第二章水準測量

#第二章水準測量本章摘要：本章將著重介紹水準測量原理、微傾式水準儀的構造和使用、水準測量的施測方法及成果檢核和計算等內容。水準測量是高程測量中最基本的和精度較高的一種測量方法，在國家高程控制測量、工程勘測和施工測量中被廣泛采用?！?-1水準測量原理摘要內容：本節(jié)主要介紹水準測量概念、測站概念、測點概念、前后視概念、視線高程概念；高差計算公式、高程計算公式。講課重點：水準測量概念、測站概念、測點概念、前后視概念；高差計算公式、高程計算公式。講課難點：高差與高程關系。講授重點內容提要：水準測量概念：水準測量是利用一條水平視線（由提供水準儀），并借助水準尺，來測定地面兩點間的高差，這樣就可由已知點的高程推算出未知點的高程。水準測量原理如何測定A、B兩點之間的高差hAB?方法：如圖所示，在A、B兩點分別豎立水準尺（A、B稱為測點）；在A、B兩點之間I安置水準儀（I稱為測站）。在A點尺上讀數(shù)，設為。；在B點尺上讀數(shù)b。定義測量方向：由A一B進行的，A點稱為后視點，尺上讀數(shù)。稱為后視讀數(shù)；B點稱為前視點，尺上讀數(shù)b稱為前視讀數(shù)。定義、兩點的高差：hAB=a-高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。a>-，高差為正；a<b，高差為負。如何由A高程推算B高程?高差法：若HA已知，則HB=HA+hAB儀高法：視線高程H=Ha+a，則HB=Hib例：設A為后視點，B為前視點；HA是20.016m。當后視讀數(shù)a為1.124m，前視讀數(shù)b為1.428m。（1）A、B兩點高差？（1.124-1.428=-0.304）B點比A點高還是低？（3）B點的高程？（20.016-0.304=19.712）（4）繪圖說明?！?-2水準測量的儀器和工具摘要內容：本節(jié)主要介紹微傾式水準儀的構造和使用。水準測量所使用的儀器為水準儀，工具為水準尺和尺墊。水準儀按其精度可分為DS0.5、DS1、DS3和DS10等四個等級。DS0.5和DS1級水準儀稱為精密水準儀，用于國家一、二等水準測量；DS3和DS10級水準儀稱為普通水準儀，常用于國家三、四等水準測量或等外水準測量。講課重點：望遠鏡成像放大率概念；視準軸或視線（C—C）概念；水準管軸（L—L）概念；管水準器分劃值概念；視差概念；十字絲分劃板作用；雙面水準尺標記方法；水準儀操作步驟。講課難點：管水準氣泡居中方法；視準軸與水準管軸關系；消除視差方法。講授重點內容提要：一、水準儀的構造（級微傾式水準儀）水準儀主要由望遠鏡、水準器及基座三部分構成。圖示是我國生產的DS3級微傾式水準儀。1.望遠鏡（1）組成：主要由1物鏡、2目鏡、3對光透鏡和4十字絲分劃板所組成。物鏡和目鏡多采用復合透鏡組（2）十字絲分劃板：十字絲分劃板是由平板玻璃圓片制成的，平板玻璃片裝在分劃板座上，分劃板座由止頭螺絲固定在望遠鏡筒上。（說明：十字絲分劃板上刻有兩條互相垂直的長線，豎直的一條稱豎絲，橫的一條稱為中絲。在中絲的上下還對稱地刻有兩條與中絲平行的短橫線，是用來測量距離的，稱為視矩絲。）（3）視準軸或視線：十字絲交點（豎絲和中絲）與物鏡光心的連線，稱為視準軸或視線（圖中的C—C）。（4）望遠鏡成像原理：目標AB經過物鏡后形成一個倒立而縮小的實像ab，移動對光凹透鏡可使不同距離的目標均能成像在十字絲平面上。再通過目鏡，便可看清同時放大了十字絲和目標影像a1b1O放大率：從望遠鏡內所看到的目標影像的視角與肉眼直接觀察該目標的視角之比，稱為望遠鏡的放大率。DS3級水準儀望遠鏡的放大率一般為28倍。V=B/a2.水準器（1）水準器：水準器是用來指示視準軸是否水平或儀器豎軸是否豎直的裝置。有管水準器和圓水準器兩種。（2）管水準器管水準器：又稱水準管，是用來指示視準軸是否水平的裝置。