水准仪的检验及校正、水准测量误差的来源

水准仪校正水准仪校正一、引言水准仪是一种用于测量地面高程差异的仪器，广泛应用于土木工程、建筑工程和测量工程等领域。

水准仪的准确性对于保证工程质量和可持续发展至关重要。

因此，定期对水准仪进行校正是必不可少的工作。

本文将介绍水准仪校正的基本原理、流程和注意事项。

二、水准仪校正原理水准仪校正的目的是通过调整水准仪的参数，使其符合国家或行业标准。

水准仪常见的校正参数有：灵敏度、轴线误差、气泡刻度和零位误差等。

校正的基本原理是将水准仪放置于平稳的基准面上，通过比较读数和已知高程值的差异，确定需要调整的参数，并进行相应调整。

三、水准仪校正流程1. 准备工作：清洁水准仪的外部表面，并检查仪器各部分是否完好无损。

确保仪器平稳放置于水准基准面上，并保持仪器和基准面之间的接触牢固。

2. 轴线误差校正：轴线误差是指水准仪在自身轴线上进行水平测量时的误差。

校正时，首先将水准仪在基准面上放置好，记录下读数。

然后将水准仪180度翻转，再次记录读数。

通过计算两次读数的平均值，确定轴线误差，并进行调整。

3. 灵敏度校正：灵敏度是指水准仪在测量过程中对高程差异的反应程度。

校正时，选择不同高程点，并记录下对应的仪器读数。

根据已知高程差异和仪器读数的差异，确定灵敏度，并进行调整。

4. 气泡刻度校正：气泡刻度是指水准仪上的气泡在仪器水平时的位置。

校正时，将仪器调整至水平状态，并记录气泡位置。

通过比较实际气泡位置和理论气泡位置，确定气泡刻度，并进行调整。

5. 零位误差校正：零位误差是指水准仪在零位读数时的偏差。

校正时，将水准仪放置于已知高程点上，并记录读数。

通过计算读数和已知高程之间的差异，确定零位误差，并进行调整。

6. 定期检查：校正完成后，应进行定期检查以保证水准仪的准确性。

检查频率根据具体使用情况而定，一般建议每三个月进行一次检查。

四、水准仪校正注意事项1. 校正环境：水准仪校正应在平稳、无风、无振动的环境中进行。

避免阳光直射和雨水侵入。

水准仪的检验与校正实验报告水准仪的检验与校正实验报告一、引言水准仪是一种用于测量物体水平度的仪器。

在工程测量和建筑设计中，水准仪的准确性至关重要。

为了保证测量结果的准确性，本实验旨在对水准仪进行检验与校正。

二、实验目的1. 学习水准仪的基本原理和使用方法；2. 检验水准仪的准确性；3. 校正水准仪的误差。

三、实验仪器和材料1. 水准仪：型号XYZ-123；2. 校正板；3. 支架；4. 水平仪；5. 直尺；6. 笔记本电脑。

四、实验步骤1. 检查水准仪的外观和零件是否完好，并确保水准仪处于水平状态；2. 将水准仪放置在支架上，并使用水平仪进行校正；3. 将校正板放置在水准仪的工作台上，并调整水准仪的仪器高度，使其与校正板平行；4. 使用直尺测量校正板上的标记点与水准仪读数之间的差异；5. 记录每个标记点的读数和差异；6. 将读数差异转换为实际高度差；7. 分析差异的原因，并根据分析结果进行水准仪的校正。

五、实验结果与分析在本实验中，我们进行了对水准仪的检验与校正。

通过测量校正板上的标记点与水准仪的读数差异，我们得到了以下实验结果：标记点1：读数差异为0.2mm，对应实际高度差为0.4mm；标记点2：读数差异为0.1mm，对应实际高度差为0.2mm；标记点3：读数差异为0.3mm，对应实际高度差为0.6mm。

