水准仪i角室内检定方法探讨

　　一、水准仪i角的含义

　　1.光学水准仪i角

　　水准仪的主要目的是得到一条比较接近水平的视准线。那么, 又是如何得知这条视准线接近水平呢? 管状水准仪是借助管状水准气泡的水准轴得到仪器视准线处于接近水平状态的。因此, 管状水准仪i角指水准仪望远镜视准线和管状水准气泡的视准轴在竖直平面上投影的夹角。自动安平水准仪采用的是光学机械自动安平补偿器, 用它取代过去的传统管状水准气泡。因此,自动安平水准仪i角指经过物镜光心的水平入射光线,与这条水平光线经过补偿器后的准绝对水平视准线之间的夹角。

　　2.数字水准仪i角

　　数字水准仪具有传统自动安平水准仪相同的光学机械结构, 其自动安平补偿系统仍采用典型的交叉吊带光学机械补偿器, 如图1所示。

　　由数字水准仪的光学成像原理得知, 数字水准仪i角具有两个含义: 一个是光学系统i角, 由图1得知, 它避开电子系统而当作一般自动安平水准仪, 其i角含义见一、1; 另一个是光电系统i角, 它是经过物镜光心的水平入射光线, 与这条水平光线经过补偿器到CCD图像传感器参考点的水平视准线之间的夹角。显然, 这两个i角的含义是不一样的, 相互之间也没有多大的关联。

　　二、过去常规对水准仪i角的检定方法

　　1.平行光管法

　　平行光管法是JJG425- 2003《水准仪》检定规程常用的检定方法, 具体操作方法参看规程第10页。此法对管状水准仪和自动安平水准仪i角的检定是可行的, 但对数字水准仪光电系统i角的检定则无法实行。

　　2.平行光管比对法

　　平行光管比对法采用的是调焦运行, 误差极小,且i角≤1″的标准DSZ05级水准仪与被检定水准仪在平行光管内进行比对。这种方法同样适合于对管状水准仪和自动安平水准仪i角的检定, 但仍不能对数字水准仪光电系统i角进行检定。

　　3.室外的费式法

　　目前, 由于数字水准仪没有相应的检测设备, 国内各个检定部门对数字水准仪i角的检定, 只能采用相应的条码水准标尺在室外进行, 并利用数字水准仪机内的i角的测量程序, 一般采用室外费式法, 其具体检定方法如图2所示。

　　在相距45m的两端设立A、B条码水准标尺, 将其分成大致相等的3段, 分别在距条码水准标尺15m处设仪器测站1和测站2, 则数字水准仪i角为:

　　式中: a1、a2———仪器在测站1、测站2时对A尺的读数, mm; b1、b2———仪器在测站1、测站2时对B尺的读数,mm; Da1、Da2———仪器在测站1、测站2时到A尺的距离, m;Db1、Db2———仪器在测站1、测站2时到B尺的距离, m;ρ———系数, 206265″。