1 测量仪器及应用

1.1 水准仪

1.1.1 光学水准仪

我国生产的S3型微倾水准仪，是工程中常用的类型，如图11所示。“S”是水准仪的代号，“3”是相应的精度等级，表示每公里高差中误差为±3mm。

（1）光学水准仪的基本构造　光学水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成，见表1-1。

（2）光学水准仪的使用方法　光学水准仪的使用方法见表1-2。

1.1.2 水准尺

水准尺的构造见表1-3。

1.1.3 自动安平水准仪

（1）自动安平水准仪原理　如图1-8所示为我国北京测绘仪器厂生产的DSZ3-ZD型自动安平水准仪，其自动安平的原理及应用见表1-4。

（2）自动安平水准仪应用　用自动安平水准仪作水准测量，与使用微倾式水准仪的方法基本相同，仪器置于测站点后，使用脚螺旋和圆水准器粗略整平仪器，即可照准测点的立尺，由于补偿器的作用，仪器仍可提供一条水平视线，使用十字丝横丝截读水准尺的尺读数即可如法进行水准测量。

为了检查补偿器的工作是否正常，即可轻微调整脚螺旋，如果尺读数仍无变化，则说明补偿器工作正常，否则，要对仪器进行检修。

由于自动安平水准仪的金属丝较脆弱，因此使用自动安平水准仪更要倍加爱护，严防仪器受剧烈震动，更不能使仪器有人为的损坏。

1.1.4 精密水准仪

（1）精密水准仪构造　精密水准尺一般与DS1型精密水准仪配套使用，其构造如图1-12所示。该尺全长3m，注字长6m，在木质尺身中间的槽内装有膨胀系数极小的铟瓦合金带，因此称为铟瓦尺。带的下端固定，上端用弹簧拉紧，以保证带的平直且不受尺身长度变化的影响。铟瓦合金带分左右两排分划，每排最小分划均为10mm，彼此错开5mm，把两排的分划合在一起使用，便成为左右交替形式的分划，其分划值为5mm。合金带右边从0~5注记米数，左边注记分米数，大三角形标志对准分米分划，小三角形标志对准5cm分划，注记的数字为实际长度的2倍，即水准尺的实际长度等于尺面读数的1/2，因而用此水准尺进行测量作业时，必须将观测高差除以2，才是实际高差。

（2）精密水准仪使用　精密水准仪使用时应注意以下几点。

①定期校验。水准仪、水准尺要定期检校，以此减少仪器本身存在的误差。

②精度要求。为了有效减少与距离有关的误差影响仪器安置位置应符合所测工程对象的精度要求，例如视线长度、前后视距差、累计视距差和仪器高都应符合观测等级精度的要求。

③外界条件。选择合适观测的外界条件，先要考虑强光、光折射、逆光、风力、地表蒸气、雨天和温度等外界因素的影响，以减少观测误差。

④稳定性。仪器应安稳精平，水准尺应利用水准管气泡保持竖直，立尺点（尺垫、观测站点、沉降观测点）要有良好的稳定性，防止点位变化。

⑤细致认真。观测过程中要保证细致认真，粗心大意是测不出精确成果的。

⑥熟练程度。熟练掌握所用仪器的性能、构造和使用方法，了解水准尺尺面分划特点和注字顺序，在情况不明时不可作业，以防造成差错。

1.1.5 电子水准仪

电子水准仪的出现，为水准测量自动化、数字化开辟了新的途径。电子水准仪利用电子图像处理技术来获得测站高程和距离，并能自动记录，仪器内置测量软件包，功能包括测站高程连续计算、测点高程计算、路线水准平差、高程网平差及断面计算，多次测量平均值及测量精度等。电子水准仪的测量原理、使用方法及特点见表1-5。