通过分析差异的原因，我们发现水准仪可能存在以下误差：1. 仪器本身的制造误差；2. 支架的不稳定性；3. 读数的误差。

为了校正水准仪的误差，我们可以采取以下措施：1. 调整水准仪的仪器高度，使其与校正板平行；2. 使用更精确的支架；3. 提高读数的准确性。

六、结论通过本实验，我们对水准仪进行了检验与校正。

根据实验结果和分析，我们得出以下结论：1. 水准仪存在一定的误差，需要进行校正；2. 校正水准仪的方法包括调整仪器高度、更换支架和提高读数准确性；3. 校正后的水准仪能够提供更准确的测量结果。

水准测量的误差来源及控制方法水准测量是确定公路工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精度较高且常用的方法。

实施过程中，需要几个人合作才能完成，误差允许范围内的精度由于仪器和人为的影响而不容易控制，而且易出现隐蔽性错误，如果不能及早发现，基础资料是错误的，从而水准点高程不正确，直接影响路线纵断面设计和施工。

关键词：水准测量水准仪高程误差1. 0勘察设计过程中水准测量的问题水准测量是采用几何原理，利用水平视线测定两点间高差。

仪器使用水准仪，工具是水准尺和尺垫。

公路工程测量一般使用DS3型微倾式自动安平水准仪，每公里能达到的精度是3mm，水准仪在一个测站使用的基本程序是安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。

我们在实际勘测过程中按这个顺序施行，在每一水准点段测完后复核结果。

同一条公路采用同一个高程系统，测量方法是基平与中平同时测量，两台水准仪同时观测一个水准尺，间视和转点由两个人立水准尺，但两台水准仪总是同时观测一个水准尺进行读数，一个水准点段测完后检核，在每一测站，没有检查、复核，为误差的积累创造了条件，容易返工，耽误时间、浪费人力。

通过工程实践证明，这一方法经常出现错误，节选五个水准点连续错误中的一个测段结果如表1.1和1.2所示：表1.1经过成果整理，读数差Δh=Σ后视-Σ前视，Δh小于2mm满足规范要求。

但是施工过程中，施工单位提出问题，经过表1.2复核补充测量成果证实，外业测量的结果不正确，因此，有必要分析水准测量的误差，找出控制纠正的方法，避免错误的出现，保证项目的顺利施工。

2. 0水准测量的现状现在应用水准点与中桩分开观测的方法，水准点观测采取往返测量，成果整理要求高差闭合差fh容（fh容=Σh往+Σh返）达到平原微丘区三等水准测量的精度不大于±20·L（1/2）。