構造：水準管是一縱向內壁磨成圓弧形（圓弧半徑一般為7?20m）的玻璃管，管內裝酒精和乙醚的混合液，加熱融封冷卻后留有一個氣泡（長方形帶圓頭）。（說明：水準管上一般刻有間隔為2mm的分劃線，分劃線的中點0,稱為水準管零點；通過零點作水準管圓弧的切線，稱為水準管軸（L—L）；當水準管的氣泡中點與水準管零點重合時，稱為氣泡居中（這時水準管軸L—L處于水平位置）。）氣泡居中方法：用微傾螺旋,使氣泡的半像吻合,稱為精平。（說明：微傾式水準儀在水準管的上方安裝一組符合棱鏡,通過符合棱鏡的反射作用,使氣泡兩端的像反映在望遠鏡旁的符合氣泡觀察窗中。若氣泡兩端的半像吻合時,就表示氣泡居中；若氣泡的半像錯開,則表示氣泡不居中。）分劃值t的意義：角值T愈?。▓A弧的半徑R愈大），則水準管靈敏度愈高；角值T愈大（圓弧的半徑R愈小），則水準管靈敏度愈低。（說明：安裝在DS3級水準儀上的水準管，其分劃值t不大于20〃/2mm。）（2）圓水準器圓水準器：圓水準器用來指示豎軸是否豎直的裝置。構造：圓水準器頂面的內壁是球面,其中有圓分劃圈,圓圈的中心為水準器的零點。通過零點的球面法線為圓水準器軸線,當圓水準器氣泡居中時,該軸線處于豎直位置。氣泡居中方法：用基座的腳螺旋調整,稱為粗平。管水準器分劃值t:氣泡中心偏移零點（360方向）2mm,軸線所傾斜的角值，稱為圓水準器的分劃值。。一般為8,?10,。（3）基座基座的作用是支承儀器的上部并與三腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板構成。二、水準尺和尺墊.水準尺水準尺是水準測量時使用的標尺。常用的水準尺有塔尺和雙面尺（板尺）。（1）塔尺概念：塔尺其長度有2m和5m兩種，用兩節(jié)或三節(jié)套接在一起。多用于等外水準測量。標記：尺的底部為零點，尺上黑白格相間，每格寬度為1cm，有的為0.5cm，每整米、分米處均有注記數(shù)字。立尺：保持尺身鉛垂方向（直立）。（2）雙面水準尺概念：雙面水準尺長度有2m和3m兩種，且兩根尺為一對（說明：尺的兩面均有刻劃，一面為紅白相間稱紅面尺，另一面為黑白相間，稱黑面尺（也稱主尺），兩面的刻劃均為1cm，并在分米處注數(shù)字。多用于三、四等水準測量。）標記：兩根尺的黑面均由零開始；而紅面，一根尺由4.687m開始至6.687m（2m尺）或7.687m（3m尺），另一根由4.787m開始至6.787m（2m尺）或7.787m（3m尺）。立尺：采用支架與圓水準器保持尺身鉛垂方向（直立）。.尺墊尺墊用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方有三個支腳。（說明：尺墊是在轉點處放置水準尺用的，用時將支腳牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形頂點作為豎立準尺和標志轉點之用。）三、水準儀的使用水準儀的使用包括儀器的安置、粗略整平、瞄準水準尺、精平和讀數(shù)等操作步驟。.安置水準儀（說明：打開三腳架并使高度適中，目估使架頭大致水平，檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架伸縮螺旋是否擰緊，然后打開儀器箱取出水準儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀器牢固地固連在三腳架頭上。）.粗略整平粗平是圓準器氣泡居中，豎軸大致鉛直，視準軸粗略水平。（說明：松開制動螺旋，轉動望遠鏡使圓準器位于兩腳螺旋中間；兩手同時相對（向內或外）轉動兩腳螺旋，沿左手大拇指運動方向使氣泡移動到中間；轉動望遠鏡90°左右，左手轉動另一個腳螺旋，沿大拇指運動方向使氣泡居中。）.