光学水准仪i角检验方法

水准仪的检验与校正

一、检验步骤

1.重点：完成平行于准直轴（角度I）的圆形水准仪、十字线、水平线和水平管的检查

2.步骤：圆水准器检校――十字丝横丝检校――水准管平行于视准轴（i角）检校二、检验及校正1.圆水准器的检验

圆形水平仪的气泡居中后，将望远镜旋转180°并校正气泡（居中或不居中）

⑴转动脚螺旋使气泡退回偏离值的一半。

（2） 松开圆形水平仪背面中心的紧固螺钉，用校正针移动两个相邻的校正螺钉，然后移动另一个校正螺钉使气泡居中。（3） 以这种方式重复校准，直到气泡在任何方向居中，校准即可完成。最后，拧紧中央紧固螺钉。2.交叉线和交叉线检查

在墙上找一点，使其恰好位于水准仪望远镜十字丝左端的横丝上，旋转水平微动螺旋，用望眼镜右端对准该点（是否仍位于十字丝右端的横丝上）

纠正

⑴松开十字丝分划板座的固定螺丝，转动整个目镜座，使十字丝横丝与m点轨迹一致，再将固定螺丝拧紧。

（2） 当m点与水平线的偏差不明显时，通常不进行校正，可在操作中使用水平线中心部分的读数。3.I.角度检查

什么是水准仪的i角？水准仪的视准轴在垂直方向上与水准轴的投影夹角。水准仪的i角和角是不同的，角（交叉误差）是指水准仪的视准轴与水准管轴在水平面内投影的夹角。水准仪i角的消除方法是在观测时尽量将一起安置在测区范围的中间，而角在普通测量时影响较小，一般不予考虑，而在精密水准测量时必须要注意，其消除方法是在观测时按奇偶数站将仪器的一条固定的架腿分别安置在路线的左右两侧。

.检查步骤：

⑴选择一平坦地面，相距80m左右各打一木桩a、b，将仪器置于中点c，并使ac＝bc，⑵将水准仪安置于中点c处，在a、b两点竖立水准尺。用两次仪高法两次测定a至b点的高差。当两次高差的较差不大于3mm时，取两次高差的平均值hab作为两点高差的正确值。⑶将仪器安置于c′处即距b点2～3m处，精平仪器后，读出b点尺上的读数b2。由于i角较小，仪器离b点近，引起读数b2的误差可忽略不计，可视为水平视线的读数。于是，可根据已知高差hab反算求得视线水平时的后视应读数a2，即a2＝b2＋hab⑷将望远镜照准a点标尺，精平后读得的读数为α'2。若α'2＝α2，说明两轴平行。否则，存在i角，其值为：i=(α'2-α2)/dab×ρ\式中dab为ab两点间的平距。