平原微丘地区影响水准测量精度的主要因素是水准路线的长度，长度越长，精度越低。

山区，则是测站，测站越多，精度越低。

水准测量中的误差分析及消减方法分析水准测量中的误差来源，寻求减小误差的方法，对提高水准测量成果的精度具有积极意义。

我通过参加测站考证水准测量的实践，结合理论知识，针对误差产生的原因以及消减误差的方法进行了探讨，谈一点体会，供大家参考。

（1）、仪器误差1）仪器校正不完善产生的误差仪器虽然经过校正，但不可能绝对完善，还会存在一些残余误差，其中主要是水准管轴不平行于视准轴的误差。

这项误差在水准测量中引起的读数误差大小与仪器距水准尺的距离成正比。

在同一测站，只要将仪器安置于距前、后视尺等距离处，就可消除该项误差。

2）调焦误差由于仪器制造加工不够完善，当转动对光螺旋调焦时，对光透镜产生非直线移动而改变视线位置，产生调焦误差。

这项误差，只要将仪器安置于距前、后视尺等距离处，后视完毕转向前视，不再重新对光，就可消除这项误差。

3）水准尺误差随着水准尺使用年限的延长，水准尺就会弯曲变形，产生尺面刻划不准和尺底零点不准等误差。

因此，在水准测量前应对水准尺进行检验。

水准尺的零点误差，使仪器站数为偶数或在由往测转入返测时前后视标尺互换即可消除。

（2）、观测误差1）整平误差整平误差与水准管分划值及视线长度成正比。

若以DS3 型水准仪进行水准测量，视线长D=100m 时，则在读数上引起的误差为0.73mm。

因此在观测时必须切实使气泡居中，视线不能太长，后视完毕转向前视，要注意重新转动微倾螺旋使气泡居中才能读数，但不能转动脚螺旋，否则将改变仪器高产生错差。

若在日光强烈的晴天进行测量时，必须打伞遮阳保护仪器，特别要注意保护水准管。

2）估读误差和照准误差估读误差是估读水准尺上的毫米产生的误差。

它与十字丝的粗细、望远镜放大倍率和视线长度有关。

在一般水准测量中，当视线长度为100m时，估读误差约为±.5mm。

人眼的分辨力，通常当视角小于1/时，就不能分辨水准尺上的两点；当望远镜放大倍率为30、视线长度为100m时，照准误差约为±）.97mm。

水准仪的检验与校正普通水准仪的检验与校正1．圆水准器轴（圆球面中点和球心的连线）平行于仪器的竖轴检验：把仪器安置在三脚架上，转动脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。

然后使仪器绕竖轴旋转180°，此时若圆水准器的气泡仍然居中，则说明此项条件满足。

校正：如气泡偏离圆水准器中心位置，先用脚螺旋使气泡退回一半，然后拨动圆水准器校正螺丝使气泡居中。

反复检验校正直至满足条件。

此外，还可以先按照经纬仪上盘水准管轴垂直于竖轴的检校方法，将水准仪上长水准管校正好，在长水准管水平的条件下，拨动圆水准器校正螺丝，使圆气泡居中。

2．十字丝横丝垂直于仪器竖轴检验：将水准仪在地上安置好，以横丝的一端瞄准远处一清晰固定的点，然后转动水平方向的微动螺旋，如该点始终在横丝上移动，说明横丝垂直于竖轴，否则应进行校正。

校正：松动十字丝环上相邻两校正螺丝，转动十字丝环，直到满足要求为止。

3．水准管轴平行于视准轴检验：在地面选定A、B两点，相距60~100m，置仪器于A、B之中点，对两端所立标尺进行观测得读数a1、b1（图4-237），a1－b1＝h即为两点间的正确高差。

然后将仪器搬近B点，紧靠B整置仪器，使望远镜目镜端靠近标尺，自物镜端观测水准尺，以铅笔尖指出圆孔中心在尺上的位置，在镜外读得B点标尺之读数b2（即仪器高）。

然后再对A点所立水准尺进行观测得读数a2。

若a2－b2＝a1－b1，则此项条件满足。

图4-237 水准管检验校正：若a2－b2不等于a1－b1，在A点上水准尺的正确读数应为a'2＝b2＋（a1－b1）＝b2＋h。

旋转望远镜微倾螺旋，使横丝对准A点标尺上的正确读数a'2，这时视准轴已水平，但气泡却偏离中心，拨动水准管校正螺丝使气泡居中。

此项检校要反复进行，直至仪器在B点所测之高差，与仪器在A、B的中点所测正确高差相差在3~4mm以内，就可以认为校正好了。

4．视准轴与水准管轴应平行（即无交叉误差）检验：安平仪器后，在距仪器约50m处竖立一水准尺。

水准测量及其误差分析刘德军河南省遥感测绘院郑州邮编：450003摘要分析了水准测量的误差来源及其消除方法和水准测量计算关键词高差大地水准面高程异常重力异常水准测量在工程测量，大地测量等测绘工作中常常用到，其测量方法也较为简单易学，但水准测量中存在的误差如何消除，许多人不甚明了，本文主要谈谈水准测量概算及其误差分析。

一水准测量的误差来源及其消除方法1)［角的误差虽然经过i角的检验校正，但要使两轴完全保持平行是困难的。

因此，当水准泡居中时，视准轴仍不能保持水平，使水准标尺上的读数产生误差，并且与视距成正比。

如图1所示：图1S前、S后为前后视距，由于存在［角，前后视标尺上的读数误差分别为i・S前/ p"和(i " / p ) • S后的影响为S s= ［i "• (S后-S前)］/ p 〃，对于两个水准点之间一个测段的高差总和的误差影响为刀s= i " / p (刀S后+刀St)由此可见，在［角不变的情况下，一个测站上的前后视距相等或一个测段的前后视距总和相等，则在观测高差中由于i角的影响可以得到消除。

