全站仪视准轴误差、水平轴误差的检定方法
视准轴误差及水平轴误差的概念
如图4.5所示，望远镜视准轴是十字丝中心与物镜光心的连线CC，水平轴是望远镜的旋转轴，
也叫横轴，即图4.5中的HH。竖轴是仪器照准部的旋转轴中心，也叫垂直轴，即图4.5中的VV。
也叫横轴，即图4.5中的HH。竖轴是仪器照准部的旋转轴中心，也叫垂直轴，即图4.5中的VV。
图4.5全站仪视准轴、水平轴及竖轴示意图
这三轴之间必须满足下列条件：
①视准轴CC⊥水平轴HH
②水平轴HH⊥竖轴VV
③竖轴与测站铅垂线一致
视准轴误差是指视准轴不垂直于水平轴的误差，水平轴误差是指水平轴不垂直于竖轴的误差。
视准轴误差和水平轴误差一般是因为安装不完善、或运输途中或使用过程中造成仪器三轴的
轻微变化而产生的误差。
视准轴误差和水平轴误差一般是因为安装不完善、或运输途中或使用过程中造成仪器三轴的
轻微变化而产生的误差。
如果视准轴垂直于水平轴时，视准轴绕水平轴旋转得到的是一个平面。如果视准轴不垂直于
水平轴时，视准轴绕水平轴旋转得到的是一个锥面，此时视准轴不垂直于水平轴，存在视准
轴误差角c。
水平轴时，视准轴绕水平轴旋转得到的是一个锥面，此时视准轴不垂直于水平轴，存在视准
轴误差角c。
一般来说，望远镜支架两端应该等高，但是安装过程中可能发生支架两端不等高的情况，由
此引起水平轴HH不垂直于竖轴VV，而产生水平轴误差。当竖轴竖直时，若水平轴垂直于竖轴，
则视准轴扫出一竖直面；若水平轴不垂直于竖轴，则视准轴扫出一倾斜面，它和铅垂线的夹角
也为i。因此，用带有水平轴误差的全站仪去瞄准同一铅垂面内不同高度的目标，水平度盘读数
将会不同，从而影响测量水平角的精度。
此引起水平轴HH不垂直于竖轴VV，而产生水平轴误差。当竖轴竖直时，若水平轴垂直于竖轴，
则视准轴扫出一竖直面；若水平轴不垂直于竖轴，则视准轴扫出一倾斜面，它和铅垂线的夹角
也为i。因此，用带有水平轴误差的全站仪去瞄准同一铅垂面内不同高度的目标，水平度盘读数
将会不同，从而影响测量水平角的精度。
视准轴误差和水平轴误差都可以通过正倒镜观测取平均值的方法加以消除，但测量规范规定当
视准轴误差和水平轴误差大于一定限值时，需要进行校正。
视准轴误差和水平轴误差大于一定限值时，需要进行校正。
规准轴误差及水平轴误差的限差要求见表4.3。
视准轴误差及水平轴误差检验的方法
全站仪的视准轴误差及水平轴误差通常是同时存在的，为了方便，以下介绍采用“高、低点法”
同时进行视准轴误差c和水平轴误差i的检校方法。
同时进行视准轴误差c和水平轴误差i的检校方法。
1）检验场地的布置
选择一适当的墙面(或其他合适的垂直面)，在距墙面5~10m处安置全站仪。在墙面上设置高，
低两个观测日标H、L，如图4.6所示。要求H、L两点大致在同一铅垂线上(对全站仪形成的水
平角很小，照准时不需要旋转照准部，只需旋转水平微动螺旋即可)，H、L两点的垂直角α1、
α2绝对值应大于3°，且α1、α2的绝对值应尽量相等，差值不超过30”。
低两个观测日标H、L，如图4.6所示。要求H、L两点大致在同一铅垂线上(对全站仪形成的水
平角很小，照准时不需要旋转照准部，只需旋转水平微动螺旋即可)，H、L两点的垂直角α1、
α2绝对值应大于3°，且α1、α2的绝对值应尽量相等，差值不超过30”。
图4.6采用“高、低点法”检定布置图
设置目标时可用仪器指挥，也可初步设置后再观测调整。
2）检验方法及步骤
(1)仪器置于三脚架上，精确整平仪器。
(2)对H、L两点进行6个测回的水平角观测，测回间变换水平度盘30°，前3个测回均按顺时针
旋转照准部进行观测，后3个测回均按逆时针旋转照准部进行观测。对于J2级全站仪，测回间
水平角互差不超过8”，各测回间，高点P1方向或低点P2方向的2c互差不超过10”，超限测回
应重测。
旋转照准部进行观测，后3个测回均按逆时针旋转照准部进行观测。对于J2级全站仪，测回间
水平角互差不超过8”，各测回间，高点P1方向或低点P2方向的2c互差不超过10”，超限测回
应重测。
(3)对H、L两点的垂直角按中丝法各观测3个测回，对于J2级全站仪，测回间垂直和指标差的
互差不超过10”，超限测回应重测。
互差不超过10”，超限测回应重测。
3）视准轴误差和水平轴误差计算
设LH、RH分别为高点H盘左、盘右观测方向值，LL、RL分别为低点L盘左、盘右观测向值，
αH、αL分别为高点H和低点L的垂直角，根据视准轴误差c和水平轴误差i对水平角读数的影响
规律有：
αH、αL分别为高点H和低点L的垂直角，根据视准轴误差c和水平轴误差i对水平角读数的影响
规律有：
4）算例
下面是采用高、低点法进行视准轴误差和水平轴误差检验的算例。
观测数据见表4.4和表4.5。
5）校正方法
当视准轴误差和水平轴误差检验结果超过限差时，需要对仪器进行视准轴误差和水平轴误差校
正。如果全站仪没有视准轴误差和水平轴误差自动校正程序，就需要送到专门的部门进行校正。
目前大部分全站仪都有水平轴误差校正功能。启动水平轴误差检验校正功能，一般采用高、
低点法或平、低点法来检验水平轴误差。检验观测完成后，仪器自动计算检验结果并存储于仪
器内存中。在进行水平角观测时，仪器会自动按存储数据对水平角观测值进行水平轴误差改正。
正。如果全站仪没有视准轴误差和水平轴误差自动校正程序，就需要送到专门的部门进行校正。
目前大部分全站仪都有水平轴误差校正功能。启动水平轴误差检验校正功能，一般采用高、
低点法或平、低点法来检验水平轴误差。检验观测完成后，仪器自动计算检验结果并存储于仪
器内存中。在进行水平角观测时，仪器会自动按存储数据对水平角观测值进行水平轴误差改正。
不同的全站仪进行水平轴误差校正时的操作可能会有些差异，但其基本操作步骤主要为：
(1)检验场地仿照图4.6所示布置，如果按平、低点法进行观测，以平视点代替高点即可，精密整
平仪器。
平仪器。
(2)开机并启动水平轴误差校正功能，按仪器屏幕的提示分别在盘左、盘右位置进行观测，观测
完成后，仪器自动计算水平轴误差并存储到仪器内存以供进行误差改正。
完成后，仪器自动计算水平轴误差并存储到仪器内存以供进行误差改正。
不同仪器对照准和读数的次数要求也可能不同。一般来说，照准和读数次数在仪器系统内都有
标识。还有些仪器内部有较严的限差，当新检定的水平轴误差大于该限差时，仪器不保存该值，
这就需要将仪器送专门机构检校，或送厂维修。
标识。还有些仪器内部有较严的限差，当新检定的水平轴误差大于该限差时，仪器不保存该值，
这就需要将仪器送专门机构检校，或送厂维修。
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