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水准仪、经纬仪、全站仪

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2-3 水准仪和水准尺

（四）水准器及其分划值

为了置平仪器，须用水准器。水准器分为水准管和圆水准器两种。前者精度较高，用于精确置平仪器，称为“精平”；后者精度较低，用于粗略置平仪器，称为“粗平”。

1.水准管

水准管是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，管内注满酒精或乙醚，加热融封冷却后留有一个气泡，如图2-13，因气泡较轻，故恒处于管内最高位置。其作用是用于仪器的精确整平。水准管圆弧中点为水准管零点（ ），过零点所作圆弧的切线称为水准管轴（ ），气泡中点与水准管零点重合称为气泡居中。

图2-13 管水准器

水准管圆弧 所对的圆心角称为“水准管分划值”，又称“灵敏度”。水准管分划值的实际意义可以理解为：当气泡移动 2mm 时水准管轴所倾斜的角度。如图2-14，设水准管内壁圆弧的曲率半径为R（单位：mm），则水准管分划值为：

（2-8）

水准管的分划值越小，则灵敏度越高，置平仪器的精度也越高，因此，它是水准仪等级的一个重要指标。

图2-14 水准管分划值

为了提高判断水准管气泡居中的精度，微倾式水准仪一般在水准管的上方安装一组符合棱镜，如图2-15，通过棱镜的反射作用，使水准管气泡两端的像反映在望远镜旁的符合气泡观察窗中。当气泡两端的像重合时，则表示气泡居中。

图2-15 水准管与符合棱镜

2．圆水准器

圆水准器是将一圆柱形的玻璃盒装嵌在金属框内，盒顶内壁是球面，盒内装有酒精或乙醚，并形成气泡，如图2-16。其作用是用于水准仪的粗略整平。圆水准器顶面外部中央刻有一个小圆圈，球面中圆圈的中心称为“圆水准器零点”，过零点所作球面的法线称为“圆水准器轴”（ ）。由于重力作用，当气泡居中时，圆水准器轴处于铅垂位置。圆水准器分划值一般为 。

图2-16圆水准器

3. 基座

基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。其作用是支撑仪器的上部结构并与三脚架相连。

三．水准仪的使用

水准仪的使用包括安置，粗略整平，瞄准水准尺，精平和读数等操作步骤。

（一）安置水准仪

打开三脚架并使高度适中，目估架头大致水平，拧紧脚架。取出水准仪，用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上。

（二）粗平

粗平即粗略整平仪器。转动脚螺旋使圆水准器气泡居中。气泡移动方向与左手大拇指方向一致。操作方法如下：

Flash2-2 圆水准器气泡居中

（三）瞄准

瞄准是将望远镜对准水准尺，进行目镜和物镜调焦，使十字丝和水准尺像十分清晰，消除视差，这样才能精确地在水准尺上读数。具体操作方法如下：转动望远镜目镜，使十字丝清晰；用望远镜上部的缺口和准星瞄准水准尺；转物镜对光螺旋使目标清晰；调微动螺旋使目标居中；消除视差。

（四）精平

精平即使水准仪精确整平。转微倾螺旋使符合气泡影像重合，即使水准管气泡严格居中，从而使望远镜的视准轴处于精确的水平位置。

有水平补偿器的自动安平水准仪不需这项操作。

Flash2-3 符合水准管气泡居中

（五）读数

当水准仪精平后，立即用十字丝的中丝在水准尺上读数。当望远镜为正像时：从下往上读当望远镜为倒像时：从上往下读。如图2-17，为望远镜所看到的水准尺的像，图中，水准尺的最小刻划为 1cm 或 5mm ，毫米需估读。

图2-17 水准尺读数

四、自动安平水准仪

（一）自动安平水准仪的特点

自动安平水准仪与普通水准仪相比，其特点是：没有水准管和微倾螺旋，望远镜和支架连成一体；观测时，只需根据圆水准器将仪器粗平，尽管望远镜的视准轴还有微小的倾斜，但可借助一种补偿装置使十字丝读出相当于视准轴水平时的水准尺读数。因此，自动安平水准仪的操作比较方便，有利于提高观测的速度和精度。

