學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)、性能及操作方法。（2）掌握精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟，精密水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)觀(guān)測(cè)實(shí)施的方法、內(nèi)容及注意事項(xiàng);清楚精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的內(nèi)容及過(guò)程。（3）掌握精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器及高程控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法。（4）了解電磁波測(cè)距高程導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的原理及方法。模塊3高程控制測(cè)量學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握精密水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)、性能及操作方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)本模塊主要介紹常規(guī)精密高程控制測(cè)量（精密水準(zhǔn)測(cè)量和電磁波測(cè)距高程導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量）的基本原理、方法、內(nèi)容及工作過(guò)程，包括精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用方法，精密水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)觀(guān)測(cè)的誤差來(lái)源、影響規(guī)律及消除（削弱）方法，精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)、外業(yè)實(shí)施、內(nèi)業(yè)計(jì)算的原理、方法和作業(yè)過(guò)程，電磁波測(cè)距高程導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的基本原理和工作過(guò)程。模塊3高程控制測(cè)量學(xué)習(xí)目標(biāo)本模塊主要介紹常規(guī)精密高程控制測(cè)量（精密水準(zhǔn)測(cè)量和3.1 高程控制測(cè)量概述建立高程控制網(wǎng)的目的是為測(cè)量地形圖和工程建設(shè)提供必要的高程控制基礎(chǔ)，并為地殼垂直運(yùn)動(dòng)和平均海平面變化等科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的研究提供精確的高程資料。建立高程控制網(wǎng)的基本方法有三種：水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量和GPS高程測(cè)量，而其中水準(zhǔn)測(cè)量是最常用、精度最高的高程控制測(cè)量方法。我國(guó)統(tǒng)一的國(guó)家高程控制網(wǎng)就是采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法。為了建立統(tǒng)一的國(guó)家高程控制網(wǎng)，首先要選擇高程系統(tǒng)和建立水準(zhǔn)原點(diǎn)。選擇高程系統(tǒng)就是確定表示地面點(diǎn)高程的統(tǒng)一基準(zhǔn)面，所有的高程都以這個(gè)面為零起算，不同的高程基準(zhǔn)面有不同的高程系統(tǒng)。我國(guó)經(jīng)常使用的高程系統(tǒng)有大地高系統(tǒng)、正高系統(tǒng)和正常高系統(tǒng)。建立水準(zhǔn)原點(diǎn)，就是確定國(guó)家高程控制網(wǎng)中用來(lái)計(jì)算高程的統(tǒng)一起始點(diǎn)。3.1 高程控制測(cè)量概述建立高程控制網(wǎng)的目的是為測(cè)量地形圖高程系統(tǒng)3.1.13.1 高程控制測(cè)量概述1.大地高系統(tǒng)以參考橢球面為高程基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)稱(chēng)為大地高系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的高程是地面點(diǎn)沿法線(xiàn)方向到參考橢球面的距離，如圖3-1中的AO′是地面點(diǎn)A的大地高。高程系統(tǒng)3.1.13.1 高程控制測(cè)量概述1.大地高系統(tǒng)高程系統(tǒng)3.1.13.1 高程控制測(cè)量概述2.正高系統(tǒng)以大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)稱(chēng)為正高系統(tǒng)。正高系統(tǒng)的高程是地面點(diǎn)沿鉛垂線(xiàn)方向到大地水準(zhǔn)面的距離，稱(chēng)為正高，如圖31中的AO″就是點(diǎn)A的正高H正。由圖31可以看出，大地水準(zhǔn)面將大地高分為兩部分，即正高和大地水準(zhǔn)面至參考橢球面的距離（大地水準(zhǔn)面差距）。嚴(yán)格地測(cè)定地面點(diǎn)的正高，需要量測(cè)沿水準(zhǔn)路線(xiàn)的重力值，以及該點(diǎn)沿鉛垂線(xiàn)至大地水準(zhǔn)面的重力平均值。因此，嚴(yán)格地說(shuō)，地面上任一點(diǎn)的正高是不可能被精確求得的。換句話(huà)說(shuō)，在陸地上無(wú)法精確測(cè)定大地水準(zhǔn)面的形狀。高程系統(tǒng)3.1.13.1 高程控制測(cè)量概述2.正高系統(tǒng)高程系統(tǒng)3.1.13.1 高程控制測(cè)量概述3.正常高系統(tǒng)正常高是由地面點(diǎn)到一個(gè)與大地水準(zhǔn)面很接近的基準(zhǔn)面的距離，這個(gè)基準(zhǔn)面稱(chēng)為似大地水準(zhǔn)面。似大地水準(zhǔn)面是由地面點(diǎn)沿正常重力線(xiàn)向下量取正常高所得到的點(diǎn)形成的連續(xù)曲面。換句話(huà)說(shuō)，正常高是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程面。在平均海水面上，似大地水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面重合，且和平均海水面一致。正常高可由水準(zhǔn)高差求得，即式中，HB正常為B點(diǎn)的正常高程；HA正常為A點(diǎn)的正常高程；HB測(cè)為B點(diǎn)的測(cè)量高程；HA測(cè)為A點(diǎn)的測(cè)量高程；ε為正常重力位水準(zhǔn)面不平行改正（簡(jiǎn)稱(chēng)正常水準(zhǔn)面不平行改正）；λ為重力異常所引起的改正（簡(jiǎn)稱(chēng)重力異常改正）。我國(guó)水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范規(guī)定采用正常高系統(tǒng)。高程系統(tǒng)3.1.13.1 高程控制測(cè)量概述3.正常高系統(tǒng)我國(guó)的高程基準(zhǔn)面與水準(zhǔn)原點(diǎn)3.1.23.1 高程控制測(cè)量概述1956年，我國(guó)根據(jù)基本驗(yàn)潮站應(yīng)具備的條件，認(rèn)為青島驗(yàn)潮站具有位置適中，地處我國(guó)海岸線(xiàn)的中部，而且其所在港口是有代表性的規(guī)律性半日潮港，又避開(kāi)了江河入海口，外海海面開(kāi)闊，無(wú)密集島嶼和淺灘，海底平坦，水深在10m以上等有利條件。因此，1957年確定青島驗(yàn)潮站為我國(guó)基本驗(yàn)潮站，驗(yàn)潮井建在地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的花崗石基巖上，以該站1950—1956年的潮汐資料推求的平均海水面作為我國(guó)的高程基準(zhǔn)面。以此高程基準(zhǔn)面作為我國(guó)統(tǒng)一起算面的高程系統(tǒng)，稱(chēng)為1956年黃海高程系統(tǒng)。1956年黃海高程系統(tǒng)的高程基準(zhǔn)面的確立，對(duì)統(tǒng)一全國(guó)高程有著重要的歷史意義，對(duì)國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科學(xué)研究等方面都起到了重要的作用。我國(guó)的高程基準(zhǔn)面與水準(zhǔn)原點(diǎn)3.1.23.1 高程控制測(cè)量概我國(guó)的高程基準(zhǔn)面與水準(zhǔn)原點(diǎn)3.1.23.1 高程控制測(cè)量概述但從潮汐變化周期來(lái)看，確立1956年黃海高程系統(tǒng)的平均海水面所采用的驗(yàn)潮資料時(shí)間較短，還不到潮汐變化的一個(gè)周期（一個(gè)周期一般為18.61年），同時(shí)又發(fā)現(xiàn)驗(yàn)潮資料中含有粗差，因此有必要重新確定新的國(guó)家高程基準(zhǔn)。新的國(guó)家高程基準(zhǔn)面是根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952—1979年的驗(yàn)潮資料計(jì)算確定的，將這個(gè)高程基準(zhǔn)面作為全國(guó)高程的統(tǒng)一起算面，稱(chēng)為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。為了長(zhǎng)期、牢固地表示出高程基準(zhǔn)面的位置，并作為傳遞高程的起算點(diǎn)，必須建立穩(wěn)固的水準(zhǔn)原點(diǎn)（標(biāo)石的構(gòu)造如圖3-2所示），用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法將它與驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)尺進(jìn)行聯(lián)測(cè)，以高程基準(zhǔn)面為零推求水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程，我國(guó)的高程基準(zhǔn)面與水準(zhǔn)原點(diǎn)3.1.23.1 高程控制測(cè)量概我國(guó)的高程基準(zhǔn)面與水準(zhǔn)原點(diǎn)3.1.23.1 高程控制測(cè)量概述以此高程作為全國(guó)各地推算高程的依據(jù)。在1956年黃海高程基準(zhǔn)系統(tǒng)中，我國(guó)水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.2893m；在1985國(guó)家高程基準(zhǔn)系統(tǒng)中，我國(guó)水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260m。我國(guó)的高程基準(zhǔn)面與水準(zhǔn)原點(diǎn)3.1.23.1 高程控制測(cè)量概高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述城市和工程建設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量既是各種大比例尺測(cè)圖、城市工程測(cè)量和城市地面沉降觀(guān)測(cè)的高程控制基礎(chǔ)，又是工程建設(shè)施工放樣和監(jiān)測(cè)工程建筑物垂直形變的依據(jù)，一般按水準(zhǔn)測(cè)量的方法來(lái)建立。為了統(tǒng)一水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)格，考慮到城市和工程建設(shè)的特點(diǎn)，《城市測(cè)量規(guī)范》（CJJ/T8—2011）和《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026—2007）規(guī)定：水準(zhǔn)測(cè)量分為二、三、四等三個(gè)等級(jí)。城市首級(jí)高程控制網(wǎng)一般要求布設(shè)成閉合環(huán)線(xiàn)，加密網(wǎng)可布設(shè)成附合路線(xiàn)和結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。高程控制測(cè)量工作實(shí)施的工作流程一般包括圖上設(shè)計(jì)水準(zhǔn)路線(xiàn)、踏勘、選點(diǎn)、埋石、繪制點(diǎn)之記和制定作業(yè)方案等。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述城高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述1.圖上設(shè)計(jì)水準(zhǔn)路線(xiàn)水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)力求做到經(jīng)濟(jì)合理，因此，設(shè)計(jì)水準(zhǔn)路線(xiàn)前應(yīng)先對(duì)測(cè)區(qū)情況進(jìn)行調(diào)查研究，搜集和分析測(cè)區(qū)已有的水準(zhǔn)測(cè)量資料，擬定出合理的布設(shè)方案。