1 測量儀器及應(yīng)用

1.1 水準(zhǔn)儀

1.1.1 光學(xué)水準(zhǔn)儀

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

（1）光學(xué)水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造　光學(xué)水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成，見表1-1。

（2）光學(xué)水準(zhǔn)儀的使用方法　光學(xué)水準(zhǔn)儀的使用方法見表1-2。

1.1.2 水準(zhǔn)尺

水準(zhǔn)尺的構(gòu)造見表1-3。

1.1.3 自動安平水準(zhǔn)儀

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

（2）自動安平水準(zhǔn)儀應(yīng)用　用自動安平水準(zhǔn)儀作水準(zhǔn)測量，與使用微傾式水準(zhǔn)儀的方法基本相同，儀器置于測站點(diǎn)后，使用腳螺旋和圓水準(zhǔn)器粗略整平儀器，即可照準(zhǔn)測點(diǎn)的立尺，由于補(bǔ)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(zhǔn)尺的尺讀數(shù)即可如法進(jìn)行水準(zhǔn)測量。

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

由于自動安平水準(zhǔn)儀的金屬絲較脆弱，因此使用自動安平水準(zhǔn)儀更要倍加愛護(hù)，嚴(yán)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(zhǔn)儀

（1）精密水準(zhǔn)儀構(gòu)造　精密水準(zhǔn)尺一般與DS1型精密水準(zhǔn)儀配套使用，其構(gòu)造如圖1-12所示。該尺全長3m，注字長6m，在木質(zhì)尺身中間的槽內(nèi)裝有膨脹系數(shù)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(shù)，左邊注記分米數(shù)，大三角形標(biāo)志對準(zhǔn)分米分劃，小三角形標(biāo)志對準(zhǔn)5cm分劃，注記的數(shù)字為實際長度的2倍，即水準(zhǔn)尺的實際長度等于尺面讀數(shù)的1/2，因而用此水準(zhǔn)尺進(jìn)行測量作業(yè)時，必須將觀測高差除以2，才是實際高差。

（2）精密水準(zhǔn)儀使用　精密水準(zhǔn)儀使用時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

①定期校驗。水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)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(guān)的誤差影響儀器安置位置應(yīng)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(yīng)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(qiáng)光、光折射、逆光、風(fēng)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(wěn)定性。儀器應(yīng)安穩(wěn)精平，水準(zhǔn)尺應(yīng)利用水準(zhǔn)管氣泡保持豎直，立尺點(diǎn)（尺墊、觀測站點(diǎn)、沉降觀測點(diǎn)）要有良好的穩(wěn)定性，防止點(diǎn)位變化。

⑤細(xì)致認(rèn)真。觀測過程中要保證細(xì)致認(rèn)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(gòu)造和使用方法，了解水準(zhǔn)尺尺面分劃特點(diǎn)和注字順序，在情況不明時不可作業(yè)，以防造成差錯。

1.1.5 電子水準(zhǔn)儀

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