水准仪i角的快速检验与校正新方法

(成都理工大学　四川　成都　610059)

一、i角产生的原因

一些精密仪器在搬运过程中或使用不当，会造成仪器有了各种误差，这些误差有些可以自己处理，而有些必须拿到仪器检校中心让专业人校正。水准仪除新使用或大修后应进行全面检测外,作业期间应进行必要的检验校正。水准仪各轴线间应满足的主要几何条件中,最 主要的是水准管轴应平行于视准轴,当此条件满足,水准管气泡居中时,水准管轴水平,则视准轴处于水平位置。

理论上望远镜视准轴和水准管轴都是空间的直线，而如果它们平行的话，无论是在包含视准轴的竖直面的投影还是水平面的投影都应该是平行的。水准仪在使用前，虽然经过检验校正但实际上很难做到视准轴与水准管轴严格平行。水准仪在使用过程中由于震荡、温度、天气状况等等的影响。会使水准仪精度下降，从而使理论上的水平直线与实际直线有了一个小的夹角——i角。(视准轴通俗的说就是望远镜的物镜光心与十字丝分划板交点的连线,由于i角的存在他不是一条水平线。水准管轴即过水准管园弧中点(零点)的切线,它是一条水平直线。)在水准测量中i角的存在会给水准测量的观测结果带来误差，如果i=0，那么水准管轴水平后，视准轴也应该是水平的，两条水平直线重合，这才能满足水准测量的基本要求。

二、误差来源及分析

(1)光轴重合误差：实验表明，采用高度尺测量，可保证光轴重合误差在1mm 以内，同时，实验发现，两仪器十字分划中线重合后，两仪器物镜外圈高度 相差变化 5mm，重合性无明显变化，因此，这项误差的影响可以忽略不计。

(2)十字分划中线重合对准误差：由于是采用单实线重合方式对准，肉眼对准误差为60″，在目镜放大作用下，实际误差为60″目镜放大倍数，取目镜放大倍数为 20X，则十字分划中线重合对准误差为3″。

(3)仪器整平误差、补偿器误差、调焦误差等由于 在操作过程中采取了相应的措施，对i角误差的影响很小,可以忽略不计。

三、i角对读数的影响：

设A为待测点，水准仪到A点的距离为S，则由于视准轴与水准管轴不平行而引起的读数误差为x则：

图1

X=S*tani；

由于i角非常小有：

i=tani所以

X=S*i/ρ；

即

四、i角的测定与计算

图2

则此时有：

图3

两式相等则：

由于

则

五、i角的校正方法

在一二等的水准测量过程中，水准仪i角不能超过15″；在三四等的水准测量过程中，水准仪i角不能超过20″。

如图，水准仪离A点比较远，则A点塔尺上的读书误差为：

则正常的读数为：

然后用微调螺旋使水准仪读数对准正确读数，因为水准仪在B点处，所以A点塔尺的读数为a2，最后再用水准仪的水准管上、下校正螺丝钉将气泡居中，校正工作完成，基本能满足一般水准测量的要求，如果水准仪在A端操作方法及原理如上。

六、结束语

随着现代科技的发展,国家发展、国防建设的需求，水准仪的精度要求越来越高，未来肯定会出现更加先进的仪器与设备，上述方法能迅速的检验并校正a2角，更为适用，此方法经过实际检验，取得较好的效果。