在圖上設(shè)計(jì)水準(zhǔn)路線(xiàn)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（1）水準(zhǔn)路線(xiàn)應(yīng)盡量沿坡度小的道路布設(shè)，盡量避免跨越河流、湖泊、沼澤等障礙物，以削弱前后視折光誤差的影響。（2）水準(zhǔn)路線(xiàn)若與高壓輸電線(xiàn)或地下電纜平行，則應(yīng)使水準(zhǔn)路線(xiàn)在輸電線(xiàn)或電纜50m以外布設(shè)，以避免電磁場(chǎng)對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響。（3）布設(shè)首級(jí)高程控制網(wǎng)時(shí)，應(yīng)考慮便于進(jìn)一步加密。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述1高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述（4）水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)盡可能布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，個(gè)別情況下也可布設(shè)成附合路線(xiàn)。水準(zhǔn)點(diǎn)間的距離：一般地區(qū)為2～4km，城市建筑區(qū)和工業(yè)區(qū)為1～2km。（5）應(yīng)與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，以求得高程系統(tǒng)的統(tǒng)一。（6）注意測(cè)區(qū)已有水準(zhǔn)測(cè)量成果的利用。根據(jù)上述要求，首先應(yīng)在圖上初步擬定水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案，再到實(shí)地選定水準(zhǔn)路線(xiàn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的位置。在實(shí)地選線(xiàn)和選點(diǎn)時(shí)，還應(yīng)注意使水準(zhǔn)路線(xiàn)避開(kāi)土質(zhì)松軟地段。確定水準(zhǔn)點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)考慮到水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)后點(diǎn)位的穩(wěn)固安全，并能長(zhǎng)期保存，便于施測(cè)。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述（高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述2.踏勘、選點(diǎn)、埋石、繪制點(diǎn)之記踏勘要解決的問(wèn)題之一是根據(jù)圖上初步擬定的水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案，到實(shí)地選定水準(zhǔn)路線(xiàn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的位置。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在地質(zhì)最為可靠的地點(diǎn)，避免設(shè)置在水灘、沼澤、沙土、滑坡和地下水位高的地方。當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在鐵路、公路近旁時(shí)，一般要求離鐵路的距離應(yīng)大于50m，離公路的距離應(yīng)大于20m。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量避免埋設(shè)在交通繁忙的道路交叉口，墻上水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在永久性的大型建筑物上。水準(zhǔn)點(diǎn)選定后，就可以進(jìn)行水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)工作。水準(zhǔn)點(diǎn)的高程是指嵌設(shè)在水準(zhǔn)標(biāo)石上面的水準(zhǔn)標(biāo)志頂面相對(duì)于高程基準(zhǔn)面的高度。如果水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)質(zhì)量不好，容易產(chǎn)生垂直位移或傾斜，會(huì)導(dǎo)致水準(zhǔn)點(diǎn)高程不可靠，因此必須重視水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)質(zhì)量。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述2高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石的制作材料、規(guī)格和埋設(shè)要求在《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB/T12897—2006，以下簡(jiǎn)稱(chēng)水準(zhǔn)規(guī)范）中都有具體的規(guī)定和說(shuō)明。工程測(cè)量中常用的普通水準(zhǔn)標(biāo)石（見(jiàn)圖3-3）是由柱石和磐石兩部分組成的，其中，標(biāo)石可用混凝土澆制或用天然巖石制成。普通水準(zhǔn)標(biāo)石上面嵌設(shè)銅材或不銹鋼金屬標(biāo)志。水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)完成后，要現(xiàn)場(chǎng)繪制水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記。水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記的示例如圖3-4所示。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述國(guó)高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石的制作材料、規(guī)格和埋設(shè)要求在《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB/T12897—2006，以下簡(jiǎn)稱(chēng)水準(zhǔn)規(guī)范）中都有具體的規(guī)定和說(shuō)明。工程測(cè)量中常用的普通水準(zhǔn)標(biāo)石（見(jiàn)圖3-3）是由柱石和磐石兩部分組成的，其中，標(biāo)石可用混凝土澆制或用天然巖石制成。普通水準(zhǔn)標(biāo)石上面嵌設(shè)銅材或不銹鋼金屬標(biāo)志。水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)完成后，要現(xiàn)場(chǎng)繪制水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記。水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記的示例如圖3-4所示。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述國(guó)高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述3.制定作業(yè)方案作業(yè)方案的制定要結(jié)合任務(wù)概況和測(cè)區(qū)的具體情況，在對(duì)已有測(cè)繪資料做出認(rèn)真分析后進(jìn)行。作業(yè)方案主要包括采用的高程基準(zhǔn)及高程控制網(wǎng)等級(jí)、水準(zhǔn)路線(xiàn)的長(zhǎng)度及其構(gòu)網(wǎng)圖形、高程點(diǎn)或標(biāo)志的類(lèi)型與埋設(shè)要求、擬定的觀(guān)測(cè)與聯(lián)測(cè)方案、觀(guān)測(cè)方法及技術(shù)要求等。技術(shù)要求應(yīng)遵從測(cè)量規(guī)范，應(yīng)起到指導(dǎo)外業(yè)實(shí)施和內(nèi)業(yè)計(jì)算全過(guò)程的作用。在編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)時(shí)，應(yīng)根據(jù)要求并結(jié)合《測(cè)繪技術(shù)總結(jié)編寫(xiě)規(guī)定》（CH/T1001—2005）的相關(guān)規(guī)定列出需上交的資料清單。需上交的資料主要包括工程技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)、工程技術(shù)總結(jié)報(bào)告、質(zhì)量檢查及質(zhì)量評(píng)定報(bào)告、儀器檢定資料、水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)手簿、水準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算資料（含國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)起算數(shù)據(jù)）、水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)之記、全部數(shù)據(jù)光盤(pán)、水準(zhǔn)路線(xiàn)圖和高程控制點(diǎn)成果表。高程控制測(cè)量的作業(yè)流程3.1.33.1 高程控制測(cè)量概述3精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.13.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺為提高水準(zhǔn)測(cè)量的精度，高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量必須采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀(guān)測(cè)。常用的精密水準(zhǔn)儀有S0.5型精密水準(zhǔn)儀和S1型精密水準(zhǔn)儀，它們可用于國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量和大型工程建筑物的施工測(cè)量及變形觀(guān)測(cè)。對(duì)于精密水準(zhǔn)測(cè)量的精度而言，除受到一些外界因素的影響外，觀(guān)測(cè)儀器——水準(zhǔn)儀在結(jié)構(gòu)上的精確性和可靠性對(duì)其也會(huì)產(chǎn)生重要的影響。為此，精密水準(zhǔn)儀必須具備以下一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.高質(zhì)量的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)為了能在望遠(yuǎn)鏡中獲得水準(zhǔn)尺上分劃線(xiàn)的清晰影像，精密水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡必須具有足夠的放大倍率和較大的物鏡孔徑。一般精密水準(zhǔn)儀的放大倍率應(yīng)大于40倍，物鏡的孔徑應(yīng)大于50mm。精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.13.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.13.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2.堅(jiān)固穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu)儀器的結(jié)構(gòu)必須使視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸之間的聯(lián)系穩(wěn)定，不因外界條件的變化而改變它們之間的關(guān)系。一般精密水準(zhǔn)儀的主要構(gòu)件均用特殊的合金鋼制成，并在儀器上套有起隔熱作用的防護(hù)罩。3.高精度的測(cè)微器裝置精密水準(zhǔn)儀必須有光學(xué)測(cè)微器裝置，用來(lái)精確地在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，以提高測(cè)量精度。一般精密光學(xué)水準(zhǔn)儀的光學(xué)測(cè)微器可以讀到0.1mm（或0.05mm），估讀到0.01mm（或0.005mm）。精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.13.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.13.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺4.高靈敏度的管水準(zhǔn)器一般精密水準(zhǔn)儀的管水準(zhǔn)器的格值為10″/2mm。