1 測量儀器及應用

1.1 水準儀

1.1.1 光學水準儀

我國生產的S3型微傾水準儀，是工程中常用的類型，如圖11所示。“S”是水準儀的代號，“3”是相應的精度等級，表示每公里高差中誤差為±3mm。

（1）光學水準儀的基本構造　光學水準儀主要由望遠鏡、水準器和基座三部分組成，見表1-1。

（2）光學水準儀的使用方法　光學水準儀的使用方法見表1-2。

1.1.2 水準尺

水準尺的構造見表1-3。

1.1.3 自動安平水準儀

（1）自動安平水準儀原理　如圖1-8所示為我國北京測繪儀器廠生產的DSZ3-ZD型自動安平水準儀，其自動安平的原理及應用見表1-4。

（2）自動安平水準儀應用　用自動安平水準儀作水準測量，與使用微傾式水準儀的方法基本相同，儀器置于測站點后，使用腳螺旋和圓水準器粗略整平儀器，即可照準測點的立尺，由于補償器的作用，儀器仍可提供一條水平視線，使用十字絲橫絲截讀水準尺的尺讀數即可如法進行水準測量。

為了檢查補償器的工作是否正常，即可輕微調整腳螺旋，如果尺讀數仍無變化，則說明補償器工作正常，否則，要對儀器進行檢修。

由于自動安平水準儀的金屬絲較脆弱，因此使用自動安平水準儀更要倍加愛護，嚴防儀器受劇烈震動，更不能使儀器有人為的損壞。

1.1.4 精密水準儀

（1）精密水準儀構造　精密水準尺一般與DS1型精密水準儀配套使用，其構造如圖1-12所示。該尺全長3m，注字長6m，在木質尺身中間的槽內裝有膨脹系數極小的銦瓦合金帶，因此稱為銦瓦尺。帶的下端固定，上端用彈簧拉緊，以保證帶的平直且不受尺身長度變化的影響。銦瓦合金帶分左右兩排分劃，每排最小分劃均為10mm，彼此錯開5mm，把兩排的分劃合在一起使用，便成為左右交替形式的分劃，其分劃值為5mm。合金帶右邊從0~5注記米數，左邊注記分米數，大三角形標志對準分米分劃，小三角形標志對準5cm分劃，注記的數字為實際長度的2倍，即水準尺的實際長度等于尺面讀數的1/2，因而用此水準尺進行測量作業時，必須將觀測高差除以2，才是實際高差。

（2）精密水準儀使用　精密水準儀使用時應注意以下幾點。

①定期校驗。水準儀、水準尺要定期檢校，以此減少儀器本身存在的誤差。

②精度要求。為了有效減少與距離有關的誤差影響儀器安置位置應符合所測工程對象的精度要求，例如視線長度、前后視距差、累計視距差和儀器高都應符合觀測等級精度的要求。

③外界條件。選擇合適觀測的外界條件，先要考慮強光、光折射、逆光、風力、地表蒸氣、雨天和溫度等外界因素的影響，以減少觀測誤差。

④穩定性。儀器應安穩精平，水準尺應利用水準管氣泡保持豎直，立尺點（尺墊、觀測站點、沉降觀測點）要有良好的穩定性，防止點位變化。

⑤細致認真。觀測過程中要保證細致認真，粗心大意是測不出精確成果的。

⑥熟練程度。熟練掌握所用儀器的性能、構造和使用方法，了解水準尺尺面分劃特點和注字順序，在情況不明時不可作業，以防造成差錯。

1.1.5 電子水準儀

電子水準儀的出現，為水準測量自動化、數字化開辟了新的途徑。電子水準儀利用電子圖像處理技術來獲得測站高程和距離，并能自動記錄，儀器內置測量軟件包，功能包括測站高程連續計算、測點高程計算、路線水準平差、高程網平差及斷面計算，多次測量平均值及測量精度等。電子水準儀的測量原理、使用方法及特點見表1-5。