精密水准仪i角检验一、目的和要求(1)了解精密水准仪各轴线间应满足的条件。
水准仪的水准抽与视准轴一般既不在同一平面内, 也不互相平行, 而是两条空间直线, 也就是说, 他们在垂直面上和水平面上的投影都是两条相交的直线。
我们把在垂直面面上的交角称之为i角误差。
(2)练习精密水准仪的检验及校正的方法。
(3)掌握精密水准仪水准管轴平行于视准轴的检验和校正方法。
二、计划和设备(1)实验时数安排为2学时。
实验小组由6人组成, 可分为两个小小组, 1人操作仪器, 1人记录, 1人立尺。
(2)每组的实验设备为N3型或Ni004型水准仪2台, 水准尺2支, 记录板2块。
三、方法和步骤测定i角的方法很多, 但基本原理都是相同的, 都是利用i角对水准尺上读数的影响与距离成比例这一特点, 从而比较在不同距离的情况下, 水准标尺上读数的差别而求出i角。
一般的方法是：距离仪器s和2s处分别选定A点和B点, 以便安放水准尺, A、B两点的高差是未知数, 我们要测定的i角也是未知数, 所以要选定两个安置仪器的J 和J , 如下图所示。
在仪器站点J 和J 分别进行观测, 简历相应的方程式, 从而解算出未知数。
另外还要注意, 测定i角的时候, 必须保证在整个检验过程中, i角不发生变化, 也不应该有其他误差的影响。
但是实际上, i 角很有可能发生变化, 所以最好把检测时间选在阴天。
在J 测站上, 照准水准尺A和B, 水准尺上读数是a 和b 当i角=0时, 水平视线在水准尺上的正确读数应该是a 和b , 所以由于i角误差引起的误差分别为Δ和2Δ。
同理, 在J 测站上, 照准水准尺A和B, 水准尺上读数是a 和b , 正确读数应该是a 和b , 其存在的真实误差分别是2Δ和Δ。
在测站J 和J 上得到A.B点的正确高差分别为h 1'=a1'-b1'=（a1-Δ）-（b1-2Δ）=a1-b1+Δh 1'=a2'-b2'=（a2-2Δ）-（b2-Δ）=a2-b2-Δ如果不顾及其他误差的影响, 则应该存在h =h , 所以由以上两个方程式可以得:2Δ=（a2-b2）-（a1-b1）式中（a -b ）和（a -b ）是仪器存在i角的时候, 分别在测站点J 和J 上侧得A, B两点间的观测高差, 以h 和h 表示, 则上式可以写为2Δ=h2-h1Δ=21（h 2-h 1） 由示意图可知道Δ=i"s ×〞ρ1 i"=s〞ρ×Δ 为了简化计算在选择测站时, 我们测定距离s=20.6m, 则i"=10Δ（Δ的单位为mm ）经过查找资料所得, 水准仪的i 角误差应该不超过 15",如果经过检验此精密水准仪的i 角不超过15", 所以可进行水准测量。
水准仪i角检验方法在平坦的地面上选定相距60～100米的A,B两点,立水准尺。
先将水准仪安置于A,B的中点C,精平仪器后分别读取A,B点上水准尺的读数a1,b1;改变水准仪高度(10cm以上)再重读两尺读数a1′,b1′。
前后两次分别计算高差，高差之差如果不大于5mm，则取其平均数，作为A，B两点间不受i角影响的正确高差：h1=1/2〔(a1-b1)+ (a1′-b1′)〕将水准仪搬到与B点相距2m处，精平仪器后分别读取A，B两点水准尺读数a2,b2，又测得高差h2= a2-b2.如果h1=h2则说明水准管轴平行于视准轴，否则，A尺上应有读数a2′及水准管轴与视准轴的交角（视线的倾角）i角a′2= h1+ b2 i=ρ″∣a2- a2′∣/DAB ρ=206264.806″≈206265″DAB为A，B间距离对于DS3级水准仪，当i角＞20″时，需要进行水准管轴平行于视准轴的校正。
圆心角的弧度为该角所对弧长与半径之比。
把弧长b等于半径R的圆弧所对圆心角称为一ρ个弧度。
以ρ表示，因此，整个圆周为２兀弧度。
弧度与角度的关系为2兀＝360°，ρ=180°/兀一个弧度所相当的度分秒制角值为ρ°=180°/兀=57.2957795°≈57.3°ρ′=60*180°兀=3437.74677′≈3438′ρ″=3600*180°/兀=206264.806″≈206265″水准仪i角检验报告i角的归零程度在很大程度上影响着水准仪观测值的精确度，因此，在水准仪各项指标的检验中，i角的检验是一个重头戏。
110502小组成员深知i角的重要性，对i角作了细致的检验，下面本组就在本次i角检验过程中使用的方法、观测到的数据、检验的结果和结论说一下我们自己的看法和认识。
○1检验方法：本组采用了方便、简洁、较准确的i角检验方法。
检验方法及图解如下：首先在较平坦的地方选定适当距离的两个点A、B，摆上尺垫。
