经纬仪安置教学
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摘要:经纬仪的安置是经纬仪操作的基本工作，安置的质量对工作效率和观测精度有较大影响。根据学生的特点，文章结合工程实践中的情况，提出一般方法。
关键词:经纬仪；安置；教学
在工程测量中，目前全站仪的使用已普及，而全站仪的安置基本同经纬仪，怎样在复杂的地形下迅速安置好仪器，对工作的效率和观测精度有较大的影响。根据学生的特点，一般好动不喜欢静，在讲解的同时，做好示范，加强训练。使学生在学习的时候就养成良好的习惯和掌握操作要点，为将来走上工作岗位，顺利地利用所学的知识进行工作，打下扎实的基础。由于一般全站仪属于贵重仪器，且相对于经纬仪来说，全站仪不便于练习，故一般用经纬仪进行安置练习。
一、概述
经纬仪安置是一项技巧性很强的操作，比较难以掌握。首先在课堂上向学生详细介绍经纬仪的构造、各部分的名称和作用，然后简要介绍安置仪器的原理和操作要点。在操场实训时，较好的做法是先让学生自己动手进行经纬仪的安置操作，待学生暴露出各种问题感到不顺时，再通过老师讲解要领和技巧，边示范边讲解，这时同学的注意力就很集中，或者让一中等的同学进行操作，老师在一旁进行讲解。学生在观看自己同班()同学的操作演示时，兴趣特别浓，会不时在一旁提醒正在操作的同学。然后，各组分开进行各自的安置练习，老师在旁边巡视，发现问题及时的进行讲解，直到基本掌握后，再提出一些工程实际中的情况，比如斜坡上的安置问题等供其思考提高。
二、教学过程
经纬仪安置分对中和整平两步：
（一）对中
对中的目的是使经纬仪水平度盘的中心（仪器的竖轴）与测站点位于同一垂线上，常用的对中方法有垂球对中和光学对中两种。
1．垂球对中。伸缩三角架架腿，拧紧螺旋。张开脚架，在脚架中心螺旋的小挂钩上挂好垂球，目估使脚架顶面大致水平，并使脚架停放的位置大致处于测站点的正上方，前后、左右轻轻平移脚架使垂球尖尽可能地对准测站点，应避免动作过大，引起垂球大幅摆动。然后分别踏实三只架腿。从箱中取出仪器，用连接螺旋将其固定在脚架顶面上，尽量使仪器的三角形基座与脚架的三脚形顶面相对应。如果垂球尖尚未完全对准测站点，可旋松连接螺旋，在脚架顶面孔径内平移仪器直至完全对准为止，再轻轻拧紧中心连接螺旋。但是若垂球尖偏离测站点较大，无法对中，则须将三脚架作平行移动。
2．光学对中。（1）在场地相对较平整的情况下。将仪器安置在测站点上，使架头大致水平和仪器大致位于架头顶面中间的位置，三个脚螺旋的高度适中（最好使其在中间位置），目估尽可能使仪器中心位于测站点的铅垂线上，踏实脚架腿。转动光学对中器的目镜调光螺旋，使分划板的中心圈（有的经纬仪采用十字丝）清晰，再推进或拉出对中器镜筒进行物镜调焦，使测站点标志成像清晰，此时应注意中心螺旋的小挂勾有时会挡住视线，应想法将其移出视野。旋转脚螺旋使分划板圆心对准测站点，然后用脚架的伸缩螺旋调整腿架长度，使圆水准气泡居中，再用脚螺旋整平照准部的水准管，用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆心。如果偏离，稍微松开脚架连接螺旋，在架头上移动仪器（此时，一定要在架头上平移，不能打转。因为这时候经纬仪的底板与三角架的顶面相当于两个楔形滑动面，上面的仪器脚螺旋和下面的脚架高低在一定程度上形成互补，如果转动，就会破坏这种互补。如果前面操作得当，此时需平移的距离很小。）。分划板圆心对准测站点后，随即旋紧连接螺旋，重新整平仪器，直至整平仪器后，分划板圆心对准测站点为止。（2）在场地不太平整的情况下。先目估三个架腿可能的伸展情况，大致固定（也可不固定）好其中一个架腿的位置。