瞄準水準尺（1）目鏡對光：把望遠鏡對著明亮的背景，擰緊制動螺旋，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。視差：當眼睛在目鏡端上下微微移動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標像有相對運動，這種現(xiàn)象稱為視差。（說明：產生視差的原因是目標成像的平面和十字絲平面不重合。消除的方法是重新仔細地進行目鏡對光，直到眼睛上下移動，讀數(shù)不變?yōu)橹?。）?）對準目標：松開制動螺旋，轉動望遠鏡，用望遠鏡筒上的照門和準星瞄準水準尺，擰緊制動螺旋。然后從望遠鏡中觀察，轉動物鏡對光螺旋進行對光，使目標清晰，再轉動微動螺旋，使豎絲對準水準尺。.精平與讀數(shù)（1）精平：眼睛通過位于目鏡左方的符合氣泡觀察窗看水準管氣泡，右手轉動微傾螺旋，使氣泡兩端的像吻合。（2）讀數(shù)：在氣泡兩端的像吻合時，用十字絲的中絲在尺上讀數(shù)。先估讀毫米數(shù)，然后報出全部讀數(shù)。讀數(shù)后還要檢查管水準氣泡是否完全符合。注意：水準儀多采用倒像望遠鏡，讀數(shù)時應從上往下讀（從小往大）?！?-3水準測量的實施及成果整理摘要內容：本節(jié)主要介紹水準點和水準路線、水準測量的實施、水準測量的檢核方法、水準測量的成果整理。講課重點：水準路線類型、水準等級；水準測量的步驟、測站檢核方法、成果檢核原理；附合水準路線閉合差的計算和調整。講課難點：成果檢核原理；附合水準路線閉合差的計算和調整。講授重點內容提要：一、水準點和水準路線.水準點為了統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要，測繪部們在全國各地埋設并測定了很多高程點，這些點稱為水準點（BenchMark）,簡記BM。水準測量通常是從水準點引測其它點的高程。水準點有永久生和臨時性兩種。（說明：（1）工地上的永久性水準點一般用混凝土或鋼筋混凝土制成。臨時性的水準點可用地面上突出的堅硬巖石或用大樁打入地下，樁頂釘以半球形鐵釘所示。（2）埋設水準點后，應繪出水準點與附近固定建筑物或其它地物的關系圖，在圖上還要寫明水準點的編號和高程，稱為點之記。水準點編號前通常加BM字樣，作為水準點的代號。（3）反映路線平面線形設計成果的主要表格有直線、曲線及轉角表、逐樁坐樁表、導線點（水準點）一覽表、路線固定表等。.水準路線在兩水準點之間進行水準測量所經過的路線稱為水準路線。（1）閉合水準路線從某一已知水準點BMI開始，沿各高程待定的水準點1、2、3、4進行水準測量，最后仍回到原水準點BMI，稱為閉合水準路線。（2）附合水準路線從某一已知水準點BMI出發(fā)，沿各高程待定的水準點1、2、3進行水準測量，最后附合到另一個已知高程的水準點BMn上，稱為附合水準路線。（3）支水準路線從某一已知水準點BMI出發(fā)，沿各高程待定的水準點1、2進行水準測量，其路線既不閉合又不附合，稱為支水準路線。3.水準等級水準等級分為六級，一、二、三、四、五、圖根（等外）。（說明：（1）一等水準網是國家高程控制網的骨干。二等水準網布設于一等水準環(huán)內，是國家高程控制網的全面基礎。三、四等水準網為國家高程控制網的進一步加密。建立國家高程控制網，采用精密水準測量的方法。（2）城市首級高程等級：二等42%；三等42%；四等16%。（3）各級公路及構造物的水準測量等級應按規(guī)范要求選定。）二、水準測量的實施例如：支水準路線。BM'的高程點Ha=27.354m，現(xiàn)擬測量B點的高程。其觀測步驟如下：(1)選測站、轉點：在距離點BMA(75?150m)I處，選定測站；在距A點與I盡量等距離選定轉點(ZD)1。(僅起傳遞高程的作用，這些點稱為轉點，常用簡寫ZD)。(3)安置、粗略整平：在測站安置水準儀并粗略整平。