程度仪i角考验战矫正要领之阳早格格创做什么是程度仪的i角程度仪的视准轴正在笔曲目标与程度轴的夹角.程度仪爆收i角变更的本果：是仪器自己的结构与中业处事条件的变更而致仪器中的十字丝是牢固正在上下的V形槽中底下的V形槽由弹簧收撑着上头是一个压紧安排螺丝.由于果里里与中界环境条件的变更如温度、干度、振动的变更它会爆收i角微弱的变更大概者由于其余内应力的变更而爆收分歧程度的变更也是缺累为偶的.正在用户证明书籍中已粗确程度仪的i角可由用户自止安排.请参照程度仪证明书籍自止安排.当前再扼本天介绍程度仪i角的测定办法如图所示将程度仪置仄正在两收程度标尺的中间仪器距标尺约30米大概40米前后约莫等距离读与标尺上的读数得到两面的下好值.搬家仪器至两收标尺的一内侧大概中侧均可此时仪器至标尺近距离的标尺不过几米而近距离的标尺已是几十米.共样丈量那两面的下好值如果两次测得的下好相等证明仪器i角为整.下好没有等便证明仪器存留着i角的缺面.如：仪器正在中间读与A尺的读数a10962B尺的读数b11062仪器正在一侧读与A尺的读数a20835B尺的读数b20933h1106209620100 h2093308350098h00980100 2 mm按小角公式估计i角iΔ·ρs = 2 mm × 206265” / 60000mm = 41 / 6 ” = 7”i角的测定也不妨依照将程度仪不妨搁置正在两收程度标尺两中侧的圆法测定仪器的i角.讲理是一般的粗确的a4值是a4 = a1’- a2’+ a3’程度仪i角的允许缺面程度仪i角允许缺面的观念该当道有三圆里的涵义也是三种情况下1. 出厂时工厂调校的允许缺面、2. 用户调校时的允许缺面、3. 丈量等第大概确定所央供的允许缺面.如徕卡NA2 i角的允许缺面出厂调校为±8”用户调校为±20”然而是根据尔国国家程度丈量典型战工程丈量典型的央供用于一、两等火准丈量的程度仪仪器的i角没有该超出15”用于三、四等程度测量的仪器仪器的i角没有该超出20”.所以正在用徕卡程度仪NA2加GPM3测微分划板举止一、两等程度测量时仪器的i角必须调校至15”以内正在举止三等以下程度丈量时仪器的i角应正在20”以内.改正程度仪i角的要领便是转化V形槽上头螺丝钉的位子旋进大概旋出.仪器处正在分歧的位子请注意加减标记.伙伴们仪器通过少途输送、仪器通过少久做业、仪器收配环境的没有竭变更、均大概使程度仪的i角爆收变更所以时常性天、自觉天、定期天查看与安排程度仪的i角没有然而是保证丈量粗度的需要也是咱们丈量人员的好德.。
光学水准仪i角的检验方法小结i角的检验记录编号：DSZ2-230972 日期：2011-6-10 时间：PM04:00观测者吕庆辉使用仪器苏州一光DSZ2 记录者王伟标尺曹志成像清晰稳定检查者杨同州仪器站观测次序标尺读数高差a-b(mm)i角的计算A尺读数a B尺读数bJ11 1.058 0.962 96 A、B标尺间距S=20.6m2 1.122 1.026 963 1.198 1.101 97 2Δmm=(a2-b2) -(a1-b1)=-0.75mm4 1.268 1.173 95中数a1=1.1615 b1=1.0655 96J21 1.544 1.448 962 1.464 1.369 9510*-0.375=-3.75”3 1.285 1.190 954 1.143 1.048 95中数a2=1.359 b2=1.264 95.25如下附图：注解：1、在J1和J2处，分别以四个不同的仪器高度进行观测A、B，并按照表格要求进行填写。
2、测量中,有一个常数ρ=（180/3.14159）*60*60=206265，它是把角度化为弧度时的一个常数，在测量误差推算时经常要用到。
换句话说当一个角度有1秒的误差时，206265米长的距离上垂直于方向线的误差是1米,这个1米是这么得来的：半径为206265米，其1秒所对应的弧长为L=R*弧度，即L=206265*（1”/206265）=1米！相对于如此大的半径，弧长可认为是直线，即如上所说，垂直于方向线的距离是1米。
通过这个常数，我们可以很快的计算出由于i角在L米距离上引起的误差是多大，比如i角是5秒，在水平距离是1000米上，引起的误差是▲=5（秒）*（1000米/206265”）=0.024米=24毫米，这对于现场计算误差有很大的帮助！3、i角的计算原理是：利用了三角形的中线定理，理论HA-HB=HBA,在J1处测得数值，由于i角引起了误差，产生了在A尺读出HA+▲，在B尺读出HB+2▲，则高差HBA1’= （HA+▲）- （H B+2▲）=HA-HB-▲= HBA-▲；在J2处测得数值，由于i角引起了误差，产生了在A尺读出HA+2▲，在B尺读出HB+▲，则高差HBA2’=（HA+2▲）- （HB+▲）=HA-HB+▲= HBA+▲；HB A1’- HBA2’= （HBA-▲）-（HBA+▲）=-2▲。
