第二章第六節(jié)水準儀的檢驗與校正

第六節(jié)水準儀的檢驗與校正§3.4水準儀的檢驗與校正(一)水準儀應滿足的幾何條件圓水準器軸應平行于儀器的豎軸L′L′//VV

水準管軸應平行于望遠鏡的視準軸LL//ZZ

望遠鏡十字絲橫絲應垂直于儀器的豎軸(二)水準儀的檢驗校正

1、圓水準器軸平行于儀器的豎軸的檢驗校正（1）檢驗方法：旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準氣泡居中，之后將儀器水平旋轉(zhuǎn)180°，氣泡仍居中則正常，否則需要校正。（2）校正調(diào)節(jié)腳螺旋，使氣泡向中心移動偏距一半，用校正針撥圓水準器底部的三個校正螺絲，使氣泡居中。在圓水準器底部有四個螺絲如圖，位于圓周上的是三個校正螺絲2，中間的一個是松緊螺絲3用于圓水準器的固定。注：校正前應先轉(zhuǎn)松螺絲3，再撥校正螺絲。

校正完畢，要將螺絲旋緊。檢校應反復2～3次，直至達到要求為止。

(3)檢校原理

當圓水準軸與縱軸不平行時，兩軸間必有一交角α。旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準器氣泡居中后，圓水準器軸鉛垂，縱軸卻傾斜α角，如圖(a)。儀器平轉(zhuǎn)180°后，圓水準器轉(zhuǎn)至縱軸的另一側(cè)，因兩軸夾角α的存在，此時的圓水準軸相對于鉛垂線已傾斜了2α角，如圖(b)氣泡偏離圓水準器中心，而縱軸相對垂線的傾角為α，故只需將氣泡向中心方向回調(diào)偏距的一半，縱軸便可鉛垂，如圖(c)，調(diào)節(jié)圓水準器校正螺絲，使氣泡居中，圓水準器軸也處于鉛垂位置，兩軸平行，如圖(d)所示。

2十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗與校正檢驗：整平儀器后，用十字絲橫絲的一端對準遠處一明顯標志點P，旋緊制動螺旋，轉(zhuǎn)動微動螺旋使儀器水平旋轉(zhuǎn)，點P成像始終沿橫絲移動，則橫絲水平，若移動時偏離橫絲4，則橫絲不水平，偏離量大時應校正。

校正：旋下十字絲分劃板護罩，用螺絲刀松開四個壓環(huán)螺絲，按橫絲傾斜的反方向轉(zhuǎn)動十字絲組件，微轉(zhuǎn)十字絲板使橫絲與P點相切再進行檢驗。反復檢、校幾次直至P點始終在橫絲上移動為止，則表示橫絲已經(jīng)水平，最后擰緊四個壓環(huán)螺絲。當P點偏離橫絲的量很小時，只需在讀數(shù)時用橫絲中部讀數(shù)即可。

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水準管軸平行于視準軸的檢驗與校正

當水準管軸在空間平行于望遠鏡的視準軸時，它們在豎直面上的投影是平行的，若兩軸不平行，則在豎直面上的投影不平行，其交角i稱為i角誤差。另外兩軸若在空間不平行，其在水平面的投影也不平行，其交角ε稱為交叉誤差，因其對普通水準測量的影響很小，一般可忽略。（1）檢驗：受i角影響的高差hAB：當Da=Db時，i角的影響將被抵消。當存在i角影響時，且Da≠Db時，i角可由下式計算：檢驗：在平坦地面上選定相距80m左右的兩點A、B并置穩(wěn)定的尺墊于兩點處。先置儀器于A、B的中點O，用兩次儀器高法精確測定A、B間高差兩次，互差小于5mm取均值，此均值為不受i角影響的AB間高差測量結果，即正確高差，用hAB表示。

置水準儀于距B點約2m處，精平后分別讀取A、B兩點水準尺讀數(shù)a2、b2，得AB間的第二次高差h′AB＝a2-b2，如果hAB=h′AB，則兩軸平行無i角誤差。否則，應校正。

(2)校正

校正時先計算儀器在A尺上的正確讀數(shù)a2′和水準管軸與視準軸的交角i：

a2=a2′+c

；i=｜a2-a′2｜ρ″/(Da+Db)=｜a2-a′2｜ρ″/80

Da+Db為A、B兩點間距。一、二等水準測量，i角大于15″時，其它等級i角大于20″時，要進行水準管軸平行于視準軸的校正。校正方法有兩種：

①校正十字絲。保持水準管氣泡居中，旋下十字絲板外罩，調(diào)節(jié)十字絲板上的兩個校正螺絲(圖中的1、3)至十字絲的中橫絲對準A尺上的正確讀數(shù)a2為止，視準軸水平，校正完成。校正前，先需弄清十字絲橫絲是升還是降，按先松移動方向前端的螺絲后緊移動方向后端的校正螺絲的順序調(diào)節(jié)，校正完畢，應固緊校正螺絲。此法對自動安平水準儀和普通水準儀均適用。②校正水準管。轉(zhuǎn)動微傾螺旋使橫絲在A尺上的讀數(shù)從a2′移到

