2.6 水准仪的检验与校正

水准仪在经过长时间的使用或长途运输后，其各轴线间的关系会发生变化。为了保证

测量成果的正确性，要定期对仪器进行检验和校正。在对水准仪进行检验校正之前，首先要对水准仪进行一般性检查，内容有：望远镜的成像是否清晰、制动及微动螺旋是否有效、脚螺旋转动是否灵活、水准气泡是否正常等。

2.6.1 水准仪应满足的条件

水准仪的作用是提供一条水平视线，而视线水平是依靠水准管的气泡居中来实现的。因此水准仪必须满足水准管轴平行于视准轴这一基本条件。为了利用微倾螺旋迅速整平，要求仪器竖轴应处于铅垂位置，这一要求通过圆水准器气泡居中来实现。因此要求水准仪必须满足圆水准器轴平行于竖轴这一条件。水准测量中要求用竖丝与中丝的交点在水准尺成像上的位置进行读数，但这样读数的效率比较低，因此还要求十字丝中丝与竖轴垂直，就可以在中丝与竖丝的交点处于水准尺影像附近时直接读数，提高观测效率。

综上所述，水准仪应满足的条件是：（1）圆水准器轴平行于仪器的竖轴。（2）十字丝中丝垂直于仪器的竖轴。（3）水准管轴平行于视准轴。

水准仪具体的轴系关系见图217。

图217 水准仪的轴线关系

2.6.2 水准仪的检验与校正

2.6.2.1 圆水准器的检验与校正

（1）检校目的。满足条件L′L′∥VV。当圆水准器气泡居中，仪器的竖轴VV处于铅垂状态。

（2）检验方法。水准仪连接到脚架头上后，转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将望远镜旋转180°，检查气泡是否仍然居中。若居中，表明L′L′∥VV的条件满足；若不居中，则应进行校正。

（3）检校原理。如图2 18（a）所示，竖轴VV与圆水准器轴L′L′不平行，相交成θ角。此时调脚螺旋使气泡居中，则圆水准器轴竖直，而竖轴倾斜θ角。如图2 18（b）所示，望远镜绕倾斜的竖轴VV旋转180°，圆水准器轴便偏离竖直状态，圆水准器气泡立即偏离，L′L′轴相对于铅垂线偏离的角度最大，其值为2θ角，气泡也偏离中心2θ相应的距离。如图2 18（c）所示，仪器竖轴对铅垂线偏离了θ角，旋转脚螺旋，使气泡向中心移

动偏距的一半，即圆水准器轴与铅垂线的夹角为θ。如图2 18（d）所示，拨圆水准器的校正螺丝使气泡居中，即圆水准器轴也铅垂，这样就消除了圆水准器轴与竖轴之间的交角，使两者平行。

图218 圆水准器轴平行于竖轴的检校

（4）校正方法。在检验的基础上，先旋转脚螺旋，使气泡向中心退回偏移距离的一半，然后用校正针先松动圆水准器底部的中心固定螺丝（图219），然后再拨动校正螺丝，使气泡完全居中。这种检校过程需要反复数次，直到旋转水准仪，使得望远镜对准任何一个方向，圆水准器的气泡都位于居中位置，最后将中心固定螺丝拧紧。

图219 圆水准器的校正螺钉

2.6.2.2 十字丝中丝的检验与校正

（1）检校目的。满足十字丝中丝垂直于VV的条件，使得VV铅垂时，十字丝的中丝处于水平状态。

（2）检验方法。当仪器竖轴处于铅垂位置时，如果十字丝中丝垂直于竖轴，中丝必成水平，当望远镜绕竖轴转动时，中丝上任何部分始终在同一水平面上。检验时在离墙壁一定距离位置处架设仪器、整

平，望远镜瞄准墙壁，指挥人在墙壁上作一标记，使其位于中丝上。记所作标记为点P，制动水准仪，一边用微动螺旋左右小幅度转动望远镜，一边观察视野里点P与中丝的相对位置状况。如图2 20（a）、（b）所示，若点P一直位于中丝上，则表示十字丝中丝垂直于VV；如图2 20（c）、（d）所示，若发现点P偏离了中丝，则表示十字丝中丝与VV不相垂直，需要进行校正。

（3）校正方法。旋下目镜处的十字丝分划板防护罩，松开十字丝环的四个压环螺丝，如图2 20（e）、（f）所示，按中丝倾斜的反方向转动十字丝环，直到满足要求，最后旋紧十字丝的压环螺丝，并上好十字丝分划板防护罩。

2.6.2.3 水准管轴平行视准轴的检验与校正

（1）检校目的。满足LL∥CC的条件，当水准管气泡居中时，视准轴CC处于水平

图220 十字丝横丝的检验与校正

状态。

（2）检验方法。如图221，设水准管轴与视准轴不平行，两者间存在一夹角i。当水准管气泡居中，望远镜绕竖轴旋转，视线始终是向上（或向下）倾斜，导致在水准尺上的读数比视线水平状态下的读数始终偏大（或偏小），偏大（或偏小）的数值与水准仪到水准尺的距离成正比。如果将水准仪安置在与前、后视两水准尺距离相同的位置，视线在水准尺上的读数偏大（或偏小）一个相同的数值，在计算两点高差时，两者可以相互抵消；但当水准仪到前、后视两水准尺距离不相同，计算得的高差就受i角的影响。

图221 水准管轴平行于视准轴的检校

检验时，首先确定出两水准尺A、B的中间位置C，在C处立水准仪，分别读取读数a₁、b₁，由于水准仪到两尺子的距离相等，可以假设两读数都偏大一个x值，则A、B两点间的高差为：

h_AB=（a₁-x）-（b₁-x）=a₁-b₁

再将水准仪搬到距离B点很近的位置D处，分别读取两水准尺上的读数a₂、b₂，则两点间高差为：

h′_AB=a₂-b₂

两次设站的高差之差为：

Δh=h′_AB-h_AB

若两次高差的较差在±5mm范围内，可认为水准管轴与视准轴相平行，否者应进行校正。若存在夹角i需要校正，则仪器在D点不动，水准仪距离B点很近，可以认为读数b₂受i的影响很小。因此可以得出视线如果是水平的，则在点A水准尺上的读数应为：

a′₂=h_AB+b₂

此时转动微倾螺旋，使十字丝的交点对准读数a′₂，此时视准轴已经处于水平状态，但水准管的气泡已经偏离。用校正针拨动水准管一端的上、下两校正螺丝，使气泡居中，此时水准管轴位于水平状态。

此项检验校正应反复进行，直到符合要求为止。