2.7 微倾式水准仪的检验与校正
2.7.1 水准仪的几何轴线及其应满足的关系
如图2.19所示，水准仪的主要几何轴线有望远镜的视准轴（CC）、水准管轴（LL）、仪器竖轴（VV）和圆水准器轴（L0 L0）。根据水准测量的原理，水准仪必须提供一条水平视线。为保证水准仪能提供一条水平视线，各轴线间应满足的几何条件如下：
图2.19 水准仪几何轴线关系
（1）圆水准器轴应平行于仪器竖轴（L0 L0∥VV）。
（2）十字丝横丝应垂直于仪器竖轴（横丝⊥VV）。
（3）水准管轴应平行于视准轴（LL∥CC）。
其中：（1）和（2）是次要条件；（3）是主要条件。
这些条件在仪器出厂时经检验都满足了要求，但由于长期的使用和运输中的震动，使仪器各部分的螺丝松动，各轴线之间的关系发生了变化。所以水准测量作业前，应对水准仪进行检验，如有问题，应该及时校正。
2.7.2 水准仪的检验和校正
2.7.2.1 圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正
1.检验目的
使圆水准轴平行于仪器竖轴。若两轴平行，圆水准器气泡居中时，竖轴就处于铅垂位置。
2.检验原理
假设仪器竖轴与圆水准器轴不平行，它们之间有一交角δ，那么当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，竖轴则偏离竖直位置δ角，如图2.20（a）所示。将仪器旋转180°，如图2.20（b）所示，由于仪器是以竖轴为旋转轴旋转的，此时仪器的竖轴位置不变动，而圆水准器轴则从竖轴的右侧转到了竖轴左侧，与铅垂线的夹角为2δ。圆水准器气泡偏离中心位置，气泡偏离的弧长所对的圆心角即等于2δ。
3.检验方法
安置仪器后，调节脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将望远镜绕竖轴旋转180°，此时若气泡仍然居中，说明此项条件满足；若气泡偏离中心位置，说明此项条件不满足，应进行校正。
4.校正方法
校正时，用校正针拨动圆水准器下面的三个校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离长度的一半，这时圆水准器轴与竖轴平行，如图2.20（c）所示。然后再旋转脚螺旋使气泡居中，此时竖轴处于竖直位置，如图2.20（d）所示。拨动三个校正螺丝前，应一松一紧，校正完毕后注意把螺丝紧固。校正必须反复数次，直到仪器转动到任何方向圆气泡都居中为止。
图2.20 圆水准器检验、校正原理
2.7.2.2 十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正
1.检验目的
仪器整平后，使十字丝的横丝处于水平状态，即使横丝垂直仪器竖轴。
2.检验原理
如果十字丝横丝不垂直于仪器的竖轴，当竖轴处于竖直位置时，十字丝横丝不是水平的，横丝的不同部位在水准尺上的读数不相同。
3.检验方法
水准仪整平后，用十字丝横丝的一端瞄准与仪器等高的一固定点，如图2.21（a）中的M点。固定制动螺旋，然后用微动螺旋缓缓地转动望远镜。如图2.21（b）所示，若该点始终在十字丝横丝上移动，说明此条件满足；若该点偏离横丝，如图2.21（c）、图2.21（d）所示，表示条件不满足，需要校正。
图2.21 十字丝横丝的检验
图2.22 十字丝校正装置
4.校正方法
旋下靠目镜处的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝，如图2.22所示。按横丝倾斜的反方向转动十字丝环，使横丝与目标点重合，再进行检验，直到目标点始终在横丝上相对移动为止，最后旋紧十字丝环固定螺丝，盖好护罩。
2.7.2.3 水准管轴平行于视准轴的检验与校正
1.检验目的
使水准管轴平行于视准轴。当仪器水准管气泡居中时，视准轴水平，水准仪提供一条水平视线。
2.检验原理
设水准轴不平行视准轴所夹角度为i，检验时将仪器安置在不同的点上以测定两固定点间的两次高差来确定i角，若两次测得的高差相等，则i角为零；若两次测得的高差不相等，则需计算i角，如i角超限，则应进行校正。
3.检验方法
在较平坦的地面上选定相距80～100m的A、B两点，分别在A、B两点打入木桩，在木桩上竖立水准尺。将水准仪安置在A、B两点中间，使前后视距相等，如图2.23（a）所示，精确整平仪器后，依次照准A、B两尺进行读数，设读数分别为a1、b1，此时因前后视距相等，所以i角对前、后尺读数的影响均为x，A、B两点间的高差为
图2.23 水准管轴平行于视准轴的检验与校正
（a）中点；（b）A端点
式（2.21）抵消了i角误差对高差的影响，所以由a1、b1算出的高差即为正确高差。
用变化仪器高法两次测出A、B两点的高差，两次测得的高差小于5mm时，取平均值hAB作为最后结果。
由于仪器距两尺的距离相等，由图2.23（a）中可见，无论水准管轴是否平行视准轴，在中点处测出的高差hAB都是正确高差，这说明在水准测量中将仪器放在两尺中点处可以消除i角误差。
将水准仪搬至距离A点（或B点）约2～3m处，如图2.23（b）所示，仪器精平后读取两尺中丝读数a2和b2。因为仪器离A点很近，i角对A尺读数a2的影响很小，可以认为a2即为视线水平时的正确读数。因此根据a2和正确高差hAB可以计算出B尺视线水平时的正确读数b′2为
如果b′2＝b2说明两轴平行，否则，有i角存在。
i角值的计算公式为式中 DAB——点A、B间距离。
当i＞0时，说明视准轴向上倾斜；当i＜0时，说明视准轴向下倾斜。
规范中规定DS3型水准仪的i角大于20″时需要进行校正。
图2.24 水准管的校正
4.校正方法
水准仪不动，转动微螺旋使十字丝的横丝切于B尺的正确读数b′2处，此时视准轴处于水平位置，而水准管气泡偏离中心。用校正针先拨松水准管左右端校正螺丝，再拨动上、下两个校正螺丝，如图2.24所示，使上下螺丝一松一紧，升降水准管的一端，使偏离的气泡重新居中。此项校正需反复进行，直至达到要求后，将松开的校正螺丝旋紧。