(2)立尺：在A、1兩點上分別立水準尺。(3)讀數(shù)、記錄：后視A點上的水準尺，精平后讀數(shù)得1.467,記入表觀測點A的后視讀數(shù)欄內。旋轉望遠鏡，前視點1上的水準尺，同法讀取讀數(shù)為1.124,記入點1的前視讀數(shù)欄內。后視讀數(shù)Q)減去前視讀數(shù)(b)得到高差h=ab=+0.343,記入高差欄內。(1)~(3)為一個測站上的工作。(4)轉點1上的水準尺不動，在1點的前進方向選測站〃、轉點2(方法同1,2步)。把A點上的水準尺移到點2,儀器安置在測站〃，同法進行觀測和計算，依次測到B點。水準測量觀測步驟實例圖。測站數(shù)=轉點數(shù)+1。水準測量手簿則B點的高程為：HA=HB+Eh三、水準測量的檢核方法.計算檢核(計算互相校對)參照實例，B點對A點的高差等于各轉點之間高差的代數(shù)和；也等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和；終點B的高程HB減去A點的高程HA。工a-b=+0.828=Zh=+0828=Ha-b=EhEh=Eh測。計算檢核只能檢查計算是否正確，并不能檢核觀測和記錄時是否產生錯誤。.測站檢核（1）變動儀器高法：是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度，測得兩次高差以相互比較進行檢核。即測得第一次高差后，改變儀器高度（應大于10cm）重新安置，再測一次高差。（說明：兩次所測高差之差不超過容許值（例如等外水準容許值為6mm）,則認為符合要求，取其平均值作為最后結果，否則必須重測。）（2）雙面尺法：是儀器的高度不變,而立在前視點和后視點上的水準尺分別用黑面和紅面各進行一次讀數(shù),測得兩次高差,相互進行檢核。（說明：若同一水準尺紅面與黑面讀數(shù)（加常數(shù)后）之差，不超過3mm；且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測站觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。）測站檢核只能檢核一個測站上的讀數(shù)是否存在粗差。3.成果檢核（說明：溫度、風力、大氣折光；標尺下沉、傾斜；人差、儀器差等,產生積累,有時會超限。對一條水準線路,如何說明精度是否符合要求？）（1）閉合水準路線各段高差的代數(shù)和（Eh測）理論值應等于零：Eh理=HA-A=0如果不等于零，便產生閉合差，fh=HA-A=Eh測，其值不應超高容允許值：基々If容I（2）附合水準路線各段的高差代數(shù)和理論值應等于兩端已知水準點間的高差：Eh理=HA-B=Eh測如果不相等，兩者之差稱為高程閉合差，fh=Eh測Eh理，其值不應超高容許值：基々If容I。（3）支水準路線往返高差的代數(shù)和理論值應為零（往測高差總和與返測高差總和絕對值應相等而符號相反）：Eh往Eh返=0如果不等于零，便產生閉合差，fh=Eh往Eh返，其值不應超高容許值：1fh々Ifh容I。公路水準測量容許值符合下表的規(guī)定。

等級往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm)檢測已測測段高差之差(mm)平原微丘區(qū)山嶺重丘區(qū)三等±12業(yè)±3.57n或±157L±20"i四等±20業(yè)±6.0dn或±25dL±30"i五等±30業(yè)±45業(yè)±40"i注:計算往返較差時,L為水準點間的路線長度(km)；計算附合或環(huán)線閉合差時,L為附合或環(huán)線的路線長度(km)。n為測站數(shù)。Li為檢測測段長度(km)。四、水準測量的成果整理.