水準(zhǔn)器的靈敏度越高，觀(guān)測(cè)時(shí)使水準(zhǔn)器氣泡居中的難度就越大。為此，精密水準(zhǔn)儀上必須有微傾螺旋，借以使視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸同時(shí)產(chǎn)生微量變化，從而使水準(zhǔn)氣泡較為容易地精確置中，以達(dá)到視準(zhǔn)軸的精確整平。5.高性能的補(bǔ)償器裝置對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，其補(bǔ)償元件的質(zhì)量和補(bǔ)償裝置的精密度可以影響補(bǔ)償器性能的可靠性。如果補(bǔ)償器不能給出正確的補(bǔ)償量，或補(bǔ)償不足，或補(bǔ)償過(guò)量，都會(huì)影響精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)成果的精度。精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.2.13.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀的型號(hào)有很多，我國(guó)目前使用較多的通常有瑞士生產(chǎn)的威特N3（WildN3）、德國(guó)生產(chǎn)的蔡司Ni004和我國(guó)生產(chǎn)的S1型精密水準(zhǔn)儀等。1.WildN3精密水準(zhǔn)儀WildN3精密水準(zhǔn)儀的外形如圖3-5所示。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺精常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺望遠(yuǎn)鏡物鏡的有效孔徑為50mm，放大倍率為40倍，管狀水準(zhǔn)器的格值為10″/2mm。WildN3精密水準(zhǔn)儀與分格值為10mm的精密因瓦水準(zhǔn)尺配套使用，標(biāo)尺的基輔差為301.55cm。在望遠(yuǎn)鏡目鏡的左邊上下有兩個(gè)小目鏡，它們是符合氣泡觀(guān)察目鏡和測(cè)微器讀數(shù)目鏡，在3個(gè)不同的目鏡中所見(jiàn)到的影像如圖3-6所示。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺望常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺1）WildN3精密水準(zhǔn)儀的微傾螺旋裝置圖3-7所示為WildN3精密水準(zhǔn)儀的微傾螺旋裝置，它是一種杠桿結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋時(shí)，通過(guò)著力點(diǎn)D可以帶動(dòng)支臂繞支點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)，使其對(duì)望遠(yuǎn)鏡的作用點(diǎn)B產(chǎn)生微量升降，從而使望遠(yuǎn)鏡繞轉(zhuǎn)軸C做微量?jī)A斜。由于望遠(yuǎn)鏡與水準(zhǔn)器是緊密相連的，因而微傾螺旋的旋轉(zhuǎn)可以使水準(zhǔn)軸和視準(zhǔn)軸同時(shí)產(chǎn)生微量的傾斜變化，借以迅速而精確地將視準(zhǔn)軸整平。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺1常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2）WildN3精密水準(zhǔn)儀的讀數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜螺旋，使觀(guān)察目鏡中的符合水準(zhǔn)氣泡兩端符合，則視線(xiàn)精確水平，此時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋使望遠(yuǎn)鏡目鏡中看到的楔形絲夾準(zhǔn)水準(zhǔn)尺上的138分劃線(xiàn)，也就是使138分劃線(xiàn)平分楔角，再在測(cè)微器目鏡中讀出測(cè)微器讀數(shù)654（6.54mm），故水平視線(xiàn)在水準(zhǔn)尺上的全部讀數(shù)為138.654cm。3）WildN3精密水準(zhǔn)儀的測(cè)微器裝置圖3-8所示為WildN3精密水準(zhǔn)儀光學(xué)測(cè)微器的測(cè)微工作原理。由圖可見(jiàn)，光學(xué)測(cè)微器由平行玻璃板、測(cè)微分劃尺、傳動(dòng)桿和測(cè)微螺旋等部件組成。平行玻璃板和傳動(dòng)桿與測(cè)微分劃尺相連。測(cè)微分劃尺上有100個(gè)分格，它與10mm相對(duì)應(yīng)，即每分格為0.1mm，可估讀至0.01mm。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺每10格有較長(zhǎng)分劃線(xiàn)并注記數(shù)字，每?jī)蓷l長(zhǎng)分劃線(xiàn)間的格值為1mm。當(dāng)平行玻璃板與水平視線(xiàn)正交時(shí)，測(cè)微分劃尺上的初始讀數(shù)為5mm。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋時(shí)，傳動(dòng)桿將帶動(dòng)平行玻璃板相對(duì)于物鏡做前俯后仰，并同時(shí)帶動(dòng)測(cè)微分劃尺做相應(yīng)的移動(dòng)。平行玻璃板相對(duì)于物鏡做前俯后仰，水平視線(xiàn)就會(huì)向上或向下做平行移動(dòng)。若逆轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使平行玻璃板前俯到測(cè)微分劃尺移至10mm處，則水平視線(xiàn)向下平移5mm；反之，順轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使平行玻璃板后仰到測(cè)微分劃尺移至0mm處，則水平視線(xiàn)向上平移5mm。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺每常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在圖3-8中，當(dāng)平行玻璃板與水平視線(xiàn)正交時(shí)，水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)應(yīng)為a，a在兩相鄰分劃148與149之間，此時(shí)測(cè)微分劃尺上的讀數(shù)為5mm，而不是0mm。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋，平行玻璃板前俯，使水平視線(xiàn)向下平移與就近的148分劃重合，這時(shí)測(cè)微分劃尺上的讀數(shù)為6.50mm，而水平視線(xiàn)的平移量應(yīng)為6.50-5mm，最后讀數(shù)a=148cm+6.50mm-5mm，即a=148.650cm-5mm。由上述可知，每次讀數(shù)中應(yīng)減去常數(shù)（初始讀數(shù)）5mm，但因在水準(zhǔn)測(cè)量中計(jì)算高差時(shí)能自動(dòng)抵消這個(gè)常數(shù)，所以在水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)，讀數(shù)、記錄、計(jì)算過(guò)程中都可以不考慮這個(gè)常數(shù)，但在單向讀數(shù)時(shí)就必須減去這個(gè)初始讀數(shù)。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2.蔡司Ni004精密水準(zhǔn)儀蔡司Ni004精密水準(zhǔn)儀的外形如圖3-9所示。這種儀器的主要特點(diǎn)是對(duì)熱影響的感應(yīng)較小，即當(dāng)外界溫度變化時(shí)，常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)軸與視準(zhǔn)軸之間的交角i的變化很小，這是因?yàn)橥h(yuǎn)鏡、管狀水準(zhǔn)器和平行玻璃板的傾斜設(shè)備等部件都裝在一個(gè)附有絕熱層的金屬套筒內(nèi)，這樣就保證了水準(zhǔn)儀上這些部件的溫度迅速達(dá)到平衡。該儀器物鏡的有效孔徑為56mm，望遠(yuǎn)鏡的放大倍率為44倍，望遠(yuǎn)鏡目鏡視場(chǎng)內(nèi)有左右兩組楔形絲（見(jiàn)圖3-10），右邊一組楔形絲的交角較小，在視距較遠(yuǎn)時(shí)使用，左邊一組楔形絲的交角較大，在視距較近時(shí)使用，管狀水準(zhǔn)器的格值為10″/2mm。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋可使水平視線(xiàn)在10mm范圍內(nèi)平移，測(cè)微分劃尺直接與測(cè)微螺旋相連，通過(guò)放大鏡在測(cè)微鼓上進(jìn)行讀數(shù)，測(cè)微鼓上有100個(gè)分格，所以測(cè)微鼓的最小格值為0.1mm。從望遠(yuǎn)鏡目鏡視場(chǎng)中所看到的影像如圖3-10所示，視場(chǎng)下部是水準(zhǔn)器的符合氣泡影像。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺水常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺蔡司Ni004精密水準(zhǔn)儀與分格值為5mm的精密因瓦水準(zhǔn)尺配套使用。在圖310中，使用測(cè)微螺旋使楔形絲夾準(zhǔn)水準(zhǔn)尺上的197分劃，在測(cè)微分劃尺上的讀數(shù)為340（3.40mm），則水準(zhǔn)尺上的全部讀數(shù)為197.340cm。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺3.國(guó)產(chǎn)S1型精密水準(zhǔn)儀S1型精密水準(zhǔn)儀是北京測(cè)繪儀器廠(chǎng)生產(chǎn)的。儀器物鏡的有效孔徑為50mm，望遠(yuǎn)鏡放大倍率為40倍，管狀水準(zhǔn)器的格值為10″/2mm。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋可使水平視線(xiàn)在10mm范圍內(nèi)平移，測(cè)微分劃尺有100個(gè)分格，故測(cè)微分劃尺的最小格值為0.1mm。S1型精密水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡目鏡視場(chǎng)如圖3-11所示，視場(chǎng)左邊是水準(zhǔn)器的符合氣泡影像，測(cè)微器讀數(shù)顯微鏡在望遠(yuǎn)鏡目鏡的右下方。國(guó)產(chǎn)S1型精密水準(zhǔn)儀與分格值為5mm的精密水準(zhǔn)尺配套使用。在圖3-11中，使用測(cè)微螺旋使楔形絲夾準(zhǔn)198分劃，在測(cè)微器讀數(shù)顯微鏡中的讀數(shù)為150(1.50mm)，水準(zhǔn)尺上的全部讀數(shù)為198.150cm。常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺3常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺常用的精密水準(zhǔn)儀3.2.23.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺是測(cè)定高差的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，如果水準(zhǔn)尺的長(zhǎng)度有誤差，將對(duì)精密水準(zhǔn)測(cè)量的觀(guān)測(cè)成果造成系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響。為此，對(duì)精密水準(zhǔn)尺提出以下要求：1.水準(zhǔn)尺不受溫度和濕度的影響當(dāng)空氣的溫度和濕度發(fā)生變化時(shí)，水準(zhǔn)尺分劃間的長(zhǎng)度必須保持穩(wěn)定，或僅有微小的變化。一般精密水準(zhǔn)尺的分劃是漆在因瓦合金帶上的，而因瓦合金帶則以一定的拉力引張?jiān)谀举|(zhì)尺身的溝槽中，這樣因瓦合金帶的長(zhǎng)度就不會(huì)受木質(zhì)尺身伸縮變形的影響。水準(zhǔn)尺分劃的數(shù)字是注記在因瓦合金帶兩旁的木質(zhì)尺身上的，如圖3-12所示。精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2.水準(zhǔn)尺的分劃應(yīng)正確與精密水準(zhǔn)尺的分劃必須十分正確與精密，分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都應(yīng)很小。水準(zhǔn)尺分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差的大小主要取決于分劃刻度工藝的水平，當(dāng)前精密水準(zhǔn)尺分劃的偶然中誤差一般在8～11μm。由于精密水準(zhǔn)尺分劃的系統(tǒng)誤差可以通過(guò)水準(zhǔn)尺的平均每米真長(zhǎng)加以改正，因而分劃的偶然誤差就代表了水準(zhǔn)尺分劃的綜合精度。3.水準(zhǔn)尺在構(gòu)造上不應(yīng)變形水準(zhǔn)尺在構(gòu)造上應(yīng)保證全長(zhǎng)筆直，并且尺身不易發(fā)生長(zhǎng)度和彎扭等變形。