水準儀i角的快速檢驗與校正新方法

(成都理工大學　四川　成都　610059)

一、i角產生的原因

一些精密儀器在搬運過程中或使用不當，會造成儀器有了各種誤差，這些誤差有些可以自己處理，而有些必須拿到儀器檢校中心讓專業人校正。水準儀除新使用或大修后應進行全面檢測外,作業期間應進行必要的檢驗校正。水準儀各軸線間應滿足的主要幾何條件中,最 主要的是水準管軸應平行于視準軸,當此條件滿足,水準管氣泡居中時,水準管軸水平,則視準軸處于水平位置。

理論上望遠鏡視準軸和水準管軸都是空間的直線，而如果它們平行的話，無論是在包含視準軸的豎直面的投影還是水平面的投影都應該是平行的。水準儀在使用前，雖然經過檢驗校正但實際上很難做到視準軸與水準管軸嚴格平行。水準儀在使用過程中由于震蕩、溫度、天氣狀況等等的影響。會使水準儀精度下降，從而使理論上的水平直線與實際直線有了一個小的夾角——i角。(視準軸通俗的說就是望遠鏡的物鏡光心與十字絲分劃板交點的連線,由于i角的存在他不是一條水平線。水準管軸即過水準管園弧中點(零點)的切線,它是一條水平直線。)在水準測量中i角的存在會給水準測量的觀測結果帶來誤差，如果i=0，那么水準管軸水平后，視準軸也應該是水平的，兩條水平直線重合，這才能滿足水準測量的基本要求。

二、誤差來源及分析

(1)光軸重合誤差：實驗表明，采用高度尺測量，可保證光軸重合誤差在1mm 以內，同時，實驗發現，兩儀器十字分劃中線重合后，兩儀器物鏡外圈高度 相差變化 5mm，重合性無明顯變化，因此，這項誤差的影響可以忽略不計。

(2)十字分劃中線重合對準誤差：由于是采用單實線重合方式對準，肉眼對準誤差為60″，在目鏡放大作用下，實際誤差為60″目鏡放大倍數，取目鏡放大倍數為 20X，則十字分劃中線重合對準誤差為3″。

(3)儀器整平誤差、補償器誤差、調焦誤差等由于 在操作過程中采取了相應的措施，對i角誤差的影響很小,可以忽略不計。

三、i角對讀數的影響：

設A為待測點，水準儀到A點的距離為S，則由于視準軸與水準管軸不平行而引起的讀數誤差為x則：

圖1

X=S*tani；

由于i角非常小有：

i=tani所以

X=S*i/ρ；

即

四、i角的測定與計算

圖2

則此時有：

圖3

兩式相等則：

由于

則

五、i角的校正方法

在一二等的水準測量過程中，水準儀i角不能超過15″；在三四等的水準測量過程中，水準儀i角不能超過20″。

如圖，水準儀離A點比較遠，則A點塔尺上的讀書誤差為：

則正常的讀數為：

然后用微調螺旋使水準儀讀數對準正確讀數，因為水準儀在B點處，所以A點塔尺的讀數為a2，最后再用水準儀的水準管上、下校正螺絲釘將氣泡居中，校正工作完成，基本能滿足一般水準測量的要求，如果水準儀在A端操作方法及原理如上。

六、結束語

隨著現代科技的發展,國家發展、國防建設的需求，水準儀的精度要求越來越高，未來肯定會出現更加先進的儀器與設備，上述方法能迅速的檢驗并校正a2角，更為適用，此方法經過實際檢驗，取得較好的效果。