水准仪测量

第二节水准测量的仪器和工具

水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。

国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10等几种型号。05、1、3

和10表示水准仪精度等级。

一、DS3微倾式水准仪的构造

DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。

1．望远镜

望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和

十字丝分划板组成。

（1）十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。

（2）物镜和目镜物镜和目镜多采用复合透镜组，目标AB经过物镜成像后形成一个倒

立而缩小的实像ab，移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上。

再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象a′b′。

（3）视准轴十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴CC。视准轴的延长线即为视

线，水准测量就是在视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。

2．水准器

（1）管水准器管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。如图2-6所示，它是一玻

璃管，其纵剖面方向的内壁研磨成一定半径的圆弧形，水准管上一般刻有间隔为2mm的

分划线，分划线的中点O称为水准管零点，通过零点与圆弧相切的纵向切线LL称为水准

管轴。水准管轴平行于视准轴。

水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵

敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20″，记作

20″/2mm。

为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。

（2）圆水准器圆水准器装在水准仪基座上，用于粗略整平。圆水准器顶面的玻璃内表面

研磨成球面，球面的正中刻有圆圈，其圆心称为圆水准器的零点。过零点的球面法线L′L′，

称为圆水准器轴。圆水准器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。

气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，一般为8′～10′，

精度较低。

3．基座

基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底

板和三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。

二、水准尺和尺垫

1．水准尺

水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。

（1）塔尺是一种逐节缩小的组合尺，其长度为2m～5m，有两节或三节连接在一起，

尺的底部为零点，尺面上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0.5cm，在米和分米处

有数字注记。

（2）双面水准尺尺长为3m，两根尺为一对。尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，

称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。两面的刻划均为

1cm，在分米处注有数字。两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，一根从4.687m

开始，另一根从4.787m开始。在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面和黑面读数

之差应等于常数4.687m或4.787m，这个常数称为尺常数，用K来表示，以此可以检核

读数是否正确。

2．尺垫

尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突

起的半球体，水准尺立于半球顶面。尺垫用于转点处。