a2

，視準軸被調(diào)水平，但水準管氣泡偏離中心，調(diào)節(jié)水準管上下兩個校正螺絲(位于目鏡一端)，圖(a)所示為水準管兩端的影像符合，水準管軸水平，校正完成。校正過程中同樣需要弄清楚水準管的升降方向，按前述順序調(diào)節(jié)校正螺絲，校正固緊有關螺絲。此法只適用于普通水準儀。對于自動安平水準儀，檢驗的方法相同，由于自動安平水準儀無水準管裝置，故只能校正十字絲。自動安平水準儀的十字絲校正如圖(b)所示，在目鏡端的望遠鏡筒1中裝有十字絲環(huán)2，下為一彈簧筒3，上部為十字絲校正螺絲4，轉(zhuǎn)動校正螺絲，就可以使十字絲的橫絲上、下移動，達到校正目的。校正后應實測水準一站，檢驗校正的結果和確保水準儀的這一主要幾何條件符合要求。六、水準尺的檢驗與校正（一)水準尺分劃面彎曲差（矢距）的測定

對普通水準尺，應有：f<8mm（f是尺面間的最大垂距。）

其彎曲對高差無多大的影響，否則應進行尺長改正，改正公式為：Δl=8f2/3l

式中：l為水準尺尺長；Δl為水準尺尺長改正數(shù)。

(二)圓水準器的水準軸應平行于尺面的檢驗校正安置水準儀，在距儀器50m左右處的尺墊上豎立水準尺。瞄準水準尺使豎絲與尺身—邊緣相切，觀察氣泡，將水準尺轉(zhuǎn)90°，再觀察氣泡，若均居中，水準器水準軸滿足平行于尺面的要求，否則應調(diào)整校正螺絲使氣泡居中，然后重復前述步驟再作檢驗校正，直至再轉(zhuǎn)90°，氣泡仍居中為止。

（三）、水準尺分劃正確性檢驗包括：

每米分劃間隔正確性檢驗每分米分劃間隔正確性檢驗水準尺紅面與黑面零點差（尺常數(shù)K）的測定一對水準尺黑面零點差的測定1、水準尺每米分劃間隔正確性檢驗水準尺每米平均真長的測定目的在于了解水準尺的名義長度與實際長度之差。規(guī)范規(guī)定對于三、四等水準測量用的木質(zhì)水準尺，規(guī)定每米長度的誤差不得超過±0。5mm，否則應對高差進行改正。將水準尺平置于檢驗平臺上，用檢驗尺(一級線紋米尺)實測尺面分劃上每米間隔(尺段)長度。檢驗尺兩端要同時讀取水準尺整米分劃在檢驗尺上的讀數(shù)，估讀至0．1個分劃，即0．02mm。每尺段測定2次，兩次間應將線紋米尺作微移，使讀數(shù)變化，兩次左右端讀數(shù)差之差不得超過0．06mm。每尺段測定一次溫度，檢測應往返進行。水準尺的紅黑面均應檢定。將水準尺每米間隔長度的兩次觀測值取中數(shù)作為每尺段的最后觀測成果，然后據(jù)所測溫度和檢驗尺的尺長方程式，求出尺長改正數(shù)和溫度改正數(shù)，改正后得水準尺每米段的實長，分別求出各米段往測(或返測)實長，單面(紅面或黑面)往返共計6個米段，取其均值。另一面同法求定每米段的均值。最后取紅、黑面米段實長平均值作為該水準尺一米間隔的真長。同樣的方法測定并計算出另一根水準尺一米間隔的平均實長。兩根水準尺一米間隔平均實長的平均值，即為一對水準尺每米間隔平均實長，從而求得對水準尺每米尺長改正數(shù)。2

水準尺紅面與黑面零點差(尺常數(shù)K)的測定一對雙面水準尺的紅黑面零點的理論差，一個為4687mm，另一個為4787mm，其差如果不正確將影響水準讀數(shù)。檢定的方法是：安置好水準儀；在距離水準儀約20m處，打一個頂部有

球形鐵釘?shù)哪緲叮蚍乓怀邏|；將水準尺豎立在上面。照準水準尺的黑面，精平儀器讀

數(shù)。立即轉(zhuǎn)動水準尺對紅面進行讀數(shù)。兩數(shù)之差即為紅黑面零點差。以不同的儀器高度用同樣的方法測定四次，取其平均值為紅黑面零點差，以此測定值作為水準測量時的黑紅面讀數(shù)

的檢核。

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一對水準尺黑面零點差的測定水準尺黑面的底面均自零開始，一對水準尺黑面零點應相同，若不相同，其差值稱為一對水準尺黑面零點差。測定時將水準尺平置于檢測平臺，緊貼底面置一雙面刀片，用一級線紋米尺丈量一分米分劃至底面的距離d。d與一分米的差Δ