角形”[3](因误差构成的三角形),用几何法作出“示误三角形”的中心(图纸要始终保持不动),调整校正螺丝使对中器的刻画中心与“示误三角形”的中心一致.

　　这两种做法有很大的弊端.首先都没有给出理论上的中点在那里,不知道“对中点”(观测的中点)与真正的中点偏离多远,而是利用校正几何关系慢慢寻找接近中点.两种方法中,前一种做法需要维修人员有较高的经验水平,需要反复多次边调整校正螺钉边重新安置仪器观测检核,越是接近中心,越不好调整,很容易调整过头.后一种方法从理论上看可行,但实际操作不太可行,因为靠对中器旋转在纸上定出点有难度,定出等边三角形更难,而且大部分对中偏出量不很大(一般2~5mm),也就是说相应的“示误三角形”的边都很短,在这样一个微小三角形中采用几何方法做出中心点,还要保持图纸纹丝不动,不太现实.按国家标准规定:仪器高1.5m,对中偏出分划圈量≥0.5mm需要校正,而作图的偏差能否小于0.5mm还是个疑问.因此很难找出理论上的对中点,使校正中的反复工作量很大.

　　本人在实践中提出一种新的校正方法:强制校正对中法.本方法最大优点是能确定真实的竖轴投影位置,检测出对中偏移量的大小,即简单又快速,在理论上也能得到支持.

　　2　强制校正对中法