一般精密水準(zhǔn)尺的木質(zhì)尺身均應(yīng)以經(jīng)過(guò)特殊處理的優(yōu)質(zhì)木料制作。為了避免水準(zhǔn)尺在使用中尺身底部磨損而改變尺身的長(zhǎng)度，必須在水準(zhǔn)尺的底面釘上堅(jiān)固耐磨的金屬底板。精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)，水準(zhǔn)尺應(yīng)豎立于特制的具有一定重量的尺墊或尺樁上。4.作業(yè)時(shí)水準(zhǔn)尺應(yīng)保持垂直在精密水準(zhǔn)尺的尺身上應(yīng)附有圓水準(zhǔn)器裝置，作業(yè)時(shí)扶尺者借以使水準(zhǔn)尺保持在垂直位置。在尺身上一般還應(yīng)有扶尺環(huán)裝置，以便扶尺者使水準(zhǔn)尺穩(wěn)定在垂直位置。5.水準(zhǔn)尺在視覺(jué)上必須協(xié)調(diào)和便于觀(guān)測(cè)為了提高對(duì)水準(zhǔn)尺分劃的照準(zhǔn)精度，水準(zhǔn)尺分劃的顏色應(yīng)與水準(zhǔn)尺的顏色相協(xié)調(diào)，一般精密水準(zhǔn)尺都為黑色線(xiàn)條分劃與淺黃色的尺面相配合，這有利于觀(guān)測(cè)時(shí)對(duì)水準(zhǔn)尺分劃的精確照準(zhǔn)。精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺線(xiàn)條分劃精密水準(zhǔn)尺的分格值有10mm和5mm兩種。分格值為10mm的精密水準(zhǔn)尺如圖3-12（a）所示，它有兩排分劃，尺面右邊一排的分劃注記為0～300cm，稱(chēng)為基本分劃；左邊一排的分劃注記為300～600cm，稱(chēng)為輔助分劃。同一高度的基本分劃與輔助分劃的讀數(shù)相差一個(gè)常數(shù)，稱(chēng)為基輔差，通常又稱(chēng)為尺常數(shù)。水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)可以用尺常數(shù)來(lái)檢查讀數(shù)的正確性。分格值為5mm的精密水準(zhǔn)尺如圖3-12（b）所示，它也有兩排分劃，但兩排分劃彼此錯(cuò)開(kāi)5mm，所以實(shí)際上左邊是單數(shù)分劃，右邊是雙數(shù)分劃，即單數(shù)分劃和雙數(shù)分劃各占一排，而沒(méi)有輔助分劃。木質(zhì)尺面右邊注記的是米數(shù)，左邊注記的是分米數(shù)，整個(gè)注記為0.1～5.9m，實(shí)際分格值為5mm，分劃注記比實(shí)際數(shù)值大了一倍，所以用這種水準(zhǔn)尺所測(cè)得的高差值必須除以2才是實(shí)際的高差值。精密水準(zhǔn)尺的構(gòu)造特點(diǎn)3.2.33.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)儀是20世紀(jì)末出現(xiàn)的新型幾何水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器，它的出現(xiàn)解決了水準(zhǔn)儀自動(dòng)讀數(shù)的問(wèn)題。數(shù)字水準(zhǔn)儀克服了傳統(tǒng)光學(xué)水準(zhǔn)儀的諸多弊端，因此得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量系統(tǒng)主要由編碼標(biāo)尺和數(shù)字水準(zhǔn)儀組成。編碼標(biāo)尺的刻劃全部由條構(gòu)成，如圖3-13所示。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺1.數(shù)字水準(zhǔn)儀的一般結(jié)構(gòu)數(shù)字水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)部分和機(jī)械結(jié)構(gòu)與光學(xué)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀基本相同。圖314所示為望遠(yuǎn)鏡光學(xué)和主要部件的結(jié)構(gòu)。圖中的部件較自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀多了調(diào)焦發(fā)送器、補(bǔ)償器監(jiān)視、分光鏡和線(xiàn)陣探測(cè)器四個(gè)部件。調(diào)焦發(fā)送器的作用是測(cè)定調(diào)焦透鏡的位置，由此計(jì)算儀器至水準(zhǔn)尺的概略視距值；補(bǔ)償器監(jiān)視的作用是監(jiān)視補(bǔ)償器在測(cè)量時(shí)的功能是否正常；分光鏡則是將經(jīng)由物鏡進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡的光分離成紅外光和可見(jiàn)光兩個(gè)部分，紅外光傳送給線(xiàn)陣探測(cè)器作為探測(cè)標(biāo)尺圖像的光源，可見(jiàn)光穿過(guò)十字絲分劃板經(jīng)目鏡供觀(guān)測(cè)員觀(guān)測(cè)水準(zhǔn)尺；基于電荷耦合元件(chargecoupleddevice，CCD)攝像原理的線(xiàn)陣探測(cè)器是儀器的核心部件之一，其由256個(gè)光敏二極管組成，每個(gè)光敏二極管構(gòu)成圖像的一個(gè)像素。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺1.數(shù)字?jǐn)?shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2.徠卡數(shù)字水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺DNA03是徠卡(Leica)第二代數(shù)字水準(zhǔn)儀，如圖315所示。1990年，徠卡測(cè)量系統(tǒng)（LeicaGeosystem）的前身——瑞士威特廠(chǎng)在世界上率先研制出數(shù)字水準(zhǔn)儀NA2000。2002年5月，徠卡公司又推出了新型的DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀，該儀器外形美觀(guān)，大屏幕中文顯示，測(cè)量數(shù)據(jù)可存入內(nèi)存和PC卡，并具有符合我國(guó)水準(zhǔn)規(guī)范的豐富的機(jī)載軟件。先通過(guò)數(shù)字水準(zhǔn)儀上的探測(cè)器來(lái)識(shí)別水準(zhǔn)尺上的條形碼，再經(jīng)過(guò)數(shù)字影像處理，給出水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，取代了在水準(zhǔn)尺上的目視讀數(shù)。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺徠卡數(shù)字水準(zhǔn)儀的主要功能是線(xiàn)路測(cè)量，在“線(xiàn)路測(cè)量”菜單下有“設(shè)置作業(yè)”“設(shè)置線(xiàn)路”和“設(shè)置限差”三項(xiàng)。在“設(shè)置作業(yè)”里可以命名作業(yè)名稱(chēng)（Job）、輸入觀(guān)測(cè)者姓名（Aper）等。在“設(shè)置線(xiàn)路”里輸入線(xiàn)路名稱(chēng)（Name）和觀(guān)測(cè)方法（Method）。觀(guān)測(cè)方法有BF、BFFB、aBF和aBFFB四種方法可供選擇，各種觀(guān)測(cè)方法的說(shuō)明見(jiàn)表3-1。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺徠卡數(shù)字?jǐn)?shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在“限差設(shè)置”里可以設(shè)置前后視距差（DistBal）、視線(xiàn)長(zhǎng)度（MaxDist）、視線(xiàn)高度（StafLow）、測(cè)站高差之差（StaDif）、同一標(biāo)尺兩次讀數(shù)之差（B-B/F-F），設(shè)置的限差是否要遵守取決于應(yīng)用需要。儀器設(shè)置了可以檢查限差也可以不檢查限差的功能［用定位鍵選擇檢查（on）或不檢查（off）限差］，只要檢查到測(cè)量成果超限，儀器就會(huì)立即報(bào)警并顯示一條信息來(lái)說(shuō)明哪項(xiàng)限差超限，而且允許立即重新測(cè)量。以上參數(shù)都設(shè)置完后就可按照設(shè)置好的觀(guān)測(cè)順序進(jìn)行觀(guān)測(cè)了。3.數(shù)字水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)1）數(shù)字水準(zhǔn)儀的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在“限差數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)儀由于省去了報(bào)數(shù)、聽(tīng)記、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算時(shí)間以及因人為出錯(cuò)而重測(cè)的環(huán)節(jié)，因而其測(cè)量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器的測(cè)量時(shí)間相比可以節(jié)省1/3左右。數(shù)字水準(zhǔn)儀與微傾水準(zhǔn)儀相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）讀數(shù)客觀(guān)，不存在誤讀、誤記問(wèn)題，沒(méi)有人為讀數(shù)誤差；數(shù)據(jù)自動(dòng)輸出，自動(dòng)存儲(chǔ)。（2）視線(xiàn)高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)處理后取平均值得出來(lái)的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均值的功能，可以削弱外界條件的影響，使不熟練的作業(yè)人員也能進(jìn)行高精度測(cè)量。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺數(shù)字水準(zhǔn)數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺（3）只需調(diào)焦和按鍵就可以自動(dòng)讀數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；視距還能自動(dòng)記錄、檢核和處理，并能輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化；可以建立簡(jiǎn)便測(cè)量模式或多功能測(cè)量模式，如取平均值、中間值等。（4）能自動(dòng)進(jìn)行地球曲率改正，可以自動(dòng)做i角改正，并且可以在標(biāo)尺稍低于零的位置測(cè)量。2）數(shù)字水準(zhǔn)儀的缺點(diǎn)數(shù)字水準(zhǔn)儀也存在一些不如光學(xué)水準(zhǔn)儀的地方，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）數(shù)字水準(zhǔn)儀對(duì)標(biāo)尺進(jìn)行讀數(shù)不如光學(xué)水準(zhǔn)儀靈活。數(shù)字水準(zhǔn)儀只能對(duì)其配套標(biāo)尺進(jìn)行照準(zhǔn)讀數(shù)，而在有些部門(mén)的應(yīng)用中，使用自制的標(biāo)尺，甚至是普通的鋼板尺，只要有分劃線(xiàn)，光學(xué)水準(zhǔn)儀就能讀數(shù)，而數(shù)字水準(zhǔn)儀則無(wú)法工作。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺（3）只數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺同時(shí)，數(shù)字水準(zhǔn)儀要求有一定的視場(chǎng)范圍，但有些情況下，只能通過(guò)一個(gè)較窄的狹縫進(jìn)行照準(zhǔn)讀數(shù)，這時(shí)就只能使用光學(xué)水準(zhǔn)儀。（2）數(shù)字水準(zhǔn)儀受外界條件影響較大。由于數(shù)字水準(zhǔn)儀是由CCD探測(cè)器來(lái)分辨標(biāo)尺條碼的圖像，進(jìn)而進(jìn)行電子讀數(shù)的，而CCD只能在有限的亮度范圍內(nèi)將圖像轉(zhuǎn)換為用于測(cè)量的有效電信號(hào)，因此，水準(zhǔn)尺的亮度是很重要的，要求標(biāo)尺亮度均勻且適中。數(shù)字水準(zhǔn)儀3.2.43.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺同時(shí)，數(shù)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在進(jìn)行精密水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)會(huì)受到各種誤差的影響，包括儀器誤差、觀(guān)測(cè)誤差和外界因素的影響而產(chǎn)生的誤差等。