水準(zhǔn)儀及其使用方法

　　高程測量是測繪地形圖的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必須量測地面高程，利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量是精密測量高程的主要方法。

一、水準(zhǔn)儀器組合：

　　1.望遠(yuǎn)鏡 2.調(diào)整手輪 3.圓水準(zhǔn)器 4.微調(diào)手輪 5.水平制動手輪 6.管水準(zhǔn)器 7.水平微調(diào)手輪 8.腳架

二、操作要點(diǎn)：

　　在未知兩點(diǎn)間，擺開三腳架，從儀器箱取出水準(zhǔn)儀安放在三腳架上，利用三個機(jī)座螺絲調(diào)平，使圓氣泡居中，跟著調(diào)平管水準(zhǔn)器。水平制動手輪是調(diào)平的，在水平鏡內(nèi)通過三角棱鏡反射，水平重合，就是平水。將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)未知點(diǎn)（1）上的塔尺，再次調(diào)平管水平器重合，讀出塔尺的讀數(shù)（后視），把望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)到未知點(diǎn)（2）的塔尺，調(diào)整管水平器，讀出塔尺的讀數(shù)（前視），記到記錄本上。

　　計(jì)算公式：兩點(diǎn)高差=后視－前視。

三、校正方法：

　　將儀器擺在兩固定點(diǎn)中間，標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線，稱為a、b線，移動儀器到固定點(diǎn)一端，標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線，稱為a’、b ’。計(jì)算如果a－b≠a’－b’時，將望遠(yuǎn)鏡橫絲對準(zhǔn)偏差一半的數(shù)值。用校針將水準(zhǔn)儀的上下螺釘調(diào)整，使管水平泡吻合為止。重復(fù)以上做法，直到相等為止。

四、水準(zhǔn)儀的使用方法  

　　水準(zhǔn)儀的使用包括：水準(zhǔn)儀的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個步驟。

1. 安置
　　安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上并置于兩觀測點(diǎn)之間。首先打開三腳架并使高度適中，用目估法使架頭大致水平并檢查腳架是否牢固，然后打開儀器箱，用連接螺旋將水準(zhǔn)儀器連接在三腳架上。

2. 粗平
　　粗平是使儀器的視線粗略水平，利用腳螺旋置園水準(zhǔn)氣泡居于園指標(biāo)圈之中。具體方法用儀器練習(xí)。在整平過程中，氣泡移動的方向與大姆指運(yùn)動的方向一致。

3. 瞄準(zhǔn)
　　瞄準(zhǔn)是用望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。首先是把望遠(yuǎn)鏡對向遠(yuǎn)處明亮的背景，轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲最清晰。再松開固定螺旋，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使照門和準(zhǔn)星的連接對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊固定螺旋。最后轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋，使水準(zhǔn)尺的清晰地落在十字絲平面上，再轉(zhuǎn)動微動螺旋，使水準(zhǔn)尺的像靠于十字豎絲的一側(cè)。

4. 精平
　　精平是使望遠(yuǎn)鏡的視線精確水平。微傾水準(zhǔn)儀，在水準(zhǔn)管上部裝有一組棱鏡，可將水準(zhǔn)管氣泡兩端，折射到鏡管旁的符合水準(zhǔn)觀察窗內(nèi)，若氣泡居中時，氣泡兩端的象將符合成一拋物線型，說明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合，說明視線不水平。這時可用右手轉(zhuǎn)動微傾螺旋使氣泡兩端的象完全符合，儀器便可提供一條水平視線，以滿足水準(zhǔn)測量基本原理的要求。注意？氣泡左半部份的移動方向，總與右手大拇指的方向不一致。

5. 讀數(shù)
　　用十字絲，截讀水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。現(xiàn)在的水準(zhǔn)儀多是倒象望遠(yuǎn)鏡，讀數(shù)時應(yīng)由上而下進(jìn)行。先估讀毫米級讀數(shù)，后報出全部讀數(shù)。
注意，水準(zhǔn)儀使用步驟一定要按上面順序進(jìn)行，不能顛倒，特別是讀數(shù)前的符合水泡調(diào)整，一定要在讀數(shù)前進(jìn)行。

五、水準(zhǔn)儀的測量

　　測定地面點(diǎn)高程的工作，稱為高程測量。高程測量是測量的基本工作之一。高程測量按所使用的儀器和施測方法的不同，可以分為水準(zhǔn)測量、三角高程測量、GPS高程測量和氣壓高程測量。水準(zhǔn)測量是目前精度最高的一種高程測量方法，它廣泛應(yīng)用于國家高程控制測量、工程勘測和施工測量中。
水準(zhǔn)測量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，讀取豎立于兩個點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，來測定兩點(diǎn)間的高差，再根據(jù)已知點(diǎn)高程計(jì)算待定點(diǎn)高程。
如下圖所示，在地面上有A、B兩點(diǎn)，已知A點(diǎn)的高程為HA、為求B點(diǎn)的高程HB，在A、B兩點(diǎn)之間安骨水準(zhǔn)儀，A、B兩點(diǎn)亡各豎立一把水準(zhǔn)尺，通過水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡讀取水平視線分別在A、B兩點(diǎn)水準(zhǔn)尺上截取的讀數(shù)為a和b，可以求出A、B兩點(diǎn)問的高差為：

　　設(shè)水準(zhǔn)測量的前進(jìn)方向?yàn)锳點(diǎn)至B點(diǎn)，則稱A點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視讀數(shù)；稱B點(diǎn)為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)b為前視讀數(shù)。因此，兩點(diǎn)間的高差等于：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　hAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)

　　若后視讀數(shù)大于前視讀數(shù)，則高差為正，表示B點(diǎn)比A點(diǎn)高，hAB>0；若后視讀數(shù)小于前視讀數(shù)，則高差為負(fù)，表示B點(diǎn)比A點(diǎn)低，hAB<0。
如果A、B兩點(diǎn)相距不遠(yuǎn)，且高差不大，則安置一次水準(zhǔn)儀，就可以測得高差hAB。此時B點(diǎn)高程為： 

　　 當(dāng)架設(shè)一次水準(zhǔn)儀需要測量多個前視點(diǎn)B1，B2，…，Bn的高程時，采用視線高程計(jì)算這些點(diǎn)的高程就非常方便。設(shè)水準(zhǔn)儀對豎立在B1，B2，…，Bn點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)分別為b1，b2，…，bn時，則高程計(jì)算公式為：

　　 如果A、B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大，安置一次儀器無法測得其高差時，就需要在兩點(diǎn)間增設(shè)若干個作為傳遞高程的臨時立尺點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)(簡稱TP點(diǎn))，如圖中的TP1，TP 2，…點(diǎn)，并依次連續(xù)設(shè)站觀測，設(shè)測得的各站高差為：

六、保養(yǎng)與維修

1．水準(zhǔn)儀是精密的光學(xué)儀器，正確合理使用和保管對儀器精度和壽命有很大的作用；

2．避免陽光直曬，不許可證隨便拆卸儀器；

3．每個微調(diào)都應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動，不要用力過大。鏡片、光學(xué)片不準(zhǔn)用手觸片；

4．儀器有故障，由熟悉儀器結(jié)構(gòu)者或修理部修理；

5．每次使用完后，應(yīng)對儀器擦干凈，保持干燥。