水準測量的內業(yè)水準測量外業(yè)工作結束后，要檢查手薄，再計算各點間的高差。經檢核無誤后，才能進行計算和調整高差閉合差。最后計算各點的高程。以上工作，稱為水準測量的內業(yè)。一般采用表算方法。.附合水準路線閉合差的計算和調整如圖，A、B為山地兩個水準點。HA為56.345m，HB為59.039m。各測段的高差，分別為h1、h2、h3和h4。水準測量成果計算表測段編號點名距離L(km)測站數(shù)實測高差(m)改正數(shù)(m)改正后的高差(m)高程(m)備注1234567891A0.812+2,7850.010+2,77556.345159.12021.318-4.3690.0164.385254.73531.113+1,9800.011+1,969356.70440.711+2,3450.010+2,335B59.039E3.954+2,7410.047+2,694輔助計算 fh=+47mm n=54 -h/n=0.87mm fh容=±12754=±88mm(1)高差閉合差的計算fh=Eh測-h理=2.741(59.03956.345)=+0.047(m)fh容=±12754=±88(mm)1fhKIfh容I，其精度符合要求。（2）閉合差的調整①每一站的高差改正數(shù)V:按與測站數(shù)（或距離）成正比例反符號分配的原則進行。正比例：V=fh/n=+47/54=+0.87mm反符號：v=0.87mm。（注意：改正數(shù)總和的絕對值應與閉合差的絕對值相等；在同一條水準路線上，假設觀測條件是相同的，可認為各站產生的誤差機會是相同的。）②改正后的高差：各實測高差分別加改正數(shù)后，便得到改正后的高差。（注意：最后求改正后的高差代數(shù)和，其值應與A、B兩點的高差相等，否則，說明計算有誤）（3）高程的計算根據檢核過的改正后高差，由起始點A開始，逐點推算出各點的高程。（注意：最后算的B點高程應與已知的高程HB相等（59.039m），否則說明高程計算有誤。）.閉合水準路線閉合差的計算與調整閉合水準路線高差閉合差的調整、容許值的計算，均與附合水準路線相同。.支水準路線閉合差的計算與調整按式h=Eh,、-h,日計算高差，其符號同往測平往返§2-4DS3級水準儀的檢驗與校正摘要內容：本節(jié)主要介紹微傾式水準儀的檢驗與校正。講課重點：水準儀應滿足的條件、檢驗與校正。講課難點：圓水準器軸平行于儀器豎軸的檢驗校正；視準軸平行于水準管軸的檢驗校正；十字絲橫絲應垂直于儀器豎軸的檢驗與校正。講授重點內容提要：一、水準儀應滿足的條件水準儀應滿足的條件如圖所示。（1）圓水準器軸L'L'應平行于儀器的豎軸W;（2）水準管LL應平行于視準軸CC。（3）十字絲的中絲（橫絲）應垂直于儀器的豎軸。，二、檢驗與校正.圓水準器軸平行于儀器豎軸的檢驗校正（1）檢驗安置水準儀，用腳螺旋使圓水準器氣泡居中，將儀器繞豎軸旋轉180°，圓水準器氣泡還居中，則圓水準器軸L'L'應平行于儀器的豎軸VK如果圓水準器氣泡不居中，則圓水準器軸L'L'不平行于儀器的豎軸W，需要校正。（說明：用腳螺旋使圓水準器氣泡居中，此時圓水準軸L'L'處于豎直位置（與豎直線ll重合），圓水準軸L'L'與豎軸W成a交角；將儀器繞豎軸旋轉180°，圓水準器轉到豎軸的左面，L'L'不但不豎直，而且與豎直線ll的交角為2a，顯然氣泡不再居中，而離開零點的弧長所對的圓心角為2a。）（2）校正校正前應先稍松中間的固緊螺絲；調整三個校正螺絲，使氣泡向居中位置移動偏離量的一半（圓水準器軸L'L'與W平行）；再用腳螺旋整平，使圓水準器氣泡居中，豎軸W則處于豎直狀態(tài)。校正工作一般都難于一次完成，需反復進行直到儀器旋轉到任何位置圓水準器氣泡皆居中時為止。最后應注意擰緊固緊螺絲。.視準軸平行于水準管軸的檢驗校正（1）檢驗選定較平坦場地，在S1處安置水準儀，從儀器向兩側各量約40m，定出等距離的A、B兩點，打木樁或放置尺墊標志之。