但在实际测量中，前后视距不可能完全相等，所以规定，三等水准测量前后视距差应w 2.0m,累积差w 5.0m,这样在测量中对高差的影响小到可以忽略不计。

(2)?角误差当仪器不存在i角，则在仪器的垂直轴严格垂直时，交叉误差并影响在水准标尺上的读数，对水准测量并无不利影响。

但当仪器的垂直轴倾斜时，视准轴将影响在水准标尺上的读数。

为了减少这种误差对水准测量成果的影响，应对水准仪上的圆水准器进行检验与校正，对交叉误差进行检验与校正。

(3)水准标尺每米长度误差的影响在水准测量中，特别是精密水准测量作业中，必须使用经过检验的水准标尺，假设f为水准标尺每米间隔平均真长误差，则对一个测站的观测高差h应加的改正数为对于一个测段来说刀S f = f刀h,刀f为一个测段各测站观测高差之和根据规定，当一对水准标尺每米长度的平均误差 f >± 0.02mm时就要对观测高差进行改正。

摘要：水准测量的实际工作出发，分析了水准测量中误差产生的原因及控制方法，在提高工作实效方面具有指导意义。

关键词：水准测量；仪器误差；检验校正；观测误差；外界条件水准测量的路线包括闭合水准路线,附合水准路线和支水准路线三种路线。

对一条水准路线来说，在测量的过程中，由于水准仪本身的仪器误差、人为的观测误差以及外界条件的影响，有一些误差在一个测站上反映不出来，但随着测站数的增加，使误差积累，致使最后成果达不到精度要求。

下面就水准测量误差产生的原因及解决办法作如下分析。

仪器误差是由于仪器使用时间过长或受到震动后，使各轴线之间的关系发生变化，若不及时检验校正，将会影响测量成果的质量。

所以，水准测量作业前，应对水准仪进行检验，如不满足要求，应及时对仪器加以校正。

水准仪主要轴线有视准轴、水准管轴、仪器竖轴和圆水准器轴，以及十字丝横丝。

根据水准测量原理，水准仪必须提供一条水平视线，才能正确的测出两点间的高差。

为此，水准仪各轴线间应满足圆水准器轴平行仪器竖轴，十字丝的横丝垂直仪器竖轴和水准管轴平行视准轴。

对于圆水准器轴平行仪器竖轴的检验校正，在安置仪器后，用脚螺旋调节圆水准器气泡居中，然后将望远镜绕竖轴旋转180°，如气泡仍居中，表示此项条件满足要求（圆水准器轴与竖轴平行）；若气泡不居中，则应进行校正。

校正时，用脚螺旋使气泡向零点方向移动偏离长度的一半，这时竖轴处于铅垂位置，然后再用校正针调整圆水准器下面的三个校正螺钉，使气泡居中。

这时，圆水准器轴便平行于仪器竖轴。

对于十字丝横丝垂直仪器竖轴的检验与校正，在安置水准仪并整平后，先用十字丝横丝的一端对准一个目标点，然后拧紧制动螺旋，缓缓转动微动螺旋。

目标点始终在横丝上移动，若目标点移动的轨迹离开了横丝，则需要校正。

校正方法因十字丝分划板座安置的形式不同而异。

其中一种十字丝分划板的安置是将其固定在目镜筒内，目镜筒插人物镜筒后，再由三个固定螺钉与物镜筒连接。

校正时，用螺丝刀放松三个固定螺钉，然后转动目镜筒，使横丝水平，最后将三个固定螺钉拧紧。

根据水准测量的原理，水准仪必须能提供一条水平视线，才能正确地测出两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。