检测试验与测量技太

喜爰建［回水准测量仪器的使用与检验校正方玉球（安徽省水利水电勘测设计院，安徽蚌埠２３３０００）辩要：ｍ＊￥准Ⅻ量曲精度苗屯要般奸水准幔∞挫精日枉正１作，±十ｉ垂秆≈Ｔ术堆杖的基￥ｉ作蘼ｇ虞苒抢验《ｔ｝女．僻日秆事寿惜；美键溺：水难收；Ｉ作朦＆；｛＆赣；Ｈ正中圈分樊号：Ｐ６３１立虢标识码：Ｂ立糍囔号：１００７—７３５９（２０１０）０１＿０１舱搬０前言水准测量离不开水准仪，而水准仪在使用过程中由于外界环境、仪器车身以及人为等因紊髟响使得各个轴线之间不平行或水垂Ａ．这就罄求我们不断对仪器进行检验和校正。笔者从事的水利Ｉ：程建设测量工作，经常要对河流、堤防，道路，桥粱、涵Ｍ以及水库大坝等水利工程建没进行不同等级的水准引测，涉及刘的水准仪也较多，但其中主要的有ＤＳ３型ＤＳＩ型、ＤＳ０５型。其巾Ｄｓｌ型、ＤＳ０５型届精密型水准仪．一般只用于对＿＿＾＝犁桥粱和水库大坝等Ｉ：程建设及其变形观测进｛亍高耩度的水准测量。『『ｉｉＤＳ３型水准仪）Ｅ标称的测量精度为每ｋｍ测盘巾误差不＿尢十３ｒａｍ．其精度可满足ｉ，四、五等水准测量，是一般水利．【程建设中比较常用的水准仪。下面就只对ＤＳ３唰水准倥的使用与检授授正来进行说明。１水准仪基本工作原理承准仪是由塑远镜，水准器和基崖二部分组成．其使用功能是利用水准器提供的水平视线配合水准尺测量地面ｈ任意两点的高差．然后计算出地面点的高程（如嘲１）。已制Ａ点高程Ｈ．，要测量Ｂ点高程Ｈ。．只要在ＡＢ两点问安置水准仪．并在ＡＢ两点竖立水准尺．利用水准仪的水乎视线分别读出Ａ、Ｂ点尺子Ｌ的读数㈨ｂ则Ａｌｌ两点的高差（ｈ。）为ｈ萨ａ－ｈ，Ｂ点的高程为Ｈ庐Ｈ．＋ｈ蛆＝Ｈ一（ａ—ｈ）。再以此类推．由Ｂ点来测量Ｃ点．这样就可测ｍ整条］ｊｃ准线路中各个点位的高程。２水准仪检验与校正水利工程建筑的线路一般都较长，如ｆｎＪ流、堤防等；面积也比较大．如水库大坝以及库容量等铡量。妞何在这长距离、大面积的水准测量中减小误差．确保测量成果符合精度型求．做到少返工甚至不返工，这就要求我们要了解影响水准铡世精度的一些因素。影响水准测量精度的因素有很多．但主要有：水准但的置平精度，水准尺戚像的稳定性及祝差．十字丝安装位置的正确性，水准尺的真长精度和女４划精度，测世时水准足竖立的垂直度等。对于水准尺以及其它外界的影响在此年作说明ｃ僵就水准仪本身的影响主要有：圆术准辅不平行于肾轴．长水准轴不平行于说准轴（即ｉｍ不等于零）十字丝横丝与睦轴的垂直度等。所以在每次水准测彘Ｉ之前，部婴对水准仪进行检验。先进行一般性能检定．即查看仪器的外现，看各部件是否清沽．有五碰伤、划痕、柯点、脱腔，渡膜脱落等现象。对于转动部件看看各转动轴和翘动、微动螺旋等转动是否灵活、甲稳．各言｜ｉ件有无松动、失调，明显晃动等。对于光学性能矗看粹光学部件是香正常，望远镜成像是否明亮清晰、均匀，凋焦性能是卉－Ｆ常。卅对于自动生平农准仪婴雀看补偿器魁否ＪＨ常．前无粘摆现象。另外还在看仪器设备部件盟备用＿零件是否齐争，一般性能检定究后邮可埘水准仪进行内部光学椅验与校正。首先进行圆水准轴与嚷轴检验．ｎ的是使唧水准轴平行于竖轴。方法是安置水准仪．用脚蝶旋使嘲水准气泡居中．然后将仪器旋转１８０。．并嘲水准气泡不居中．说叫嘲水准轴不平行于竖轴．需要枝正。先转动脚螺旋使删水准‘ｔ泡曲内移动偏穆值的一半，然后用控制拨动圃水准器ｆ而的棱止蟓始，使圆水准气泡完令居巾。此项检棱需反复进行．直至仪器旋转至任｛可位置，其气泡始终居中为止，其次．十字丝横丝与蟹轴的垂直度检验。先选择一避风的地方安置仪器．在距仪器ＩＯｍ一２０ｔｏ址悬挂一垂球鼓（为使垂线Ｒ标清晰瑚和背景耵一定的颜色反差）仪器接半后．观测ｆ宁丝嚼缝是否与垂球线重含，符小重合则Ｊ｛ｊ嫂正螺蝗改正ｔ．字丝板．使其蓐合。ｔ连校正完成后．再用十字丝横丝对准墙上同定标志．转动水平礅动螺旋，观测十字丝横丝是胥始终对准此标志。此项检查若发现明显偏移．则用改正螺丝改正十字丝板．使其重台。当然．十字丝板最好由孥业人士来校正。最后．进行长水准轴和视准轴平行度（即ｔ角）的检枝。ｉ角引起的测最误差是水准测量中最常见的误差．其误差具有系统性．而水准仪的ｆ角叉具有不稳定性．仪器的运输和搬动、外界温度、太阳光线的强弱等环境的变化要金直接引起ｉ角的变化。故在进行水利工程水准测量前要把仪器从箱子里取出，凉置３０ｍｉｎ再进行ｉ角检桩。在开始的第一个星期内．每天早晚都时仪器进行一次检验，当连续一周ｉ珀检验都比较稳定后．才每半个月埘ｉ角进行一次柱验，每次丰龟验的结果都用笔者单健编制的“水准测量记录”软件进行记录，其记录柿ｊ￡如下表。对于ｉ角的｝龟验用以Ｆ方法：在平坦的场地上进则一长为６１８ｍ的直线段＾Ｊ：，并将其分为妊２０．６ｍ的三等份．即Ｊ，ＡＢＪ。在Ａ、Ｂ两点处各打下一木桩．并钉Ｅ一嘲帽钉。在Ｊ．、Ｊ：处架谩水准仪．仪器严格整乎后在Ａ、Ｂ处竖立标尺．分别读数４次（记录在上表巾）．取其中数分ｇＵ为ａ．…ｂ札ｋ．如罔２所小：计算公式：Ａ＝【（Ｒ２－ｂ）一（ａ，－ｂ．）姑ｉ“＝ｄ・ｏ”／ｓ—Ａｍｍ・２０６２６５”／２０６００ｍｍ—ＩＯ－ｇ（ｄ以ｍⅡ州‘）例：设ＤＳ３型水准仪ｔ角为２０”．水准测盘不等距幂税距离为《搦日期：ｍ一１２Ｈ２Ｉ作蠢葡丹：旁ｊ球（１９７２－｝．￥．妾＆舒域＾，毕＆｝鞋弗履工＾擘．