在S1處用變動儀高（或雙面尺）法，測出A、B兩點的高差（若兩次測得的高差之差不超過3mm，則取其平均值hAB作為結果，S1由于距離相等，兩軸不平行誤差Ah可在高差計算中自動消除，故h值不受視準軸誤差的影響）；安置儀器于B點附近的S2處，測出A、B兩點的高差h、ab，若h'ab=hAB則不需要校正，若h'abWhAB則需要校正。（說明：安置儀器于B點附近的S2處，離b點使望遠鏡的目鏡距尺面3?5cm。整平儀器從物鏡中觀察按目鏡中心位置用鉛筆尖直接在B點水準尺上的讀數(shù)為b2，因儀器離B點很近，兩軸不平行引起的讀數(shù)誤差可忽略不計。根據b2和A、B兩點的正確高差hAB算出A點尺上應有讀數(shù)為：a2=b2+hAB，瞄準A點水準尺，精平儀器，讀出水平視線讀數(shù)a'2，如果a'2與a2相等，則說明兩軸平行。否則存在i角，其值為：，'=（△h/DAB）p〃，式中△h=a'2a2；pu=206265〃。對于DS3級微傾水準儀，i值不得大于20〃，如果超限，則需要校正。）（2）校正轉動微傾螺旋使中絲對準A點尺上正確讀數(shù)a2（此時視準軸（。。）處于水平位置，但管水準氣泡必然偏離中心）；用撥針撥動水準管一端的上、下兩個校正螺絲（可在松緊上、下兩個校正螺絲前，應稍旋松左、右兩上螺絲，校正完畢再轉緊。），使氣泡的兩個半象符合。這項檢驗校正要反復進行，直至i角小于20〃為止。3.十字絲橫絲應垂直于儀器豎軸的檢驗與校正（1）檢驗安置儀器后，先將橫絲一端對準一個明顯的點目標M；然后固定制動螺旋，轉動微動螺旋，如果標志點M不離開橫絲，則說明橫絲垂直豎軸，不需要校正。否則，則需要校正。（2）校正校正方法因十字絲分劃板座裝置的形式不同而異。對于圖示形式，用螺絲刀松開分劃板座固定螺絲，轉動分劃板座，改正偏離量的一半，即滿足條件。也有卸下目鏡處的外罩，用螺絲刀松開分劃板座的固定螺絲，撥正分劃板座的?！?-5~7幾種水準儀介紹講授重點內容提要：一、DS1精密水準儀和水準尺.構造與DS3水準儀基本相同，也是由望遠鏡、水準器和基座三部分組成。（說明：其不同之點是：水準管分劃值較小，一般為10〃/2mm；望遠鏡放大率較大，一般不小于40倍；望遠鏡的亮度好，儀器結構穩(wěn)定，受溫度的變化影響小等。精密水準儀主要用于國家一、二等水準測量和高精度的工程測量中，例如建筑物沉降觀測，大型精密設備安裝等測量工作。）.精密水準儀光學原理平行玻璃板P、傳動桿、測微輪和測微尺等部件組成。（1）平行玻璃板裝置：在望遠鏡物鏡前，其旋轉軸A與平行玻璃板的兩個平面相平行，并與望遠鏡的視準軸（。。）成正交。平行玻璃板通過傳動桿與測微尺相連。（2）測微尺：有100個分格，它與水準尺上一個分格（1cm或5mm）相對應，所以測微時能直接讀到0.1mm（或0.05mm）。（3）成像原理：當平等玻璃板與視線正交時，視線將不受平行玻璃板的影響，對準水準尺上B處，讀數(shù)為148（cm）+a。轉動測微輪帶動傳動桿，使平行玻璃板繞A軸俯仰一個小角，這時視線不再與平行玻璃板面垂直，而受平等玻璃板折射影響，使得視線上下平移。當視線下移對準水準尺上148cm分劃時，從測微分劃尺上可讀出a的數(shù)值。.精密水準尺（說明：這種水準尺一般都是在木質尺身的槽內，引張一根因瓦合金帶。在帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準尺的分劃值有1cm和0.5cm兩種。WildN3水準儀的精密水準尺分劃值為1cm，水準尺全長約3.2m，因瓦合金帶上有兩排分劃，右邊一排的注記數(shù)字自0cm至300cm，稱為基本分劃；左邊一排注記數(shù)字自300cm至600cm，稱為輔助分劃。