2.6　微倾式水准仪的检验和校正

只有水准仪处于理想状态，才能提供一条水平视线。仪器经过长途运输或反复使用后，受到震动或碰撞，仪器的轴线之间的几何关系会发生变化。因此为了保证测量工作能得出正确的成果，工作前必须对所使用的仪器进行检验和校正。

2.6.1　微倾式水准仪的主要轴线及应满足的几何条件

如图2-19所示，水准仪主要轴线之间应满足以下几何条件：

①圆水准器轴应平行于仪器的竖轴；

②十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴；

③水准管轴应平行于视准轴。

当圆水准气泡居中时表示仪器粗平，即圆水准器轴处于铅垂，若满足关系，则竖轴也铅垂。横丝垂直于竖轴，则中丝处于水平位置，便于读数。水准管气泡居中，表示管水准器轴水平，如果满足第三个几何条件，则水平视线才能保证，因为这是仪器应满足的主要几何条件。

2.6.2　水准仪的检验与校正

水准仪的检验与校正应按下列顺序进行，以保证前面检验的项目不受后面检验项目的影响。

（1）圆水准器的检验和校正

①目的。使圆水准器轴平行于仪器竖轴，圆水准器气泡居中时，竖轴便位于铅垂位置。

②检验方法。安置仪器后，旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，粗略整平仪器，然后将仪器上部在水平方向上绕仪器竖轴旋转180°，若气泡仍居中，则表示圆水准器轴已平行于竖轴，若气泡偏离零点则需进行校正。

③校正方法。用脚螺旋使气泡向中央方向移动偏离量的一半，然后拨圆水准器的校正螺旋使气泡居中。由于一次拨动不易使圆水准器校正得很完善，所以需重复上述的检验和校正，使仪器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。

圆水准器校正装置的构造常见的有两种：一种在圆水准器盒底有3个校正螺旋［图2-20（a）］；盒底中央有一球面突出物，它顶着圆水准器的底板，3个校正螺旋则旋入底板拉住圆水准器。当旋紧校正螺旋时，可使水准器该端降低，旋松时则可使该端上升。另一种构造，在盒底可见到4个螺旋［图2-20（b）］，中间一个较大的螺旋用于连接圆水准器和盒底，另3个为校正螺旋，它们顶住圆水准器底板。当旋紧某一校正螺旋时，水准器该端升高，旋松时则该端下降，其移动方向与第一种相反。校正时，无论对哪一种构造，当需要旋紧某个校正螺旋时，必须先旋松另两个螺旋，校正完毕时，必须使三个校正螺旋都处于旋紧状态。

④检校原理。若圆水准器轴与竖轴没有平行，构成一角，当圆水准器的气泡居中时，竖轴与铅垂线成角［图2-21（a）］。若仪器上部绕竖轴旋转180°，因竖轴位置不变，故圆水准器轴与铅垂线成角［图2-21（b）］。当用脚螺旋使气泡向零点移回偏离量的一半，则竖轴将变动一角而处于铅垂方向，而圆水准器轴与竖轴仍保持角［图2-21（c）］。此时拨圆水准器的校正螺旋，使圆水准器气泡居中则圆水准器轴亦处于铅垂方向，从而使它平行于竖轴［图2-21（d）］。

当圆水准器的误差过大，即角过大时，气泡的移动不能反映出角的变化。当圆水准器气泡居中后，仪器上部平转180°，若气泡移至水准器边缘，再按照使气泡向中央移动的方向旋转脚螺旋1～2周，若未见气泡移动，这就属于角偏大的情况。此时不能按上述正常的情况，用改正气泡偏离量一半的方法来进行校正。首先应以每次相等的量转动脚螺旋，使气泡居中，并记住转动的次数，然后将脚螺旋按相反方向转动原来次数的一半，此时可使竖轴接近铅垂位置。拨圆水准器的校正螺旋使气泡居中，则可使角迅速减小，然后再按正常的检验和校正方法进行校正。

（2）十字丝横丝的检验和校正

①目的。使十字丝的横丝垂直于竖轴，这样，当仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任意位置所得读数均相同。

②检验方法。先用横丝的一端照准一固定的目标或在水准尺上读一读数，然后用微动螺旋转动望远镜，用横丝的另一端观测同一目标或读数。如果目标仍在横丝上或水准尺上读数不变［图2-22（a）］，说明横丝已与竖轴垂直。若目标偏离了横丝或水准尺读数有变化［图2-22（b）］，则说明横丝与竖轴没有垂直，应予校正。

③校正方法。打开十字丝分划板的护罩，可见到3个或4个分划板的固定螺丝［图2-22（c）］。松开这些固定螺丝，用手转动十字丝分划板座，反复试验使横丝的两端都能与目标重合或使横丝两端所得水准尺读数相同，则校正完成。最后旋紧所有固定螺丝。

④检校原理。若横丝垂直于竖轴，横丝的一端照准目标后，当望远镜绕竖轴旋转时，横丝在垂直于竖轴的平面内移动，所以目标始终与横丝重合。若横丝不垂直于竖轴，望远镜旋转时，横丝上各点不在同一平面内移动，因此目标与横丝的一端重合后，在其他位置的目标将偏离横丝。

（3）水准管的检验和校正

①目的。使水准管轴平行于视准轴，当水准管气泡符合时，视准轴就处于水平位置。

②检验方法。在平坦地面选相距40～60m的A、B两点，在两点打入木桩或设置尺垫。水准仪首先置于离A、B等距的Ⅰ点，测得A、B两点的高差［图2-23（a）］。必要时改变仪器高再测，当所得各高差之差小于3mm时取其平均值。若视准轴与水准管轴不平行而构成i角，由于仪器至A、B两点的距离相等，因此由于视准轴倾斜，而在前、后视读数所产生的误差也相等，所以所得的是A、B两点的正确高差。然后把水准仪移到AB延长方向上靠近B的Ⅱ点，再次测A、B两点的高差［图2-23（b）］，必须仍把A作为后视点，故得高差。如果，说明在测站Ⅱ所得的高差也是正确的，这也说明在测站Ⅱ观测时视准轴是水平的，故水准管轴与视准轴是平行的，即。如果，则说明存在i角的误差，由图2-23（b）可知

　　（2-9）

而

　　（2-10）

式中，为仪器分别在Ⅱ和Ⅰ所测高差之差；为A、B两点间的距离。

对于普通水准测量，要求i角不大于20″，否则应进行校正。

③校正方法。当仪器存在i角时，在远点A的水准尺读数a₂将产生误差，从图2-23（b）可知

　　（2-11）

式中，为测站Ⅱ至B点的距离。计算时应注意的正负号，正号表示视线向上倾斜，与图上所示一致，负号表示视线向下倾斜。

为了使水准管轴和视准轴平行，用微倾螺旋使远点A的读数从a₂改变到，。此时视准轴由倾斜位置改变到水平位置，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。用校正针拨动水准管一端的校正螺旋使气泡符合，则水准管轴也处于水平位置从而使水准管轴平行于视准轴。水准管的校正螺旋如图2-24所示，校正时先松动左右两校正螺旋，然后拨上下两校正螺旋使气泡符合。拨动上下校正螺旋时，应先松一个再紧另一个逐渐改正，当最后校正完毕时，所有校正螺旋都应适度旋紧。

以上检验校正也需要重复进行，直到i角小于20″为止。