水准仪出厂时各轴线间所具有的几何关系是经过严格检校的，确保仪器能提供一条水平视线，使仪器处于正常状态；但由于仪器在长期使用和运输过程中受到震动等原因，各轴线间之间的关系发生变化，使仪器处于非正常使用状态；因此，为了确保仪器观测数据的准确，我国现行建筑法规规定，仪器首次使用之前以及仪器首次进入施工现场之前必须进行检定，两次检定时间间隔不能超过国家规定的强制检定周期。

水准仪的强制检定周期为一年。

【背景资料：国家测绘局《测绘计量管理暂行办法》国测国字…1996‟24号第十三条规定，“测绘计量器具（用于直接或间接传递量值的测绘工作用仪器、仪表和器具），必须经周期检定合格，才能用于测绘生产。

未经检定、检定不合格或超过检定周期的测绘计量器具，不得使用”。

“在测绘计量器具检定周期内，可由使用者依据仪器使用状况自行检校”。

“教学示范用测绘计量器具可以免检，但须向省级测绘主管部门登记，并不得用于测绘生产。

”“检验、校正”与”检定”的区别：“检验、校正”是指使用者对仪器的检查，发现问题进行校正使之满足应有的技术要求；“检定”是指由国家法定检测部门对计量器具的检验和校正，并对合格仪器发放检定合格证明文件等。

】下面我们介绍水准仪的检验、校正方法。

水准仪检验就是查明仪器各轴线是否满足应有的几何条件，只有这样水准仪才能真正提供一条水平视线，正确地测定两点间的高差。

如果不满足几何条件，且超出规定的范围，则应进行仪器校正，所以校正的目的是使仪器各轴线满足应有的几何条件。

此外，水准仪还设置了一个便于操作的圆水准器，利用它使水准仪初步安平。

水准仪的主要轴线见图1。

一、水准仪应满足的条件1、两个主要条件：一是水准管的水准轴应与望远镜的视准轴平行(微倾式水准仪)／水平视线与望远镜的视准轴平行(自动安平水准仪DSZ)；二是望远镜的视准轴不因调焦而变动位置。

浅析水准误差的来源及消除或减弱的方法摘要：本文对水准测量中的误差来源进行了分析，提出了消除或减弱误差的方法。

abstract： the source of level error is analyzed， and the methods to eliminate or weaken are put forward in this article.关键词：误差；来源；减弱key words： error；source；weaken中图分类号：tu198 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）21-0067-021 概述高程测量是测量工作中非常重要的部分，可以为工程规划、设计、施工等提供准确的地形变化基准。

其中水准测量在高程测量中属于精度最高、用途最广的测量手段。

在实施过程中，需要多人配合才能完成。

由于仪器和人为的影响不容易控制，如不能及早发现，将直接影响高程的准确性。

常规水准测量是采用水准仪和水准尺测定地面上两点间的高差。

为测量地面两点间的高差，通常在两点安置水准标尺，在两点连线且距离大致相等的地方安置水准仪，观测水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。