基本分劃和輔助分劃有差數(shù)K，K等于3.01550m，稱為基輔差靖江DS1級水準儀和Ni004水準儀配套用的精密水準尺，為0.5cm分劃，該尺只有基本分劃。右面一排分劃為偶數(shù)值，左面一排分劃為奇數(shù)值；右邊注記為米數(shù)，左邊注記為分米數(shù)。小三角形表示半分米處，長三角形表示分米的起始線。厘米分劃的實際間隔為5mm，尺面值為實際長度的兩倍；所以，用此水準尺觀測高差時，須除以2才是實際高差值。）.精密水準儀使用精密水準儀的操作方法與一般水準儀基本相同，不同之處是用光學測微器測出不足一個分格的數(shù)值。（1）讀數(shù)在儀器精平后，轉動測微輪使十字絲的楔形絲正好夾住一個整分劃線，讀整分劃線讀數(shù)；讀測微尺讀數(shù)窗內讀數(shù)。（說明：在儀器精平后，十字絲橫絲往往不恰好對準水準尺上某一整分劃線，這時就要轉動測微輪使視線上、下平行移動，使十字絲的楔形絲正好夾住一個整分劃線，如圖被夾住的分劃線讀數(shù)為1.97m。視線在對準整分劃過程中平移的距離顯示在目鏡右下方的測微尺讀數(shù)窗內，讀數(shù)1.50mm。）（2）計算全讀數(shù)=整分劃線讀數(shù)+讀測微尺讀數(shù)窗內讀數(shù)。實際讀數(shù)=全讀數(shù)/2（說明：水準尺的全讀數(shù)為1.97+0.0015=1.9715m，而其實際讀數(shù)是全讀數(shù)除以2，即0.98575m。注意全讀數(shù)計算時整分劃線讀數(shù)為m，讀測微尺讀數(shù)窗內讀數(shù)為mm，應把單位統(tǒng)一為m；N3水準儀:楔形絲夾住的讀數(shù)為1.48m，測微尺的讀數(shù)為6.5mm，所以全讀數(shù)為1.48650m。這時實際讀數(shù)，無需除以2。）二、自動安平水準儀.原理自動安平水準儀是一種不用符合水準器和微傾螺旋，只用圓水準器進行粗略整平，然后借助安平補償器自動地把視準線軸置平，讀出視線水平時的讀數(shù)。（說明：（1）當望遠鏡視準軸（。。）傾斜了一個小角a時，由水準尺上的冊點過物鏡光心O所形成的水平線，不再通過十字絲中心Z，而在離Z為l的A點處，顯然l=f?a，式中，f為物鏡的等效焦距;a為視準軸傾斜的小角。若在距十字絲分劃板s處，安裝一個補償器k，使水平光線偏轉B角，以通過十字絲中心Z，則1=S-B。故有f?a=S/，條件若能得到保證，雖然視準軸有微小傾斜，但十字絲中心Z仍能讀出視線水平時的讀數(shù)a0,從而達到自動補償?shù)哪康摹＃?）還有另一種補償，借助補償器K將Z移至A處，這時視準軸所截取尺上的讀數(shù)仍為a0。這種補償器是將十字絲分劃板懸吊起來，借助重力，在儀器微傾的情況下，十字絲分劃板回到原來的位置。.自動安平補償器自動安平補償器的種類很多，但一般都是采用吊掛光學零件的方法，借助重力的作用達到視線自動補償?shù)哪康?。（說明：（1）dsz3自動安平水準儀是在對光透鏡與十字絲分劃板之間裝置一套補償器。構造：將屋脊棱鏡固定在望遠鏡筒內，在屋脊棱鏡的下方，用交叉的金屬絲吊掛著兩個直角棱鏡，該直角棱鏡在重力作用下，能與望遠鏡作相對的偏轉。為了使吊掛的棱鏡盡快地停止擺動，還設置了阻尼器。（2）當儀器處于水平狀態(tài)，視準軸水平時，尺上讀數(shù)冊隨著水平光線進入望遠鏡，通過補償器到達十字絲中心Z。則讀得視線水平時的讀數(shù)冊。（3）當望遠鏡傾斜了微小角度a時，吊掛的兩個直角棱鏡在重力作用下，相對于望遠鏡的傾斜方向作反向偏轉，虛線所畫直角棱鏡，它對于虛線直角棱鏡偏轉了a角。這時，原水平光線（虛線所示）通過偏轉后的直角棱鏡（起補償作用的棱鏡）的反射，到達十字絲的中心Z，所以仍能讀得視線水平時的讀數(shù)品，從而達到了補償?shù)哪康?。這就是自動安平水準儀為什么在儀器偏斜了一個小角a時，十字絲中心在水準尺上仍能讀得正確讀數(shù)的道理。）