水准测量方法：操作步骤、仪高法

1.水准仪的安置和使用

安置水准仪前，首先应按观测者的身高调节好三脚架的高度，为便于整平仪器，还应使三脚架的架头面大致水平，并将三脚架的三个脚尖踩入土中，使脚架稳定；从仪器箱内取出水准仪，放在三脚架的架头面上，立即用中心螺旋旋入仪器基座的螺孔内，以防止仪器从三脚架头上摔下来。

用水准仪进行水准测量的操作步骤为：粗平→瞄准水准尺→精平→读数。分别介绍如下：

（1）粗平。粗略整平仪器。旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，仪器的竖轴大致铅垂，从而使望远镜的视准轴大致水平。旋转脚螺旋方向与圆水准器气泡移动方向的规律是：用左手旋转脚螺旋时，左手大拇指移动方向即为水准器气泡移动方向；用右手旋转脚螺旋时，右手食指移动方向即为水准器气泡移动方向，如图4-28所示。初学者一般先练习用一只手操作，熟练后再练习用双手操作。

图4-28 脚螺旋转动方向与圆水准器气泡移动方向的规律

（2）瞄准水准尺。首先，进行目镜对光，将望远镜对准明亮的背景，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜上的准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。从望远镜中观察目标，旋转物镜调焦螺旋，使目标清晰，再旋转微动螺旋，使竖丝对准水准尺，如图4-29所示。

（3）精平。先从望远镜侧面观察管水准器气泡偏离零点的方向，旋转微倾螺旋，使气泡大致居中，再从目镜左边的附合气泡观察窗中查看两个气泡影像是否匹配，如不匹配，再慢慢旋转微倾螺旋直至完全匹配为止。

（4）读数。仪器精平后，应立即用十字丝的横丝在水准标尺上读数。对于倒像望远镜，所用水准尺的注记数字是倒写的，此时从望远镜中所看到的像是正立的。水准标尺的注记是从标尺底部向上增加的，而在望远镜中则变成从上向下增加，所以在望远镜中读数应从上往下读。可以从水准尺上读取4位数字，其中前面两位为米位和分米位，可从水准尺注记的数字直接读取；后面的厘米位则要数分划数，一个“”表示0～5cm，其下面的分划位为6～9cm，毫米位需要估读。图4-29a为黑面尺的一个读数；完成黑面尺的读数后，将水准标尺纵转180°，立即读取红面尺的读数，如图4-29b所示，这两个读数之差为6295-1608=4687，正好等于该尺红面注记的零点常数，说明读数正确。

图4-29 水准尺读数示例

a）0.5cm分划直尺 b）1cm分划直尺

2.水准测量

水准仪的主要功能是能为水准测量提供一条水平视线。水准测量就是利用水准仪所提供的水平视线直接测出地面上两点之间的高差，然后再根据其中一点的已知高程来推算另一点的高程。

（1）高差法。如图4-30所示，为了测出AB间的高差h_AB，把仪器安置在A、B两点之间，在A、B点分别立水准尺，先用望远镜照准已知高程点上的A尺，读取尺面读数a；再照准待测点上B尺，读取计数b，则B点对A点的高差

h_AB=a-b （4-7）(www.xing528.com)

待测B点的高程

H_B=H_A+h_AB=H_A+（a-b） （4-8）

式中 a——已知高程点（起点）上的水准读数，叫后视读数；

b——待测高程点（终点）上的水准读数，叫前视读数。

“+”号为代数和。用后视读数减去前视读数所得的高差h_AB有正负之分，当后视读数大于前视读数时（图4-30a），高差为正，说明前视点高于后视点；当后视读数小于前视读数时（图4-30b），高差为负，说明前视点低于后视点。

图4-30 水准测量方法

（2）仪高法。用仪器的视线高减去前视读数来计算待测点的高程，称为仪高法。当安置一次仪器而要同时测很多点时，采用这种方法比较方便。从图4-31中可以看出，若A点高程为已知，则视线高采用高差法和仪高法的区别在于计算顺序上的不同，其测量原理是相同的。

图4-31 仪高法测高程

H_i=H_A+a （4-9）

待测点的高程

H_B=H_i-b （4-10）

地球表面本来是一个曲面，因施工测量范围较小，故可不考虑曲面的影响。另外，仪器安置在两点中间，使前后视距相等，亦可消除地球曲率和大气折光的影响。非等级测量时，仪器安置的位置和高度可以任意选择，但水准仪的视线必须水平。