测绘与导航定位技术协会仪器检测部

- 1 - 水准仪i角的检验和校正

一、i角的概念

水准仪望远镜的视准轴与水准管轴在理论上应该是平行关系，但是实际上视准轴与水准管轴都存在着夹角，我们把这个夹角在竖直面上的投影成为i角。i角误差是影响水准仪精度的最大因素，因此长时间使用的水准仪需要进行i角的检验与校正。在四等水准测量中，i角不大于20"就符合规范要求。当水准仪位于两尺正中间时，可以消除i角误差。

i角示意图

二、i角的检验和校正

方法一

检验

1）两尺之间相距80m,仪器架在两尺正中间，读出两尺黑面中丝的读数，算出两尺间的高差，在改变仪器高，第二次测出两尺间的高差，取两次的平均值记为h1.。（两次读数差值必须在在5mm内）。

2）仪器架在一个尺的外侧距此尺2~3m的地方，分别读出两尺黑面中丝的读数，则近尺读数为b，远尺读数为a，算出两尺的高差h2。

3）比较h1与h2之间的差值，如果绝对值在7之内，则符合规范，不需要校正。如果超出7，则i角超限，需要校正。

注释：tani=（h2-h1）/s（i代表i角 ,s代表两尺之间的距离，s=80m）

由高数极限可推出 i=(h2-h1 )/s

i的单位为弧度制，可转化为 i=(h2-h1 )ρ/s

(其中，ρ=180*3600"/π=206265″) 测绘与导航定位技术协会仪器检测部

- 2 - 由于i角不能大于20", 所以h2-h1 =20"*80*1000/206265=7.75

单位为mm.

校正

在2）的位置保持仪器不动，转动微倾螺旋使仪器的十字丝中丝在最远处水准尺上的读数为b+h1.松开水准管左右螺钉，调节水准管上下螺钉使水准管气泡居中（精平）。在完成校正后，旋紧左右螺钉。

注释：因为h1为在两尺正中间时所测的高差，不受i角影响，可以认为是正确的读数。读b的水准尺距离仪器很近，忽略了i角的影响，认为是正确读数。可设远处水准尺正确读数为x，则x-b=h1，因此可以得到远处水准尺x的正确读数为x=b+h1。此时读书正确，调节水准管。注意在校正过程时是反复多次的，在完成校正时应该再次检查是否合格。最后应该旋紧水准管的左右螺钉。

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# 项目 检验 校正

1 圆水准器安置的正确性 用脚螺旋将水准器气泡导至中央，然后旋转仪器180°，此时若气泡偏离中央，则需要检验。 用水准器改正螺丝改正其偏差的一半，用脚螺旋改正另一半，以使气泡仍回到中央，如此反复检校，直至仪器无论转到任何方向，气泡中心始终位于中央时为止。

2-1 视准轴与水准管轴相互关系 一、交叉误差[是指水准轴和视准轴在水平面上的投影不平行（要求其平行）而成一小交角。]的检校

将水准仪架在距水准标尺约50m处，并使其一脚螺旋位于望远镜至标尺的视准面内。将仪器整平，并用倾斜螺旋使气泡两端精密符合，按中丝（楔形平分丝，下同）在标尺上读数（对有光学测微器的仪器可用光学测微器使中丝或楔形平分丝对准标尺之一分划线，此后，保持测微器读数不变而中丝或楔形平分丝仍对准此一分划线时，即表示中丝或楔形平分丝仍然保持原有标尺读数）。然后将视准面侧方之一脚螺旋向另一方转动两周 ，使仪器向侧方倾斜，同时将另一侧方脚螺旋反方向转动，以使中丝仍保持原有标尺读数，此时观察气泡两端是否符合或相互偏离若干距离，然后反向转动两侧之脚螺旋，以使中丝保持原有读数的情况下气泡两端恢复符合之位置。

同法使仪器向另一侧方倾斜，并观察在中丝保持原有读数情况下气泡两端是否仍符合或互将水准器侧方之一改正螺旋放松，另一侧方改正螺旋拧紧使水准器向左右移动，至气泡两端恢复符合时为止。 好好学习社区

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在上述仪器向两侧倾斜的情况下，若气泡两端保持符合或同向离开相同距离，则表示无交叉误差；若两端异向离开，则表示不能满足，异向离开大于2mm时须校正。

2-2 视准轴与水准管轴相互关系 二、i角的检验校正

准备：在一平坦的场地上丈量一长为41.2m的直线A-J2，在此直线上从一端A量取AB=20.6m，在A、B两点打入木桩并钉以圆帽钉供立尺用。距离用钢卷尺丈量（见附图）。