激光垂準儀重力準線校準方法

劉浩 / 陜西省計量科學研究院

0 引言

垂準儀是以重力線為基準，給出鉛垂直線的光學儀器，廣泛應用于建筑施工和設備安裝中提供鉛垂線。垂準儀分為光學垂準儀和激光垂準儀兩種，目前，激光垂準儀由于直觀、容易操作，其使用量高于光學垂準儀。激光垂準儀使用簡單，攜帶方便，可以提供上下雙向重力準線，市場保有量和使用量較大。不過，相比于光學垂準儀，激光重力準線難以校準。垂準儀最主要的指標為其重力準線偏差，在JJF 1081-2002《垂準儀校準規范》中并沒有對重力準線偏差做出規定，僅給出“一測回垂準測量標準偏差”“機械軸和光軸同軸度”等參數[1]。目前，高準確度的水平準線可以很容易地通過水平補償裝置得到[2]，但是重力準線不容易獲得，如果可以將重力準線轉折90°轉化為水平準線，就比較容易進行測量。

1 測量原理

將光線進行轉折的常用方式即使用五棱鏡[3-4]，雖然五棱鏡自身存在加工誤差（普通的高準確度五棱鏡普遍存在20′′到100′′左右的角度加工誤差）[5]，但其各角角度誤差均可由精密測角儀測出，并用數學方式修正。因此，設計了一種利用水平陪檢標準器和DSZ05級水準儀配合五棱鏡對激光重力準線進行校準的方法。

水平陪檢標準器是一種帶有高準確度自動補償裝置的雙面平面反射鏡，其原理和蔡司的NI002高準確度水準儀類似，擁有雙擺位。在將雙擺位擺差調零后，水平陪檢標準器可看作一個絕對鉛垂的反射鏡[6]。在JJG 960-2012《水準儀檢定裝置》檢定規程中，就使用了水平陪檢標準器（陪檢器）對水準儀檢定裝置的水準線偏差進行檢定[7]。……