下面就幾種主要誤差進(jìn)行分析，并討論它們對(duì)精密水準(zhǔn)觀(guān)測(cè)成果的影響及應(yīng)采取的措施。1.儀器誤差1）i角的誤差影響雖然經(jīng)過(guò)i角的檢驗(yàn)校正，但是要使兩軸完全保持平行是困難的，因此，當(dāng)水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)，視準(zhǔn)軸仍不能保持水平，會(huì)使水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)產(chǎn)生誤差，并且該誤差與視距成正比。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺尺上的讀數(shù)產(chǎn)生誤差，并且該誤差與視距成正比。如圖3-16所示，S前、S后為前、后視距，由于存在i角，并假設(shè)i角不變的情況下，在前、后水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)誤差分別為i″S前ρ″和i″S后ρ″，對(duì)高差的誤差影響為精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺對(duì)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間一個(gè)測(cè)段的高差總和的誤差影響為由此可見(jiàn)，在i角保持不變的情況下，若一個(gè)測(cè)站上的前、后視距相等或一個(gè)測(cè)段的前、后視距總和相等，則在觀(guān)測(cè)高差中i角的誤差影響可以得到消除。但在實(shí)際作業(yè)中，要求前、后視距完全相等是困難的，為此必須規(guī)定一個(gè)限值。水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定：二等水準(zhǔn)測(cè)量的前、后視距差應(yīng)不大于1m，前、后視距累積差應(yīng)不大于3m。2）交叉誤差的影響精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺當(dāng)儀器不存在i角，儀器的垂直軸嚴(yán)格垂直時(shí)，交叉誤差φ并不影響在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，因?yàn)閮x器在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸在垂直面上的投影仍保持互相平行，所以對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量并無(wú)不利影響。但當(dāng)儀器的垂直軸傾斜時(shí)，如與視準(zhǔn)軸正交的方向傾斜一個(gè)角度，那么這時(shí)視準(zhǔn)軸雖然仍處在水平位置，但是水準(zhǔn)軸的兩端卻產(chǎn)生傾斜，從而使水準(zhǔn)氣泡偏離居中位置。儀器在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水準(zhǔn)氣泡將移動(dòng)，當(dāng)重新調(diào)整水準(zhǔn)氣泡居中進(jìn)行觀(guān)測(cè)時(shí)，視準(zhǔn)軸就會(huì)偏離水平位置而傾斜，顯然它將影響在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。為了減少這種誤差對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量成果的影響，應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)儀上的圓水準(zhǔn)器進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，對(duì)交叉誤差φ進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺3）水準(zhǔn)尺每米長(zhǎng)度誤差的影響在精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)中必須使用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的水準(zhǔn)尺。設(shè)f為水準(zhǔn)尺每米間隔平均真長(zhǎng)誤差，則對(duì)一個(gè)測(cè)站的觀(guān)測(cè)高差h應(yīng)加的改正數(shù)為對(duì)一個(gè)測(cè)段來(lái)說(shuō)，應(yīng)加的改正數(shù)為式中，∑h為一個(gè)測(cè)段各測(cè)站觀(guān)測(cè)高差之和。4）兩水準(zhǔn)尺零點(diǎn)差的影響兩水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差不等，設(shè)a、b水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差分別為Δa和Δb，它們都會(huì)在水準(zhǔn)尺上產(chǎn)生誤差。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺如圖3-17所示，在測(cè)站Ⅰ上顧及兩水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差對(duì)前、后視水準(zhǔn)尺上讀數(shù)b1、a1的影響，則測(cè)站Ⅰ的觀(guān)測(cè)高差為在測(cè)站Ⅱ上，顧及兩水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差對(duì)前、后視水準(zhǔn)尺上讀數(shù)a2、b2的影響，則測(cè)站Ⅱ的觀(guān)測(cè)高差為則1、3點(diǎn)的高差，即Ⅰ、Ⅱ測(cè)站所測(cè)高差之和為由此可見(jiàn)，盡管兩水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差Δa≠Δb,但在兩相鄰測(cè)站的觀(guān)測(cè)高差之和中抵消了這種誤差的影響，故在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)中各測(cè)段的測(cè)站數(shù)目應(yīng)安排成偶數(shù)，且在相鄰測(cè)站上使兩水準(zhǔn)尺輪流作為前視尺和后視尺。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2.觀(guān)測(cè)誤差精密水準(zhǔn)測(cè)量的觀(guān)測(cè)誤差主要有水準(zhǔn)器氣泡居中的誤差、照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺上分劃的誤差和讀數(shù)誤差。這些誤差都具有偶然誤差性質(zhì)，由于精密水準(zhǔn)儀有微傾螺旋和符合水準(zhǔn)器，并有光學(xué)測(cè)微器裝置，可以提高水準(zhǔn)器氣泡居中的精度和讀數(shù)精度，同時(shí)用楔形絲照準(zhǔn)標(biāo)尺上的分劃線(xiàn)可以減小照準(zhǔn)誤差，因此，這些誤差影響都可以被有效地控制在很小的范圍內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果的分析表明，這些誤差對(duì)每測(cè)站上由基輔分劃所得觀(guān)測(cè)高差的平均值的影響還不到0.1mm。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺3.外界因素影響而產(chǎn)生的誤差1）儀器和水準(zhǔn)尺（尺臺(tái)或尺樁）垂直位移的影響儀器和水準(zhǔn)尺在垂直方向位移所產(chǎn)生的誤差是精密水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)誤差的重要來(lái)源。按圖3-18所示的觀(guān)測(cè)程序，當(dāng)儀器的三腳架隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下沉?xí)r，在讀完后視基本分劃讀數(shù)轉(zhuǎn)向前視基本分劃讀數(shù)的時(shí)間內(nèi)，視線(xiàn)將有所下降，而使前視基本分劃讀數(shù)偏小。同理，由于儀器的下沉，后視輔助分劃讀數(shù)偏小，如果前視基本分劃的讀數(shù)偏小的量與后視輔助分劃相同，則采用“后前前后”觀(guān)測(cè)程序所測(cè)得的基輔高差的平均值可以較好地消除這項(xiàng)誤差的影響。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺（尺臺(tái)或尺樁）的垂直位移主要發(fā)生在遷站的過(guò)程中，由原來(lái)的前視尺轉(zhuǎn)為后視尺而產(chǎn)生下沉，使后視讀數(shù)偏大，使各測(cè)站的觀(guān)測(cè)高差偏大，成為系統(tǒng)性的誤差影響。這種誤差影響在往返測(cè)高差的平均值中可以得到有效的抵償，所以，水準(zhǔn)測(cè)量一般都要求進(jìn)行往返測(cè)。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在實(shí)際作業(yè)中，要盡量減少水準(zhǔn)尺的垂直位移，如立尺點(diǎn)要選在堅(jiān)實(shí)的土壤上；水準(zhǔn)尺立于尺臺(tái)后至少0.5min才可進(jìn)行觀(guān)測(cè)，這樣可以減少其垂直位移量，從而減少其誤差影響。有時(shí)儀器三腳架和尺臺(tái)（或尺樁）也會(huì)出現(xiàn)上升現(xiàn)象，就是當(dāng)用力將三腳架或尺臺(tái)壓入地下之后，在不再用力的情況下，土壤的反作用力有時(shí)會(huì)使三腳架或尺臺(tái)逐漸上升，如果水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)沿著土壤性質(zhì)相同的路線(xiàn)布設(shè)，而每次都有這種上升現(xiàn)象的發(fā)生，那么就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響，根據(jù)研究，這種誤差可以達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值。2）大氣垂直折光的影響近地面大氣層的密度分布一般隨離開(kāi)地面的高度而變化。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺也就是說(shuō)，近地面大氣層的密度存在著梯度。因此，光線(xiàn)通過(guò)不斷按梯度變化的大氣層時(shí)，會(huì)引起折射系數(shù)的不斷變化，導(dǎo)致視線(xiàn)成為一條各點(diǎn)具有不同曲率的曲線(xiàn)，在垂直方向產(chǎn)生彎曲，并且彎向大氣密度較大的一方，這種現(xiàn)象叫作大氣垂直折光。如果在地勢(shì)較為平坦的地區(qū)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，前、后視距相等，則折光影響相同，視線(xiàn)彎曲的程度也相同。這樣，在觀(guān)測(cè)高差的過(guò)程中就可以消除這種誤差的影響。但是，由于越接近地面的大氣層，大氣層密度的梯度越大，因?yàn)榍啊⒑笠暰€(xiàn)離地面的高度不同，視線(xiàn)所通過(guò)大氣層的密度也不同，折光影響也就不同，所以，前、后視線(xiàn)在垂直面內(nèi)的彎曲程度也不同。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺當(dāng)水準(zhǔn)測(cè)量通過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的坡度時(shí)，由于前視視線(xiàn)離地面的高度總是大于（或小于）后視視線(xiàn)離地面的高度，上坡時(shí)，前視所受的折光影響比后視大，視線(xiàn)彎曲凸向下方。這時(shí)，垂直折光對(duì)高差將產(chǎn)生系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響。為了削弱垂直折光對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響，應(yīng)使前、后視距盡量相等，并使視線(xiàn)離地面有足夠的高度；在坡度較大的水準(zhǔn)路線(xiàn)上進(jìn)行作業(yè)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短視距。大氣密度的變化還受到溫度等因素的影響。上午由于地面吸熱，使得地面上的大氣層離地面越高、溫度越低；中午以后，由于地面逐漸散熱，地面溫度開(kāi)始低于大氣的溫度。因此，垂直折光的影響還與一天內(nèi)的不同時(shí)間有關(guān)，在日出后0.5h左右和日落前0.5h左右這兩段時(shí)間內(nèi)，精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺由于地表面的吸熱和散熱，使近地面的大氣密度和折光差變化迅速而無(wú)規(guī)律，因而不宜進(jìn)行觀(guān)測(cè)；在中午一段時(shí)間內(nèi)，由于太陽(yáng)強(qiáng)烈照射，使空氣對(duì)流劇烈，致使目標(biāo)成像不穩(wěn)定，也不宜進(jìn)行觀(guān)測(cè)。