调节光学对中器对光螺旋（转动或拉动目镜调焦螺旋），使光学对中器的分划板和地面影像清晰。两手提起两个（靠近操作者身体）架腿，眼睛贴近对中器，通过对中器看着地面，同时用一只脚的脚尖靠近测站点，引导视线搜寻测站点。移动脚架，当测站点投影像位于对中器的中心圈附近时轻轻放下架腿（注意，尽量不要让测站点影像偏离对中器的中心圈），并踩紧脚架。转动脚螺旋同时眼睛通过对中器观察分划板的标志与地面点的相对位置变化情况，直到二者重合为止。升降三脚架的架腿调节脚螺旋使圆水准气泡居中。（3）架仪器点相对固定。在工程实践中会遇到，在经常架仪器的地方或架仪器的地方受地形限制时采用。在仪器台平面上，以测站点为圆心，半径0.5m~1.0m划一个圆，在圆环上按120°的夹角合理布置三个点（观测时身体移动不接触脚架为原则），再在这三个点上凿上小洞，测量时把三个脚架调到高度相等，脚尖分别放在三个小洞上，把经纬仪安装在脚架顶面上，再把经纬仪的脚螺旋调到相等高度，这样，经纬仪就完成初步对中和整平了，经过微调，就可以达到精确对中整平的要求，很快就可以进行测量了。实践中如果仪器台不平，可以把位置高的脚架点小洞顺着脚架的延长线凿深，直到三个小洞的底平面在同一个水平面上就可以了。（二）整平
整平的目的是使仪器的竖轴位于铅垂线方向上，使水平度盘处于水平位置。精确整平通常是由仪器的三个脚螺旋来完成，但因为脚螺旋的调整能力有限，如果仪器的竖轴倾斜过大，超出脚螺旋的调整范围，则无法将其整平。因此，一般先用照准部上的圆水准器概略整平。这种概略整平应与仪器的对中同时进行，即挪动、踏实脚架或对中后通过伸缩架腿，使圆水准器气泡大致居中。只有已经对中和概略整平的基础上，方可进行精确整平。
一般过程如下：（1）松开水平制动螺旋，转动照准部，使照准部水准管与任意两个脚螺旋①②的连线平行，如图所示，两手以相反方向旋转①②两脚螺旋，使水准管气泡居中，气泡移动方向与左手大拇指转动方向一致。（2）将照准部水平旋转90度如图所示，转动另一个脚螺旋使水准管气泡居中。注意有时候，脚螺旋拧到顶了，仍不能使气泡居中，也就是此时不能升高或降低一脚螺旋，可以通过降低或升高另两个脚螺旋达到同样的目的，使水准管平行于到顶的脚螺旋与另一个可调的脚螺旋连线，调节可调的脚螺旋，使水准管气泡略过中间一点，以便到顶的那个脚螺旋可以有回调的余地。用同样的方法再调节另一个可调的脚螺旋。（3）以上操作要反复进行，直到照准部水平转至任意位置，水准管气泡均居中为止。注意此时的整平一般会破坏前面已完成的对中，因此还应再次对中。只需稍稍松开中心连接螺旋，在架头孔径内平移仪器（一定要平移，不能转动，理由见前述），使对中器分划板的中心圈（十字丝）与测站点标志的影像严格重合，旋紧中心连接螺旋。
对中和整平应反复进行，直至对中与整平同时满足要求为止。可以看出，使用光学对中器，对中和整平是同时完成的。
用垂球的对中精度小于3mm；用光学对中器的对中精度可达1mm。（如图）
在实训中，可能会遇到仪器需检校的情况，如经纬仪的横轴与竖轴不垂直等情况，那种情况下以及激光对中下的操作，这里不作深入探讨。经纬仪的安置是一项技巧性很强的工作，不但可以通过课堂教学和训练，还可以通过其他活动如开展经纬仪对中整平比赛，使学生能认真规范地操作仪器并发挥出各自的水平，通过活动使同学的动手能力得到加强和提高，而且得到锻炼的机会。总之，只有用心课堂教学和加强训练辅导，不断摸索教学规律，才能尽快使学生掌握经纬仪的安置。
参考文献
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[3]李仕东.工程测量[M].北京：人民交通出版社，2005．
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