水准仪的测量步骤与原理（5分钟学会水准仪！不仅让你会操作，还
视准轴是什么意思？5分钟学会水平！不仅让你知道怎么操作，还懂原理。
一、水准测量原理
1.水准测量的基本原理
目的测量两点之间的高度差。
仪器水平仪
原理利用水准仪提供的水平视线观察竖立在两点之间的水准标尺，通过一点(M点)的高程计算另一点(N点)的高程。
2.水准观测
(1)高差法在M点和N点之间放置水准仪，分别在M点和N点竖立水准尺，利用水准移位的水平视线分别在M点和N点读取读数A和B，则两点的高差为
a:后视阅读(后视观察阅读)；
b:前瞻阅读(前瞻观察阅读)。
男后视点
n:前视点
(2)视线高度法(单站多测法)
通过一次放置仪器来测量多个点的高程的 。计算水准仪的视线标高Hi，然后分别计算各点的标高
Bj是第j个前视点的读数，Hj是第j个前视点的仰角。
这种 常用于路线纵断面测量。
3.连续调平(路线调平)
应用前提待测两点距离较远，高差较大，或者中间有障碍物。
增加几个临时竖尺点(称为转折点ZD)，测量相邻两点间的高差，取各高差的代数和，得到两点间的高差。
那么m点和n点之间的高度差是
4.提高精确度的观察
中间 观察各站前后视线长度大致相等。
二、水准仪
1.水准仪提供水平视线(平行于大地水准面)的设备
2.级别类型
(1)微倾斜水平
(2)自动安平水准仪
(3)电子水准仪
3.水平的表示 (国内仪器)
DSN: d代表大地测量，s代表水准，n代表数字仪器精度，数值越小，仪器精度越高。比如DS0.5，就是每公里来回测得的高差的偶然中位误差小于等于0.5 mm。
4.普通水平仪的分类和主要用途。
5.关卡的主要结构。
它主要分为三个部分
(1)望远镜底座(2)水平仪(3)
望远镜是主要部件。下图为野生NAK-0X级别。
6.望远镜的组成及其成像原理
望远镜由四个主要部分组成物镜、目镜、凹透镜和十字准线。
成像原理物体经过物镜和凹透镜后，会在镜筒内产生一个倒置的、缩小的实像。通过调整凹透镜，图像可以清晰地形成在十字准线平面上。
(望远镜的放大倍数)
目镜的作用放大。当人眼通过目镜时，可以看到目标的小实像和用十字线放大的虚像。
十字准线的作用提供瞄准目标的标准。连接中心交点和物镜光学中心的直线称为视准轴，即视线。玻璃片上的上下短丝称为视距丝。水准测量就是在视线水平的情况下，用中间的水平线截取水准标尺的读数。
准直轴十字准线交点与物镜光学中心的连线(水平仪四轴之一)。
竖轴望远镜底部连接底座的轴的中心线。(水平仪的四个轴之一)
7.电平表
(1)水平的目的
衡量视线是否水平，纵轴是否垂直的标志。
(2)水准测量仪器的类型水准测量盒和水准测量管。
调平箱用于粗调平，调平管用于精调平。
(3)调平箱轴线
水准盒顶面中心的球面法线(水准盒的零点)(水平仪的四个主轴之一)。
(4)水准管轴线
与水准管顶面上的圆弧内壁相切的直线(水准仪的四个主轴之一)(水准管的零点)。
(5)水平灵敏度
它由
使用注意事项使用尺子前，要认清划线与数字的位置关系，是正数还是负数，尺子底部的数值。对于塔尺，使用两段以上时，要注意两段接口位置是否对齐，卡簧是否卡死。
三、水准仪使用
注意如何分辨和消除视差？
带脚螺旋水平仪。
视差存在的根本原因目标图像与十字线不重合！
杠杆读数法
四、水准测量的实施
1.基准及其选择
水准测量必须有已知的水准点(即高程已知的点，用BM表示，如BM0、BM1)。
水准点的选择根据测区内水准点的分布、测点的分布、地形和采用的路线形式选择水准点。