為了削弱垂直折光對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響，水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定每個(gè)測(cè)段的往測(cè)和返測(cè)應(yīng)分別在上午或下午，這樣在往返測(cè)觀(guān)測(cè)高差的平均值中可以削弱垂直折光的影響。折光影響是精密水準(zhǔn)測(cè)量的一項(xiàng)主要的誤差來(lái)源，它的影響與觀(guān)測(cè)所處的氣象條件、水準(zhǔn)路線(xiàn)所處的地理位置和自然環(huán)境、觀(guān)測(cè)時(shí)間、視線(xiàn)長(zhǎng)度、測(cè)站高差及視線(xiàn)離地面的高度等諸多因素有關(guān)。雖然當(dāng)前已有一些試圖計(jì)算折光改正數(shù)的公式，但精確的改正值還是難以測(cè)算。因此，在精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)時(shí)必須嚴(yán)格遵守水準(zhǔn)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。3）溫度變化對(duì)i角的影響精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管框架是同望遠(yuǎn)鏡筒固連的，為了使水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸的聯(lián)系比較穩(wěn)固，這些部件采用因瓦合金鋼制造，并把鏡筒和框架整體裝置在一個(gè)隔熱性能良好的套筒內(nèi)，以防止由于溫度的變化使儀器有關(guān)部件產(chǎn)生不同程度的膨脹或收縮，而引起i角的變化。但是當(dāng)溫度變化時(shí)，完全避免i角的變化是不可能的。例如，儀器受熱的部位不同，對(duì)i角的影響也不同，當(dāng)太陽(yáng)射向物鏡和目鏡端時(shí)，影響最大；旁射水準(zhǔn)管一側(cè)時(shí)，影響較??；旁射與水準(zhǔn)管相對(duì)的另一側(cè)時(shí)，影響最小。因此，溫度的變化對(duì)i角的影響是極其復(fù)雜的。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)儀器周?chē)臏囟染鶆虻孛孔兓?℃時(shí)，i角將平均變化約0.5″，有時(shí)甚至更大些，可達(dá)到1″～2″。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺由于i角受溫度變化的影響很復(fù)雜，因而對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響是難以用改變觀(guān)測(cè)程序的辦法來(lái)完全消除的；而且，這種誤差的影響在往返測(cè)不符值中也不能完全被發(fā)現(xiàn)，這就使高差中數(shù)受到系統(tǒng)性的誤差影響。因此，削弱這種誤差影響最有效的方法是減少儀器受輻射熱的影響，如觀(guān)測(cè)時(shí)打傘，避免日光直接照射儀器，以減小i角的復(fù)雜變化。同時(shí)，在觀(guān)測(cè)開(kāi)始前，應(yīng)將儀器預(yù)先從箱中取出，使儀器的溫度與周?chē)諝獾臏囟纫恢隆Ｈ绻J(rèn)為在觀(guān)測(cè)的較短時(shí)間段內(nèi)，由于受溫度的影響，i角與時(shí)間成正比例地均勻變化，則可以采用改變觀(guān)測(cè)程序的方法在一定程度上來(lái)消除或削弱這種誤差對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺兩相鄰測(cè)站Ⅰ、Ⅱ?qū)τ诨痉謩澣绻聪铝孝?、②、③、④的程序觀(guān)測(cè)，即在測(cè)站Ⅰ上，①后視、②前視；在測(cè)站Ⅱ上，③前視、④后視，則由圖3-19可知，對(duì)測(cè)站Ⅰ、Ⅱ觀(guān)測(cè)高差的影響分別為-S(i2-i1)和+S(i4-i3)，其中，S為視距，i1、i2、i3、i4為相應(yīng)于每次中絲讀數(shù)時(shí)的i角。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺由于在觀(guān)測(cè)的較短時(shí)間段內(nèi)，i角與時(shí)間成正比例地均勻變化，因而i2-i1=i4-i3，由此可見(jiàn)，在測(cè)站Ⅰ、Ⅱ的觀(guān)測(cè)高差之和中抵消了由于i角變化的誤差影響。但是，由于i角的變化不可能完全按照與時(shí)間成比例地均勻變化，因此，嚴(yán)格地說(shuō)，（i2-i1）與(i4-i3)不一定完全相等，而且相鄰奇偶測(cè)站的視距也不一定相等，所以按上述程序進(jìn)行觀(guān)測(cè)，只能說(shuō)基本上消除了由于i角變化的誤差影響。同理，相鄰測(cè)站Ⅰ、Ⅱ輔助分劃的觀(guān)測(cè)程序應(yīng)為：在測(cè)站Ⅰ上，①前視、②后視；在測(cè)站Ⅱ上，③后視、④前視。綜上所述，在相鄰兩個(gè)測(cè)站上，基本分劃和輔助分劃的觀(guān)測(cè)程序可以歸納為：奇數(shù)站的觀(guān)測(cè)程序是后（基）—前（基）—前（輔）—后（輔），偶數(shù)站的觀(guān)測(cè)程序是前（基）—后（基）—后（輔）—前（輔）。所以，將測(cè)段的測(cè)站數(shù)安排成偶數(shù)，對(duì)于削減由于i角變化對(duì)觀(guān)測(cè)高差的誤差影響也是必要的。精密水準(zhǔn)測(cè)量誤差的來(lái)源及影響3.2.53.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺為了保證水準(zhǔn)測(cè)量成果的精度，在水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)開(kāi)始前，需對(duì)所用的水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，按國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。1.精密水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)精密水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)項(xiàng)目主要包括水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)、概略水準(zhǔn)器的檢校、i角誤差的檢校、光學(xué)測(cè)微器隙動(dòng)差和分劃值的測(cè)定等。1）水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)，要求從外觀(guān)上對(duì)水準(zhǔn)儀做出評(píng)價(jià)，并做記錄。水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容如下：（1）外觀(guān)檢查，主要檢查各部件是否清潔，有無(wú)碰傷、劃痕、污點(diǎn)、脫膠、鍍膜脫落等現(xiàn)象。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺（2）轉(zhuǎn)動(dòng)部件檢查，主要檢查各轉(zhuǎn)動(dòng)部件、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和調(diào)整制動(dòng)等轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、平穩(wěn)，各部件有無(wú)松動(dòng)、失調(diào)、明顯晃動(dòng)，螺紋的磨損程度等。（3）光學(xué)性能檢查，主要檢查望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)是否明亮、清晰、均勻，調(diào)焦性能是否正確等。（4）補(bǔ)償性能檢查，對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀應(yīng)檢查其補(bǔ)償器是否正常，有無(wú)沾擺現(xiàn)象。（5）設(shè)備件數(shù)清點(diǎn)，主要檢查儀器部件及附件和備用零件是否齊全。2）概略水準(zhǔn)器的檢校先用腳螺旋使概略水準(zhǔn)氣泡居中，然后旋轉(zhuǎn)儀器180°。此時(shí)若氣泡偏離中央，則用水準(zhǔn)器改正螺絲改正其偏差的一半，用腳螺旋改正另一半，使氣泡回到中央。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺如此反復(fù)檢校，直到儀器無(wú)論轉(zhuǎn)到任何方向氣泡中心始終位于中央時(shí)為止。3）i角誤差的檢校測(cè)定i角的方法有很多，但基本原理是相同的，都是利用i角對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響與距離成比例這一特點(diǎn)，通過(guò)比較不同距離情況下水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的差異而求出i角。一般測(cè)定i角的方法是：距儀器s和2s處分別選定A點(diǎn)和B點(diǎn)，并在此兩點(diǎn)安置水準(zhǔn)尺，A、B兩點(diǎn)的高差是未知數(shù)，由于i角是未知數(shù)，因此要選定兩個(gè)安置儀器的點(diǎn)J1和J2，如圖320所示。在J1點(diǎn)和J2點(diǎn)分別安置儀器測(cè)量A、B兩點(diǎn)間的高差，得到兩份成果，建立相應(yīng)的方程式，從而求出i角。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在J1測(cè)站上照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺A和B，讀數(shù)為a1和b1，當(dāng)i=0時(shí)，水平視線(xiàn)在水準(zhǔn)尺上的正確讀數(shù)應(yīng)為a′1和b′1，所以由于i角引起的誤差分別為Δ和2Δ。同樣，在J2測(cè)站上照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺A和B，讀數(shù)為a2和b2，正確讀數(shù)應(yīng)為a′2和b′2，其誤差分別為2Δ和Δ。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在測(cè)站J1和J2上得到A、B兩點(diǎn)的正確（沒(méi)有i角影響）高差分別為若不顧及其他誤差的影響，則由式（3-8）可得式中，（a2-b2）和（a1-b1）是儀器存在i角時(shí)分別在測(cè)站J2和J1測(cè)得A、B兩點(diǎn)間的觀(guān)測(cè)高差，以h2和h1表示，則式(3-9)可寫(xiě)為由圖3-20可得故精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺為了簡(jiǎn)化計(jì)算，測(cè)定i角時(shí)使s=20.6m，則式中，Δ以mm為單位，Δ可按式（3-11）計(jì)算。水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，用于精密水準(zhǔn)測(cè)量的儀器必須進(jìn)行檢驗(yàn)（見(jiàn)表3-2）。如果i角大于15″，則需要進(jìn)行校正。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺學(xué)測(cè)微器是精密測(cè)定小于水準(zhǔn)尺最小分劃線(xiàn)間隔值尾數(shù)的設(shè)備。測(cè)微器本身效用是否正確、測(cè)微器分劃尺的分劃值是否正確都會(huì)直接影響到讀數(shù)的精度。因此，在作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn)和測(cè)定。測(cè)定測(cè)微器分劃值的基本思想是：利用一把分劃值經(jīng)過(guò)精密檢定的特制分劃尺與測(cè)微器分劃尺進(jìn)行比較求得。將特制分劃尺豎立在與儀器等高的一定距離處，旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使楔形絲先后對(duì)準(zhǔn)特制分劃尺上兩相鄰的分劃線(xiàn)，這時(shí)測(cè)微器分劃尺移動(dòng)了L格。若特制分劃尺分劃線(xiàn)的間隔值為d，測(cè)得的測(cè)微器分劃尺的一個(gè)分格值為g，則精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺光學(xué)測(cè)微器隙動(dòng)差的檢驗(yàn)應(yīng)選擇在成像清晰且穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，在距離儀器5~6m處豎立特制分劃尺，可以選用三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)紋尺或其他同等精度鋼尺，用其1mm刻劃面進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn)。（1）觀(guān)測(cè)方法。測(cè)定時(shí)，應(yīng)使測(cè)微器上所有使用的分劃線(xiàn)均受到檢驗(yàn)，測(cè)定應(yīng)進(jìn)行3組，每組應(yīng)觀(guān)測(cè)5個(gè)測(cè)回，每測(cè)回分往測(cè)（旋進(jìn)或旋出）和返測(cè)（旋出或旋進(jìn)）。