第二章第六节水准仪的检验与校正

第六节水准仪的检验与校正§3.4水准仪的检验与校正(一)水准仪应满足的几何条件圆水准器轴应平行于仪器的竖轴L′L′//VV

水准管轴应平行于望远镜的视准轴LL//ZZ

望远镜十字丝横丝应垂直于仪器的竖轴(二)水准仪的检验校正

1、圆水准器轴平行于仪器的竖轴的检验校正（1）检验方法：旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，之后将仪器水平旋转180°，气泡仍居中则正常，否则需要校正。（2）校正调节脚螺旋，使气泡向中心移动偏距一半，用校正针拨圆水准器底部的三个校正螺丝，使气泡居中。在圆水准器底部有四个螺丝如图，位于圆周上的是三个校正螺丝2，中间的一个是松紧螺丝3用于圆水准器的固定。注：校正前应先转松螺丝3，再拨校正螺丝。

校正完毕，要将螺丝旋紧。检校应反复2～3次，直至达到要求为止。

(3)检校原理

当圆水准轴与纵轴不平行时，两轴间必有一交角α。旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中后，圆水准器轴铅垂，纵轴却倾斜α角，如图(a)。仪器平转180°后，圆水准器转至纵轴的另一侧，因两轴夹角α的存在，此时的圆水准轴相对于铅垂线已倾斜了2α角，如图(b)气泡偏离圆水准器中心，而纵轴相对垂线的倾角为α，故只需将气泡向中心方向回调偏距的一半，纵轴便可铅垂，如图(c)，调节圆水准器校正螺丝，使气泡居中，圆水准器轴也处于铅垂位置，两轴平行，如图(d)所示。

2十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正检验：整平仪器后，用十字丝横丝的一端对准远处一明显标志点P，旋紧制动螺旋，转动微动螺旋使仪器水平旋转，点P成像始终沿横丝移动，则横丝水平，若移动时偏离横丝4，则横丝不水平，偏离量大时应校正。

校正：旋下十字丝分划板护罩，用螺丝刀松开四个压环螺丝，按横丝倾斜的反方向转动十字丝组件，微转十字丝板使横丝与P点相切再进行检验。反复检、校几次直至P点始终在横丝上移动为止，则表示横丝已经水平，最后拧紧四个压环螺丝。当P点偏离横丝的量很小时，只需在读数时用横丝中部读数即可。

3

水准管轴平行于视准轴的检验与校正

当水准管轴在空间平行于望远镜的视准轴时，它们在竖直面上的投影是平行的，若两轴不平行，则在竖直面上的投影不平行，其交角i称为i角误差。另外两轴若在空间不平行，其在水平面的投影也不平行，其交角ε称为交叉误差，因其对普通水准测量的影响很小，一般可忽略。（1）检验：受i角影响的高差hAB：当Da=Db时，i角的影响将被抵消。当存在i角影响时，且Da≠Db时，i角可由下式计算：检验：在平坦地面上选定相距80m左右的两点A、B并置稳定的尺垫于两点处。先置仪器于A、B的中点O，用两次仪器高法精确测定A、B间高差两次，互差小于5mm取均值，此均值为不受i角影响的AB间高差测量结果，即正确高差，用hAB表示。

置水准仪于距B点约2m处，精平后分别读取A、B两点水准尺读数a2、b2，得AB间的第二次高差h′AB＝a2-b2，如果hAB=h′AB，则两轴平行无i角误差。否则，应校正。

(2)校正

校正时先计算仪器在A尺上的正确读数a2′和水准管轴与视准轴的交角i：

a2=a2′+c

；i=｜a2-a′2｜ρ″/(Da+Db)=｜a2-a′2｜ρ″/80

Da+Db为A、B两点间距。一、二等水准测量，i角大于15″时，其它等级i角大于20″时，要进行水准管轴平行于视准轴的校正。校正方法有两种：

①校正十字丝。保持水准管气泡居中，旋下十字丝板外罩，调节十字丝板上的两个校正螺丝(图中的1、3)至十字丝的中横丝对准A尺上的正确读数a2为止，视准轴水平，校正完成。校正前，先需弄清十字丝横丝是升还是降，按先松移动方向前端的螺丝后紧移动方向后端的校正螺丝的顺序调节，校正完毕，应固紧校正螺丝。此法对自动安平水准仪和普通水准仪均适用。②校正水准管。转动微倾螺旋使横丝在A尺上的读数从a2′移到