（二）自动安平水准仪的基本原理

自动安平水准仪的望远镜光路系统中，设置利用地球重力作用的补偿器，以改变光路，使视准轴有倾斜时在十字丝中心仍能接受到水平光线。如图2-18：

图2-18 自动安平水准仪的基本原理

自动安平水准仪的基本原理是；设计补偿器，应使其满足下列条件：

（2-9）

式中， 为物镜焦距， 为补偿器中心至十字丝的距离。

因此，自动安平水准仪的工作原理是通过圆水准气泡居中，使视准轴大致水平。通过补偿器，使瞄准水准尺的视线严格水平。

（三）自动安平水准仪的使用

自动安平水准仪的使用与一般水准仪的不同之处为不需要“精平”这项操作。这种水准仪的圆水准器的灵敏度为 ，其补偿器的作用范围约为 ，因此，整平圆水准器气泡后，补偿器能自动将视线导致水平，即可对水准尺进行读数。

图2-19所示为DSZ型自动安平水准仪。使用时，转动脚螺旋，使圆水准的气泡居中；用瞄准器将仪器对准水准尺；转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰；转动物镜调焦螺旋，使水准尺分划像最清晰，检查视差；用水平微动螺旋使十字丝纵丝靠近尺上读数分划；轻按补偿器检查按钮，验证其功能正常，然后根据横丝在水准尺上读数。

图2-19 DSZ型自动安平水准仪

每节一问：水准仪上的圆水准器和管水准器作用有何不同？

答案：圆水准器是使仪器进行粗略整平。

管水准器是使仪器进行精确整平。

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水准仪、经纬仪、全站仪用法

水准仪、经纬仪、全站仪用法

水准仪及其使用方法

高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

一、水准仪器组合：

1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架

二、操作要点：

在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：

将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。

四、水准仪的使用方法

水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1. 安置

安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2. 粗平

粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3. 瞄准

瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

经纬仪、全站仪、水准仪的使用方法

经纬仪、全站仪、水准仪的使用方法

1 经纬仪的使用

一、安置仪器

安置仪器是将经纬仪安置在测站点上，包括对中和整平两项内容。对中的目的是使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置。

1．初步对中整平

（1）用锤球对中，其操作方法如下：

1）将三脚架调整到合适高度，张开三脚架安置在测站点上方，在脚架的连接螺旋上挂上锤球，如果锤球尖离标志中心太远，可固定一脚移动另外两脚，或将三脚架整体平移，使锤球尖大致对准测站点标志中心，并注意使架头大致水平，然后将三脚架的脚尖踩入土中。

2）将经纬仪从箱中取出，用连接螺旋将经纬仪安装在三脚架上。调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。

3）此时，如果锤球尖偏离测站点标志中心，可旋松连接螺旋，在架头上移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，然后旋紧连接螺旋。

（2）用光学对中器对中时，其操作方法如下：

1）使架头大致对中和水平，连接经纬仪；调节光学对中器的目镜和物镜对光螺旋，使光学对中器的分划板小圆圈和测站点标志的影像清晰。

2）转动脚螺旋，使光学对中器对准测站标志中心，此时圆水准器气泡偏离，伸缩三脚架架腿，使圆水准器气泡居中，注意脚架尖位置不得移动。

2．精确对中和整平

（1）整平 先转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，如图3-7a所示，两手同时向内或向外转动这两个脚螺旋，使气泡居中，注意气泡移动方向始终与左手大拇指移动方向一致；然后将照准部转动90°，如图3-7b所示，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。再将照准部转回原位置，检查气泡是否居中，若不居中，按上述步骤反复进行，直到水准管在任何位置，气泡偏离零点不超过一格为止。

（2）对中 先旋松连接螺旋，在架头上轻轻移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，或使对中器分划板的刻划中心与测站点标志影像重合；然后旋紧连接螺旋。锤球对图3-7 经纬仪的整平

2 中误差一般可控制在3mm以内，光学对中器对中误差一般可控制在1mm以内。

各种测量仪器的使用方法

各种测量仪器的使用方法

各种测量仪器的使用方法

水准仪及其使用方法

高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

一、水准仪器组合：

1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架

二、操作要点：

在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：

将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。 四、水准仪的使用方法

水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1. 安置

安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2. 粗平

粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3. 瞄准

瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

水准仪使用方法

水准仪使用方法

水准仪、经纬仪、全站仪的使用方法

水准仪及其使用方法

高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

一、水准仪器组合：

1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架

二、操作要点：

在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：

将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。

四、水准仪的使用方法

水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。

1. 安置

安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2. 粗平

粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3. 瞄准

瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。