測(cè)定開(kāi)始時(shí)，先將儀器整置水平，并將測(cè)微器轉(zhuǎn)到零分劃附近處，然后取標(biāo)準(zhǔn)尺上6條間隔為5mm的分劃線(xiàn)，使中絲與一條分劃線(xiàn)重合。此時(shí)，測(cè)微器上的讀數(shù)應(yīng)在0~3格。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺每測(cè)回的操作如下：①往測(cè)。旋進(jìn)（或旋出）光學(xué)測(cè)微器，依次照準(zhǔn)1至6的每條分劃線(xiàn)。每次照準(zhǔn)時(shí)，使中絲與分劃線(xiàn)重合，并讀取測(cè)微器讀數(shù)為a。②返測(cè)。往測(cè)完后馬上進(jìn)行返測(cè)，旋出（或旋進(jìn)）光學(xué)測(cè)微器依次以相反方向照準(zhǔn)6至1的每條分劃線(xiàn)，讀數(shù)方法同往測(cè)，讀數(shù)為b。其余各測(cè)回的觀(guān)測(cè)方法同上，5個(gè)測(cè)回組成一組，以后各組的觀(guān)測(cè)方法與第一組的相同。（2）計(jì)算方法。測(cè)微器隙動(dòng)差Δ為Δ=∑(a0-b0)/18（3-14）式中，a0、b0分別為特制分劃尺每條分劃線(xiàn)的讀數(shù)a、b的每組平均值。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺測(cè)微器分劃值為g=∑d/∑L(3-15)式中，d為中絲對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)尺首末分劃間隔（mm）；L為中絲對(duì)準(zhǔn)首、末分劃時(shí)測(cè)微器轉(zhuǎn)動(dòng)量（格）。水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，實(shí)測(cè)格值與名義格值之差（測(cè)微器分劃線(xiàn)偏差）應(yīng)小于0.001mm，否則應(yīng)送廠(chǎng)修理。光學(xué)測(cè)微器隙動(dòng)差的測(cè)定主要是比較旋進(jìn)測(cè)微螺旋和旋出測(cè)微螺旋，照準(zhǔn)特制分劃尺上同一分劃線(xiàn)在測(cè)微器分劃尺上的讀數(shù)，如果讀數(shù)差Δ超過(guò)2格，表明測(cè)微器效用不正確，其主要原因是測(cè)微器裝置不完善。為了避免這種誤差的影響，在作業(yè)時(shí)只采用旋進(jìn)測(cè)微螺旋進(jìn)行讀數(shù)。當(dāng)Δ過(guò)大時(shí)，光學(xué)測(cè)微器應(yīng)送廠(chǎng)修理。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2.精密水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定在精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)前需要對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括水準(zhǔn)尺的檢視、水準(zhǔn)尺圓水準(zhǔn)器的檢校、水準(zhǔn)尺分劃面彎曲差的測(cè)定、一對(duì)水準(zhǔn)尺每米分劃真長(zhǎng)的測(cè)定、一對(duì)水準(zhǔn)尺零點(diǎn)不等差及基輔分劃讀數(shù)差的測(cè)定等。對(duì)于新購(gòu)置的水準(zhǔn)尺，還需進(jìn)行水準(zhǔn)尺中軸線(xiàn)和水準(zhǔn)尺底面垂直性等項(xiàng)目的檢驗(yàn)。1）水準(zhǔn)尺的檢視此項(xiàng)檢驗(yàn)，要求從外觀(guān)上對(duì)水準(zhǔn)尺做出評(píng)價(jià)，并做記錄。檢查內(nèi)容如下：（1）標(biāo)尺有無(wú)凹陷、裂縫、碰傷、劃痕、脫漆等現(xiàn)象。（2）標(biāo)尺刻劃線(xiàn)和注記是否粗細(xì)均勻、清晰，有無(wú)異常傷痕，能否讀數(shù)。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺2）水準(zhǔn)尺上圓水準(zhǔn)器的檢校（1）在距水準(zhǔn)儀約50m處的尺樁上安置水準(zhǔn)尺，使水準(zhǔn)尺的中線(xiàn)（或邊緣）與望遠(yuǎn)鏡豎絲精密重合。若水準(zhǔn)尺上的氣泡偏離，則用改針將水準(zhǔn)尺圓形水準(zhǔn)氣泡調(diào)至中央。（2）將水準(zhǔn)尺旋轉(zhuǎn)180°，使水準(zhǔn)尺的中線(xiàn)（或邊緣）與望遠(yuǎn)鏡豎絲精密重合，觀(guān)察氣泡，若氣泡居中，則表示水準(zhǔn)尺此面已經(jīng)垂直，否則應(yīng)重新對(duì)水準(zhǔn)儀十字絲進(jìn)行檢校。（3）旋轉(zhuǎn)水準(zhǔn)尺90°，檢查水準(zhǔn)尺的另一面是否垂直，其檢驗(yàn)方法同（1）、（2）兩項(xiàng)。（4）如此反復(fù)檢校多次，使水準(zhǔn)尺能按圓水準(zhǔn)器準(zhǔn)確地定位于垂直位置。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺3）標(biāo)尺分劃面彎曲差的測(cè)定水準(zhǔn)尺分劃面如果有彎曲，觀(guān)測(cè)時(shí)將使讀數(shù)過(guò)大。水準(zhǔn)尺分劃面的彎曲程度用彎曲差來(lái)表示。彎曲差是指通過(guò)分劃面兩端點(diǎn)的直線(xiàn)中點(diǎn)至分劃面的距離。彎曲差越大，水準(zhǔn)尺越彎曲。設(shè)彎曲的分劃面長(zhǎng)度為l，分劃面兩端點(diǎn)間的直線(xiàn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則尺長(zhǎng)變化Δl=l-L。若測(cè)得分劃面的彎曲差為f，可導(dǎo)出尺長(zhǎng)變化Δl與彎曲差f的關(guān)系式為Δl=l-L=8f2l尺長(zhǎng)一般為3m，每米改正數(shù)為Δl=8f23l（3-16）精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺分劃面的彎曲所引起的尺長(zhǎng)改正數(shù)Δl可按式（3-16）計(jì)算。設(shè)標(biāo)尺的名義長(zhǎng)度l=3m，測(cè)得f=4mm，則Δl=0.014mm，影響每米分劃平均真長(zhǎng)為0.005mm，對(duì)高差的影響是系統(tǒng)性的。水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，線(xiàn)條式因瓦水準(zhǔn)尺的彎曲差f不得大于4mm，當(dāng)超過(guò)此限值時(shí)，應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)尺施加尺長(zhǎng)改正。彎曲差的測(cè)定方法是：在水準(zhǔn)尺的兩端點(diǎn)引張一條細(xì)線(xiàn)，量取細(xì)線(xiàn)中點(diǎn)至分劃面的距離，即為標(biāo)尺的彎曲差。4）一對(duì)水準(zhǔn)尺每米分劃真長(zhǎng)的測(cè)定按水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，精密水準(zhǔn)尺在作業(yè)開(kāi)始前和作業(yè)結(jié)束后應(yīng)送專(zhuān)門(mén)的檢定部門(mén)進(jìn)行每米真長(zhǎng)的檢驗(yàn)，取一對(duì)水準(zhǔn)尺的檢定成果的中數(shù)作為一對(duì)水準(zhǔn)尺平均每米真長(zhǎng)。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺一對(duì)水準(zhǔn)尺的平均每米真長(zhǎng)與名義長(zhǎng)度1m之差稱(chēng)為平均米真長(zhǎng)誤差，以f表示，即f=平均米真長(zhǎng)-1（3-17）用于精密水準(zhǔn)測(cè)量的水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，如果一對(duì)水準(zhǔn)尺的平均米真長(zhǎng)誤差大于0-1mm就不能用于作業(yè)。若一對(duì)水準(zhǔn)尺平均米真長(zhǎng)誤差大于0.02mm，則應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的觀(guān)測(cè)高差施加每米真長(zhǎng)改正δ，從而得到改正后的高差h′，即h′=h+δ=h+fh(3-18)式中，h以m為單位；f以mm/m為單位。5）一對(duì)水準(zhǔn)尺零點(diǎn)不等差及基輔分劃讀數(shù)差的測(cè)定水準(zhǔn)尺的注記是從底面算起的，對(duì)于分格值為10mm的精密因瓦水準(zhǔn)尺，如果從底面至第一分劃線(xiàn)中線(xiàn)的距離不是10mm，其差數(shù)叫作零點(diǎn)誤差。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差之差，叫作一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)不等差。當(dāng)水準(zhǔn)尺存在這種誤差時(shí)，在水準(zhǔn)測(cè)量一個(gè)測(cè)站的觀(guān)測(cè)高差中就含有這種誤差的影響。在相鄰兩測(cè)站所得觀(guān)測(cè)高差之和中，這種誤差的影響可以得到抵消，因此，水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定水準(zhǔn)路線(xiàn)的每個(gè)測(cè)段應(yīng)安排成偶數(shù)測(cè)站。在同一視線(xiàn)高度上，水準(zhǔn)尺上的基本分劃與輔助分劃的讀數(shù)差稱(chēng)為基輔差，也稱(chēng)為尺常數(shù)，如1cm分格的水準(zhǔn)尺（如WildN3精密水準(zhǔn)尺）的尺常數(shù)為3.01550m。若檢定結(jié)果與名義值相差過(guò)大，則在水準(zhǔn)測(cè)量檢核計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮這一誤差。基輔差的檢定方法是：在距儀器20~30m處豎立水準(zhǔn)尺，整平儀器后，分別對(duì)水準(zhǔn)尺的基本分劃和輔助分劃各讀數(shù)3次；再豎立另一水準(zhǔn)尺，讀數(shù)方法如前。為了提高檢定的精度，需檢定三測(cè)回，每測(cè)回都要將水準(zhǔn)尺分別豎立在三個(gè)木樁上進(jìn)行讀數(shù)。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差之差，叫作一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)不等差。當(dāng)水準(zhǔn)尺存在這種誤差時(shí)，在水準(zhǔn)測(cè)量一個(gè)測(cè)站的觀(guān)測(cè)高差中就含有這種誤差的影響。在相鄰兩測(cè)站所得觀(guān)測(cè)高差之和中，這種誤差的影響可以得到抵消，因此，水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定水準(zhǔn)路線(xiàn)的每個(gè)測(cè)段應(yīng)安排成偶數(shù)測(cè)站。在同一視線(xiàn)高度上，水準(zhǔn)尺上的基本分劃與輔助分劃的讀數(shù)差稱(chēng)為基輔差，也稱(chēng)為尺常數(shù)，如1cm分格的水準(zhǔn)尺（如WildN3精密水準(zhǔn)尺）的尺常數(shù)為3.01550m。若檢定結(jié)果與名義值相差過(guò)大，則在水準(zhǔn)測(cè)量檢核計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮這一誤差?；o差的檢定方法是：在距儀器20~30m處豎立水準(zhǔn)尺，整平儀器后，分別對(duì)水準(zhǔn)尺的基本分劃和輔助分劃各讀數(shù)3次；再豎立另一水準(zhǔn)尺，讀數(shù)方法如前。為了提高檢定的精度，需檢定三測(cè)回，每測(cè)回都要將水準(zhǔn)尺分別豎立在三個(gè)木樁上進(jìn)行讀數(shù)。精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)3.2.63.2 精密光學(xué)水準(zhǔn)儀與3.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量，因在各項(xiàng)工程的不同建設(shè)階段的高程控制測(cè)量中極少進(jìn)行一等水準(zhǔn)測(cè)量，故在《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026—2007）中將水準(zhǔn)測(cè)量分為二、三、四等三個(gè)等級(jí)，其精度指標(biāo)與國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量的相應(yīng)等級(jí)一致。下面以二等水準(zhǔn)測(cè)量為例來(lái)說(shuō)明精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施。3.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施根據(jù)各種誤差的性質(zhì)及其影響規(guī)律，水準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施做出了各種相應(yīng)的規(guī)定，目的在于盡可能消除或削弱各種誤差對(duì)觀(guān)測(cè)成果的影響。