基准类型永久和临时
基准 根据永久和临时基准 。
1.基准及其选择
水准测量必须有已知的水准点(即高程已知的点，用BM表示，如BM0、BM1)。
基准选择
择结合测区内水准点的分布情况、被测点的分布以及地形地势情况、所采取的路线形式选择。水准点类型永久性和临时性
水准点制成依永久性及临时性水准点而制做。
1. 水准点及其选择
水准测量必须要有已知水准点（即其高程已知的点，用BM表示，如BM0、BM1等）
水准点选择结合测区内水准点的分布情况、被测点的分布以及地形地势情况、所采取的路线形式选择。
水准点类型永久性和临时性
水准点制成依永久性及临时性水准点而制做。
2. 水准路线布置
附合水准路线
（3）支水准路线从一水准点出发，沿线测量各待定点，其线路既不闭合到原来的已知点，也不附合到另一已知点。而是通过往返观测来检查观测差。理论上往返高差应为绝对值相等而符号相反。
（4）结点水准网由若干条单水准路线相互连接而成的图形。可分为附合水准网及独立水准网。
3. 水准测量施测
（1）观测与记录采用连续水准路线测量 进行测量。点与点之间的距离大小取决于通视条件、读数清晰度以及保证视线在尺子范围内，一般为50~100米。注意待测点必须要立尺观测。对每一测站分别记录后视读数及前视读数。注意记录
（2）测量结果校核
1）计算校核检查计算结果有无错误高差计算结果；采用公式是否正确等。
2）测站校核对每一站的观测和记录都及时地在现场进行校核。校核 有变动仪器高法、双面尺法或双仪器法；
3）路线校核根据计算的闭合差，与规定的允许误差比较，判断观测精度是否合格。
平地
(L 为水准路线总长度km）
山地
(n为测站总数）
4. 水准测量的高程计算
（1）高差闭合差计算
计算闭合差及闭合差允许值，写在“路线校核”栏内。
（2）高差闭合差分配及高程计算
当导线闭合差满足技术要求时，可进行闭合差分配。分配的原则改正数v与测站数n（或路线长度L）成正比，与闭合差反号，即
各点高程值
H0已知点的高程，Hi为改正前的高程值。
五、水准测量的误差来源及削减措施
六、水准仪校验
1. 水准仪轴线几何关系
（1）水准盒轴平行竖轴；
（2）十字丝横丝垂直竖轴；
（3）水准管轴平行视准轴。
2. 检验
（1）检验水准盒轴与竖轴是否平行 调平水准盒气泡居中，然后旋转望远镜180度，若气泡依然居中则两轴平行。
（2）检验十字丝横轴与竖轴是否垂直 将十字丝横丝左端对准某一目标，旋转水平微动螺旋使目标移到十字丝的右端，若目标依然位于十字丝横丝上则表明两轴垂直。
（3）检验水准管轴是否平行视准轴 在已知高差的两点间架设仪器，并使仪器距两点之间的距离悬殊，在其中一个点立尺观测读数a，并根据a计算出仪器对另一点的应该读数b。然后对其进行观测读数得b’，利用b’、b及两测点之间的距离DMN可以计算出两轴线的夹角γ (单位为秒) ， 若γ 大于20秒 不平行。
七、其它用于水准测量的仪器
1.精密水准仪
光学测微器+精密水准尺
2.自动安平水准仪
自动补偿装置，补偿视准轴出现轻微倾斜带领的误差。
3.电子水准仪（数字水准仪）
分光镜和探测器+条纹编码标尺+图象处理电子系统。自动读数、记录和计算。
4.激光水准仪
激光发射器，测定激光双程走时计算两点间的距离。
5.全站测量仪
光学理论+几何理论+计算机理论+计算 。可在一个测站上测角（水平角和竖直角）和测距（斜距、水平距离和高差），并能自动计算出待测点的三维坐标。
静力水准仪测量原理示意图 水准仪三个螺旋工作原理