數字水準儀i角檢驗方法

在我們平時的沉降觀測過程中，精度的控制是非常重要的，關系到我們最終數據報告的準確性，因此我們一定要控制沉降觀測的誤差。為了減少這些誤差，其中之一，對于i角的檢驗顯得非常重要，i角誤差的大小直接關系到我們最終數據合格不合格。因此，我們要學會如何檢驗i角，下面我有針對性的介紹其中一種方法，做到學以致用。

電子水準儀i角檢驗方法包括4種:費式(Forstner)法，李式(Nahbauer)法，庫式(Kukkamaki)法，日本(Japanese)法。其基本原理相同，即利用i角對水準標尺上讀數的影響與距離成比例這一特點，從而比較在不同距離的情況下，水準標尺上讀數的差別而求出i角。

其一般測定的方法是:距儀器一定距離處分別選定A點和B點，以便安放水準標尺A、B，兩點的高差h是未知數，要測定的i角也是未知數，因此選定2個位置I1、I2安置儀器，測定2份A、B高差成果，建立2個相應的方程式，從而解出這2個未知數(h，i)。

日常工作中主要是使用費式(Forstner)法，因此著重介紹它。如圖2所示，選定2個相距大約為45.0m的固定點A、B。把這段距離平均分成3段，并在兩點的連線之間分別距A、B大約15.0m處設2個測站I1、I2。在I1測站上，照準水準尺A和B，讀數為a1和b1，當i=0時，水平視線在水準尺上的正確讀數應為a1'和b1'，所以由于i角引起的誤差分別為Δ和2Δ。同樣，在I2測站上，照準水準尺A和B，讀數為a2和b2，正確讀數應為a2'和b2'，其誤差分別為2Δ和Δ。

在測站I1和I2上得到A、B點的正確高差分別為:

h1'=a1'－b1'=(a1－Δ)－(b1－2Δ)=a1－b1+Δ                    (1)

h2'=a2'－b2'=(a2－2Δ)－(b2－Δ)=a2－b2+Δ                    (2)

如不顧及其他誤差的影響，則h1'=h2'，所以

由(1)、(2)式可得:

2Δ=(a2－b2)－(a1－b1)

式中，(a1－b1)和(a2－b2)是儀器存在i角時，分別在測站I1和I2上測得A、B兩點間高差，以h1和h2表示，則上式可寫為:

2Δ=h2－h1

Δ=1/2(h2－h1)         (3)

由圖2可知:

Δ=i″s/ρ″

即:i″=ρΔ/s          (4)

至此，由公式(3)和(4)就求出水準儀的i值。

按照《國家一、二等水準測量規范》，最終得到:

i=Δ·ρ/(D2－D1)－1.61×10－5(D1+D2)            (5)

式中，i為i角值，單位為角秒(″);ρ為206265，單位為角秒(″);a1為在I1處觀測A尺的讀數平均值，單位為毫米(mm);b1為在I1處觀測B尺的讀數平均值，單位為毫米(mm);a2為在I2處觀測A尺的讀數平均值，單位為毫米(mm);b2為在I2處觀測B尺的讀數平均值，單位為毫米(mm);D1為儀器距近標尺距離，單位為毫米(mm);D2為儀器距遠標尺距離，單位為毫米(mm)。