（1）觀(guān)測(cè)前30min，應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀(guān)測(cè)時(shí)，應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽(yáng)光；遷站時(shí)，應(yīng)罩以?xún)x器罩。（2）儀器距前、后視水準(zhǔn)尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值。二等水準(zhǔn)測(cè)量中規(guī)定，一測(cè)站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。這樣，可以消除或削弱與距離有關(guān)的各種誤差對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響，如i角誤差和垂直折光等的影響。精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（3）對(duì)于氣泡式水準(zhǔn)儀，觀(guān)測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)并做標(biāo)記，隨著氣溫的變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，須嚴(yán)格置平。（4）在同一測(cè)站上觀(guān)測(cè)時(shí)，不得兩次調(diào)焦；轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)，以避免傾斜螺旋和測(cè)微器隙動(dòng)差對(duì)觀(guān)測(cè)成果的影響。（5）在兩相鄰測(cè)站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測(cè)站的觀(guān)測(cè)程序進(jìn)行觀(guān)測(cè)，對(duì)于往測(cè)奇數(shù)測(cè)站按“后—前—前—后”、偶數(shù)測(cè)站按“前—后—后—前”的觀(guān)測(cè)程序在相鄰測(cè)站上交替進(jìn)行。返測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站和偶數(shù)測(cè)站的觀(guān)測(cè)程序與往測(cè)時(shí)相反，即奇數(shù)測(cè)站由前視開(kāi)始，偶數(shù)測(cè)站由后視開(kāi)始。這樣的觀(guān)測(cè)程序可以消除或削弱與時(shí)間成比例均勻變化的誤差對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響，如i角的變化和儀器的垂直位移等的影響。精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（6）在連續(xù)各測(cè)站上安置水準(zhǔn)儀時(shí)，應(yīng)使其中的兩個(gè)腳螺旋與水準(zhǔn)路線(xiàn)的方向平行，而第三個(gè)腳螺旋輪換置于路線(xiàn)方向的左側(cè)和右側(cè)。（7）每一測(cè)段的往測(cè)和返測(cè)，其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí)，兩水準(zhǔn)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在水準(zhǔn)路線(xiàn)上，每一測(cè)段的測(cè)站應(yīng)安排成偶數(shù)，以削弱兩水準(zhǔn)尺零點(diǎn)不等差等誤差對(duì)觀(guān)測(cè)高差的影響。（8）每一測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)應(yīng)進(jìn)行往測(cè)和返測(cè)，這樣可以消除或削弱性質(zhì)相同、正負(fù)號(hào)也相同的誤差影響，如水準(zhǔn)尺垂直位移的誤差影響。（9）一個(gè)測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)的往測(cè)和返測(cè)應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行，如分別在上午和下午觀(guān)測(cè)。精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（10）使用補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀觀(guān)測(cè)的操作程序與使用水準(zhǔn)器水準(zhǔn)儀相同。觀(guān)測(cè)前，應(yīng)對(duì)圓水準(zhǔn)器進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和校正；觀(guān)測(cè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。（11）水準(zhǔn)測(cè)量的觀(guān)測(cè)工作間歇時(shí)，最好能結(jié)束在固定的水準(zhǔn)點(diǎn)上，否則，應(yīng)選擇兩個(gè)堅(jiān)固可靠、光滑突出、便于放置水準(zhǔn)尺的固定點(diǎn)，作為間歇點(diǎn)加以標(biāo)記；間歇后，應(yīng)對(duì)兩個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如果符合限差要求（對(duì)于二等水準(zhǔn)測(cè)量，規(guī)定檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差應(yīng)不大于1.0mm），就可以從間歇點(diǎn)起測(cè)。若僅能選定一個(gè)固定點(diǎn)作為間歇點(diǎn)，則在間歇后應(yīng)仔細(xì)檢視，確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生任何位移，才可由間歇點(diǎn)起測(cè)。精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定3.3.13.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施1.測(cè)站觀(guān)測(cè)程序往測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺分劃的順序?yàn)椋汉笠晿?biāo)尺的基本分劃—前視標(biāo)尺的基本分劃—前視標(biāo)尺的輔助分劃—后視標(biāo)尺的輔助分劃。往測(cè)時(shí)，偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺分劃的順序?yàn)椋呵耙晿?biāo)尺的基本分劃—后視標(biāo)尺的基本分劃—后視標(biāo)尺的輔助分劃—前視標(biāo)尺的輔助分劃。返測(cè)時(shí)，奇、偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇數(shù)測(cè)站相同。按光學(xué)測(cè)微法進(jìn)行觀(guān)測(cè)，以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站為例，一測(cè)站的操作程序如下：（1）置平儀器。氣泡式水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，水準(zhǔn)氣泡兩端影像的分離不得超過(guò)1cm；對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，要求圓氣泡位于指標(biāo)圓環(huán)中央。精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施1.測(cè)精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（2）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)尺，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像近于符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀應(yīng)置于第Ⅰ擺位）。隨后用上、下絲分別照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)［如表33中的（1）和（2）］。視距讀取4位，第四位數(shù)由測(cè)微器直接讀得。然后，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合，使用測(cè)微螺旋用楔形平分線(xiàn)精確照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的基本分劃，并讀取水準(zhǔn)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（3）。測(cè)微分劃讀數(shù)取至測(cè)微器最小分劃。（3）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)前視標(biāo)尺，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第Ⅰ擺位），用楔形平分線(xiàn)照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺基本分劃，并讀取水準(zhǔn)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（4）。然后用上、下絲分別照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（5）和（6）。精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（2）精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（4）用水平微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀置于第Ⅱ擺位），用楔形平分線(xiàn)精確照準(zhǔn)并進(jìn)行水準(zhǔn)尺輔助分劃與測(cè)微分劃的讀數(shù)（7）。（5）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)后視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第Ⅱ擺位），用楔形平分線(xiàn)精確照準(zhǔn)并進(jìn)行水準(zhǔn)尺輔助分劃與測(cè)微分劃的讀數(shù)（8）。精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施（4）精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.精密水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站檢核計(jì)算1）精密水準(zhǔn)測(cè)站計(jì)算表3-3中的第（1）欄至第（8）欄是讀數(shù)的記錄部分，第（9）欄至第（18）欄是計(jì)算部分，現(xiàn)以往測(cè)奇數(shù)站的觀(guān)測(cè)程序?yàn)槔?，說(shuō)明計(jì)算內(nèi)容和計(jì)算步驟。視距部分的計(jì)算：（9）=（1）-（2），（10）=（5）-（6），（11）=（9）-（10），（12）=（11）+前站（12）。高差部分的計(jì)算：（14）＝（3）+K-（8），（13）=（4）+K-（7），（15）=（3）-（4），（16）=（8）-（7），（17）=（14）-（13）=（15）-（16）。式中，K為基輔差。高差部分的檢核：（18）=［（15）+（16）］/2。以上即一測(cè)站全部操作和觀(guān)測(cè)過(guò)程。一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)計(jì)算尾數(shù)取位應(yīng)符合表3-4的規(guī)定。精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.精精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施表3-3中的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)是用N3精密水準(zhǔn)儀測(cè)得的，當(dāng)用S1型或Ni004精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀(guān)測(cè)時(shí)，由于與這種水準(zhǔn)儀配套的水準(zhǔn)尺無(wú)輔助分劃，因而在記錄表格的基本分劃與輔助分劃的記錄欄內(nèi)分別記入第一次讀數(shù)和第二次讀數(shù)。2）水準(zhǔn)測(cè)量限差一、二等水準(zhǔn)測(cè)量限差的技術(shù)要求見(jiàn)表3-5。精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測(cè)量觀(guān)測(cè)3.3.23.3