4.自動安平水準儀的使用自動安平水準儀的操作方法和一般水準儀的操作方法一樣。（說明：（1）使用：圓水準器的粗平后，警告指示窗是否全部呈綠色，若沒有全部呈綠色，不能對水準尺讀數(shù)，必須再調整圓水準器，直到警告指示窗全部呈綠色后，即視線在補償器范圍內，方可進行測量。（2）注意：自動安平水準儀若長期未使用，則在使用前應檢查補償器是否失靈，可以轉動腳螺旋，如果警告指示窗兩端能分別出現(xiàn)紅色，反轉腳螺旋紅色能消除，并有紅轉為綠，說明補償器擺動靈敏，阻尼器沒有卡死，可以進行水準測量。）三、電子水準儀.構造與工作原理（1）構造電子水準儀是一種自動化程度很高的智能水準儀器，它由基座、水準器、望遠鏡及數(shù)據處理系統(tǒng)組成。電子水準儀具有內藏應用軟件和良好的操作界面，可以自動完成讀數(shù)、記錄和計算處理等工作，并通過數(shù)據通訊將數(shù)據傳輸?shù)接嬎銉冗M行后續(xù)處理，還可以通過遠程通訊系統(tǒng)將測量成果直接傳輸給其它用戶。（說明：若使用普通水準尺，也可當普通水準儀使用。電子水準儀不僅可進行普通水準儀的各種測量，還可以進行水平角測量、高精度距離測量、坐標增量測量、水準網測量的平差計算，在較為平坦的地區(qū)可作中等精度全站儀使用。尤其是自動連續(xù)測量的功能對大型建筑物的變形（瞬時變化值）觀測，更具有優(yōu)越性。）（2）電子水準儀的工作原理把圖像信息轉換成水準尺讀數(shù)和水平距離或其它所需要的數(shù)據，并自動記錄儲存在記錄器中或在顯示器上。（說明：中央處理器（數(shù)據處理系統(tǒng)，對單平面圖像信息自動編碼程序）；望遠鏡中的照相機；數(shù)據處理系統(tǒng)（按編碼轉換成數(shù)據）；記錄儲存器或顯示器。）.條碼水準尺條碼水準尺是與電子水準儀配套的專用尺，尺面上刻有寬度不同的水平黑白相間的分劃（條碼）。（說明：條碼水準尺由玻璃纖維塑料制成，或用銦鋼制成尺面鑲嵌在基尺上形成；條碼相當于普通水準尺上的分劃和注記，全長為2?4.05m。）.技術操作步驟電子水準儀用于測量時，其技術操作方法與自動安平水準儀類似，分為粗平、照準、讀數(shù)三步?！?-8水準測量的誤差及注意事項摘要內容：了解誤差來源，理解如何使用水準儀。講課重點：儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響分析原理。講課難點：如何消除外界條件的影響。講授重點內容提要：一、水準測量誤差來源水準測量誤差包括儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響三個方面。.儀器誤差（1）儀器校正后的殘余誤差問題：例如水準管軸與視準軸不平行，雖經校正但仍然殘存少量誤差等。解決方法：這種誤差的影響與距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。（2）水準尺誤差問題：由于水準尺刻劃不準確，尺長變化、彎曲等影響，會影響水準測量的精度；尺的零點差等。解決方法：水準尺須經過檢驗才能使用；至于尺的零點差，可在一水準測段中使測站為偶數(shù)的方法予以消除。.觀測誤差（1）水準管氣泡居中誤差設水準管分劃值為，，居中誤差一般為±0.15J,采用符合式水準器時，氣泡居中精度可提高一倍，故居中誤差為：mT=±（0.15t〃/2p〃）.D，式中，D為水準儀到水準尺的距離。（2）讀數(shù)誤差在水準尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠鏡的放大倍率以及視線長度有關，通常按下式計算：mv=（60〃/￥）?（D/p〃），式中，V為望遠鏡的放大倍率；60〃為人限的極限分辨能力。（3）視差影響當存在視差時，十字絲平面與水