通过水准点或任一已知高程点，累加各点的高差，推求出待求点的高程。

由于仪器、环境、观测等因素的影响，观测得到的两点间高差一般都会产生误差，因此，在推算待求点的高程时，应考虑到并加上必要的改正，以求得正确的高程。

2 误差来源在当今的水准测量工作中，使用的仪器多为自动安平水准仪，现就误差的来源进行分析。

水准测量的误差，按其来源可分为3类：仪器误差、观测误差和外部环境影响产生的误差。

按种类可分为系统误差及偶然误差，系统误差可通过一定的方法和手段抵消或减弱，偶然误差是无法避免的。

2.1 仪器误差①视准轴与水准管轴不平行的误差。

视准轴与水准管轴不平行分为水平和垂直两个方向，水平方向不平行产生的误差称为交叉误差。

这种误差影响较小，在观测时，通过摆放仪器脚架时，使其中两脚与水准路线方向平行，第三脚轮流置换于路线方向的左侧与右侧的方法，可以消除或减小误差影响。

建筑工程测量水准测量误差一、水准测量的误差水准测量中产生的误差包括仪器误差、观测误差及外界条件影响的误差三个方面。

l.仪器误差（1）望远镜视准轴与水准管轴不平行误差。

仪器经过校正后，还会留有残余误差；仪器长期使用或受振动，也会使两轴不平行，这种误差属于系统误差，该项误差的大小，与仪器至水准尺的距离成正比。

因此，只要在观测时，将仪器安置在距前、后两测点相等处，即可消除该项误差的影响。

（2）水准尺误差。

水准尺误差包括尺长误差、分划误差和零点误差。

观测前应对水准尺检验后方可使用，水准尺零点误差可在每个测段中设偶数站的方法来消除。

2.观测误差（1）整平误差。

在水准尺上读数时，水准管轴应处于水平位置，如果精平仪器时，水准管气泡没有精确居中，则水准管轴有一微小倾角，从而引起视准轴倾斜而产生误差。

例如，设水准管分划值 = 20″/2mm，视线长度为100m，如果气泡偏离中央0.5格，则引起的读数误差为：0.5×20×100×103/206265=5 mm（2）读数误差。

由于视差和估读毫米数的误差，其与人眼的分辨力、望远镜的放大倍数及视线的长度有关，所以要求望远镜的放大倍率在20倍以上，视线长度一般不得超过100m。

（3）水准尺倾斜误差。

测量时水准尺应扶直，当水准尺倾斜时，其读数总比尺子竖直时的读数大，而且，视线愈高，水准尺倾斜引起的读数误差愈大，所以在高差大、读数大时，应特别注意将尺扶直。

测量时可以采用”摇尺法”读数，在读数时，扶尺者将尺子缓缓向前后、俯仰摇动，尺上的读数也会缓缓改变，观测者读取尺上最小读数，即为尺子竖直时的读数。

3.外界条件的影响（1）仪器下沉的影响。

由于测站处土质松软使仪器下沉，视线降低，从而引起高差误差。

减小这种误差的办法可采用：一是尽可能将仪器安置在坚硬的地面处，并将脚架踏实；二是加快观测速度，尽量缩短前、后视读数时间差；三是采用后、前、前、后的观测程序。

1仪器误差1.1水准仪校正后的误差仪器虽在测量前经过校正，仍会存在残余误差。

因此造成水准管气泡居中，水准管轴居于水平位臵而望远镜视准轴却发生倾斜，致使读数误差。

这种误差与视距长度成正比。

观测时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离总和）消除。

针对中间法在实际过程中的控制，立尺人是关键，通过应用普通皮尺测量距离，然后立尺，简单易行。

而距离补偿法不仅繁琐，并且不容易掌握。

1.2水准尺误差水准尺误差主要包含尺长误差（尺子长度不准确）、刻划误差（尺上的分划不均匀）和零点差（尺的零刻划位臵不准确），对于较精密的水准测量，一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。

尺的零误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内，两根水准尺交替轮换使用（在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺），并把测段站数目布设成偶数，即在高差中相互抵消。

同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。

2观测误差2.1符合水准管气泡居中误差由于符合水准气泡未能做到严格居中，造成望远镜视准轴倾斜，产生读数误差。

读数误差的大小与水准管的灵敏度有关，主要是水准管分划值τ的大小。

此外，读数误差与视线长度成正比。

水准管居中误差一般认为是0.15τ，根据公式m居=0.075τD/ρ，DS3级水准仪水准管的分划值一般为20″，视线长度D为75m，ρ=206265″，那么，m居=0.3mm。

由此看来，只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中，且对视线长度加以限制，与中间法一致，此误差可以消除。

2.2水准尺估读误差在水准尺上估读毫米时，估读误差与测量人员眼的分辨能力、望远镜的放大倍率以及视线长度有关。

因此，在水准测量时，要根据测量的精度要求严格控制视线长度。

2.3视差误差当尺像与十字丝平面不重合时，观测时眼睛所在的位臵不同，读出的数也不同，因此，产生读数误差。

所以在每次读数前，控制方法就是要仔细进行物镜对光，以消除视差。

2.4水准尺的倾斜误差水准尺如果是向视线的左右倾斜，观测时通过望远镜十字丝很容易察觉而纠正。