a2

，视准轴被调水平，但水准管气泡偏离中心，调节水准管上下两个校正螺丝(位于目镜一端)，图(a)所示为水准管两端的影像符合，水准管轴水平，校正完成。校正过程中同样需要弄清楚水准管的升降方向，按前述顺序调节校正螺丝，校正固紧有关螺丝。此法只适用于普通水准仪。对于自动安平水准仪，检验的方法相同，由于自动安平水准仪无水准管装置，故只能校正十字丝。自动安平水准仪的十字丝校正如图(b)所示，在目镜端的望远镜筒1中装有十字丝环2，下为一弹簧筒3，上部为十字丝校正螺丝4，转动校正螺丝，就可以使十字丝的横丝上、下移动，达到校正目的。校正后应实测水准一站，检验校正的结果和确保水准仪的这一主要几何条件符合要求。六、水准尺的检验与校正（一)水准尺分划面弯曲差（矢距）的测定

对普通水准尺，应有：f<8mm（f是尺面间的最大垂距。）

其弯曲对高差无多大的影响，否则应进行尺长改正，改正公式为：Δl=8f2/3l

式中：l为水准尺尺长；Δl为水准尺尺长改正数。

(二)圆水准器的水准轴应平行于尺面的检验校正安置水准仪，在距仪器50m左右处的尺垫上竖立水准尺。瞄准水准尺使竖丝与尺身—边缘相切，观察气泡，将水准尺转90°，再观察气泡，若均居中，水准器水准轴满足平行于尺面的要求，否则应调整校正螺丝使气泡居中，然后重复前述步骤再作检验校正，直至再转90°，气泡仍居中为止。

（三）、水准尺分划正确性检验包括：

每米分划间隔正确性检验每分米分划间隔正确性检验水准尺红面与黑面零点差（尺常数K）的测定一对水准尺黑面零点差的测定1、水准尺每米分划间隔正确性检验水准尺每米平均真长的测定目的在于了解水准尺的名义长度与实际长度之差。规范规定对于三、四等水准测量用的木质水准尺，规定每米长度的误差不得超过±0。5mm，否则应对高差进行改正。将水准尺平置于检验平台上，用检验尺(一级线纹米尺)实测尺面分划上每米间隔(尺段)长度。检验尺两端要同时读取水准尺整米分划在检验尺上的读数，估读至0．1个分划，即0．02mm。每尺段测定2次，两次间应将线纹米尺作微移，使读数变化，两次左右端读数差之差不得超过0．06mm。每尺段测定一次温度，检测应往返进行。水准尺的红黑面均应检定。将水准尺每米间隔长度的两次观测值取中数作为每尺段的最后观测成果，然后据所测温度和检验尺的尺长方程式，求出尺长改正数和温度改正数，改正后得水准尺每米段的实长，分别求出各米段往测(或返测)实长，单面(红面或黑面)往返共计6个米段，取其均值。另一面同法求定每米段的均值。最后取红、黑面米段实长平均值作为该水准尺一米间隔的真长。同样的方法测定并计算出另一根水准尺一米间隔的平均实长。两根水准尺一米间隔平均实长的平均值，即为一对水准尺每米间隔平均实长，从而求得对水准尺每米尺长改正数。2

水准尺红面与黑面零点差(尺常数K)的测定一对双面水准尺的红黑面零点的理论差，一个为4687mm，另一个为4787mm，其差如果不正确将影响水准读数。检定的方法是：安置好水准仪；在距离水准仪约20m处，打一个顶部有

球形铁钉的木桩，或放一尺垫；将水准尺竖立在上面。照准水准尺的黑面，精平仪器读

数。立即转动水准尺对红面进行读数。两数之差即为红黑面零点差。以不同的仪器高度用同样的方法测定四次，取其平均值为红黑面零点差，以此测定值作为水准测量时的黑红面读数

的检核。

3

一对水准尺黑面零点差的测定水准尺黑面的底面均自零开始，一对水准尺黑面零点应相同，若不相同，其差值称为一对水准尺黑面零点差。测定时将水准尺平置于检测平台，紧贴底面置一双面刀片，用一级线纹米尺丈量一分米分划至底面的距离d。d与一分米的差Δ