测绘基础-水准测量仪器的常规检验与校正方法

本节主要介绍水准仪应满足的几何条件和常规检验与校正的方法。

1.水准仪应满足的几何条件

水准仪的主要轴线有四条（如图5.21所示）：仪器的竖轴（VV）、圆水准器轴（L′L′）、水准管轴（LL）和望远镜的视准轴（CC）。在水准测量前必须对水准仪及水准尺进行检验，使水准仪的各轴线满足规范规定的技术标准。

图5.21 水准仪的轴线关系

（1）水准仪应满足的主要条件。

水准仪满足的主要条件有两个：一是水准管轴应与视准轴平行（LL／／CC）；二是望远镜的视准轴不因调焦而变动位置。第一个主要条件的要求如果不满足，那么水准管气泡居中后，水准管轴已经水平而视准轴却未水平，不符合水准测量基本原理的要求。如果望远镜在调焦时视准轴位置发生变动，就不能设想在不同位置的许多条视线都能够与一条固定不变的水准管轴平行，所以除第一个条件外还应满足第二个主要条件。望远镜的调焦在水准测量中是绝不可避免的，因此必须提出此项要求。

（2）水准仪应满足的次要条件。

水准仪应满足的次要条件也有两个：一是圆水准器轴应与水准仪的竖轴平行（L′L′／VV）；二是十字丝的横丝应当垂直于仪器的竖轴。

第一个次要条件的目的在于能迅速地整置好仪器，提高作业速度。也就是当圆水准器的气泡居中时，仪器的竖轴已基本处于竖直状态，使仪器旋转至任何位置都易于使水准管的气泡居中。第二个次要条件的目的是当仪器竖轴已经竖直，那么在水准尺上读数时不必严格用十字丝的交点面，可以用交点附近的横丝读数。

水准仪出厂时经过检验是满足上述关系的，但由于运输中的震动和长期使用的影响，各轴线的关系可能发生变化，因此作业之前，必须对仪器进行检验校正。

2.水准仪的检验与校正

（1）圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验。

转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将仪器旋转180°，若气泡仍居中，说明此项条件满足；若气泡偏离中心位置，说明此项条件不满足，需要校正。(www.xing528.com)

校正方法：在仪器旋转180°后气泡偏离中心位置时，用校正针拨动圆水准器下面的3个校正螺丝，使气泡退回偏离中心距离的一半，再旋转脚螺旋使气泡居中，让仪器重新旋转180°，按上述方法再调校正螺丝，再用脚螺旋使气泡居中，反复进行，直到仪器旋至任何位置气泡都居中为止。

（2）十字丝横丝的检验与校正（校正后使十字丝横丝垂直于仪器的竖轴）。

仪器整平后，从望远镜视场内选择一清晰目标点，用十字丝交点照准目标点，拧紧制动螺旋。转动水平微动螺旋，若目标点始终沿横丝作相对移动，则表明十字丝横丝不垂直于竖轴，需要校正。

校正方法：松开目镜座上的3个十字丝环固定螺丝（有的仪器须卸下十字丝环护罩），松开4个十字丝环压环螺丝。转动十字丝环，使横丝与目标点重合，再进行检验，直到目标点始终在横丝上相对移动为止，最后拧紧固定螺旋，有护罩的盖好护罩。

（3）水准管轴的检验校正（使水准管轴平行于视准轴）

在一平坦地面上选择相距80～100m的两点A、B。在A、B两点打入木桩，在木桩上竖立水准尺。

将水准仪安置在A、B两点的中间，使前、后视距相等，如图5.22（a）所示，精确整平仪器后，依次照准A、B两点上的水准尺读数，设读数分别为a1和b1，因前、后视距相等，所以抵消了i角误差的影响，即由a1、b1算出的高差是正确高差。

图5.22 水准管轴的检验

将仪器移至离B点约3m处，如图5.22（b）所示。精确整平仪器后，读取B尺读数b2，由于仪器离B点很近，i角对b2的影响很小，b2可认为是正确读数。根据正确高差可求出A尺的正确读数为a′2＝h1＋b2；设A尺的实际读数为a2，若a′2＝a2，说明满足条件。当a2＞a′2时，说明视准轴向上倾斜；a2＜a′2，则视准轴向下倾斜。以距离100m为例，若施测时前后视距控制严格。当|a′2－a2|＞10mm时需要校正；若施测时前后视距控制不严格，当|a′2－a2|＞4mm时需要校正。

校正方法：水准仪不动，转动微倾螺旋使十字丝的横丝切于A尺的正确读数a′2处，此时视准轴水平，但水准管气泡偏离中心。用校正针先松开水准管的左右校正螺丝，然后拨动上下校正螺丝，一松一紧，升降水准管的一端，使气泡居中。此项检验需反复进行，直到符合要求后，拧紧松开的校正螺丝。

对于自动安平水准仪，当i角误差不大时，可用十字丝进行校正，方法是：水准仪照准A尺不动，旋下十字丝环护罩，微松左右两个十字丝环校正螺丝，用校正针拨动上下两个十字丝环校正螺丝，一松一紧，直至十字丝横丝照准正确读数a′2为止。若i角误差较大，利用上述方法不能完全校正时，应交专业维修人员处理。

注意：校正螺丝应先松后紧。