水準(zhǔn)測量原理
水準(zhǔn)測量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。
1.高差法
如圖所示，若已知A點的高程AH，欲測定B點的高程BH。在A、B兩點上豎立兩根尺子，并在A、B兩點之間安置一架可以得到水平視線的儀器。
假設(shè)水準(zhǔn)儀的水平視線在尺子上的位置讀數(shù)分別為A尺（后視）讀數(shù)為a，B尺（前視）讀數(shù)為b ，
則A、B兩點之間的高程差（簡稱高差ABh）為HAB=a-b
于是B點的高程BH為 HB=HA+hAB HB=HA+hAB=HA+a-b
這種利用高差計算待測點高程的方法，稱高差法。這種尺子稱為水準(zhǔn)尺，所用的儀器稱為水準(zhǔn)儀
2．儀高法
由式HB=HA+hAB 可以寫為HB=(HA+a)-b
如圖所示，即HB=Hi-b
上式中iH是儀器水平視線的高程，常稱為儀器高程或視線高程。儀高法是，計算一次儀高，就可以測算出幾個前視點的高程。即放置一次儀器，可以測出數(shù)個前視點的高程。 綜上所述，高差法和儀高法都是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線測定地面點高程。
必須注意
①前視與后視的概念一定要清楚，不能誤解為往前看或往后看所得的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。
②兩點間高差ABh是有正負的，計算高程時，高差應(yīng)連其符號一并運算。在書寫ABh時，注意h的下標(biāo)，ABh是表示B點相對于A點的高差；BAh則表示是A點相對于B點的高差。ABh與BAh的絕對值相等，但符號相反。
水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺
由望遠鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。
1、望遠鏡 (telescope) ——由物鏡、目鏡和十字絲（上、中、下絲）三部分組成。
2、水準(zhǔn)器 (bubble) 有兩種：
圓水準(zhǔn)器 (circular bubble) ——精度低，用于粗略整平；水準(zhǔn)管 (bubble tube) ——精度高，用于精平。
特性：氣泡始終位于高處，氣泡在哪處，說明哪處高。
3、基座 (tribrach)
1、尺面分劃為 1cm ，每 10cm 處（ E 字形刻劃的尖端）注有阿拉伯?dāng)?shù)字。
2、雙面尺的紅面尺底刻劃。
3、尺墊 (staff plate)。放置在轉(zhuǎn)點上，為防止觀測過程中水準(zhǔn)尺下沉。
水準(zhǔn)儀的使用
??-粗平——調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。
1、方法：對向轉(zhuǎn)動腳螺旋 1 、 2 ——使氣泡移至 1 、 2 方向的中間——轉(zhuǎn)動腳螺旋 3 ，使氣泡居中。
2、規(guī)律：氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。
??-瞄準(zhǔn)
1、方法：先用準(zhǔn)星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。
2、視差
概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標(biāo)像有相對運動。
產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。
消除方法：仔細反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。
??-精平
1、方法：如圖所示微傾式水準(zhǔn)儀 (tilt level) ，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡成像拋物線符合。
2、說明：若使用自動安平水準(zhǔn)儀（ compensator level ），儀器無微傾螺旋，故不需進行精平工作。
??-讀數(shù)——精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。
1、方法：從小數(shù)向大數(shù)讀，讀四位。米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。
2、規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故對于望遠鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠鏡成正像的儀器，即從下往上讀。
水準(zhǔn)儀的檢驗與校正
1、檢驗：氣泡居中后，再將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn) 180 °，看氣泡是否居中。
2、校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半 , 再用撥針撥動三個“校正螺旋”，使氣泡居中。
1、檢驗：整平后，用橫絲的一端對準(zhǔn)一固定點 P ，轉(zhuǎn)動微動螺旋，看 P 點是否沿著橫絲移動。
2、校正：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動左右 2 個“校正螺絲”。
1、檢驗：
（1）平坦地上選 A 、 B 兩點，約 50m 。
（2）在中點 C 架儀，讀取 a 1 、 b 1 ，得 h 1 =a 1 -b 1。
（3）在距 B 點約 2 — 3m 處架儀，讀取 a 2 、 b 2 ，得 h 2 =a 2 -b 2。
（4）若 h 2 ≠ h 1 , 則水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，有 i 角。
因為① h1 為正確高差② b2 的誤差可忽略不計，故有：
對于 S 3 水準(zhǔn)儀，若 i 角大于20n 時，需校正。
2、校正方法有二種：
（1）校正水準(zhǔn)管
旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對準(zhǔn) (a 2 ' =h 1 +b 2 ) ，撥動水準(zhǔn)管“校正螺絲”，使水準(zhǔn)管氣泡居中。
（2）校正十字絲——可用于自動安平水準(zhǔn)儀
保持水準(zhǔn)管氣泡居中，撥動十字絲上下兩個“校正螺絲”，使橫絲對準(zhǔn) a 2 ' 。
自動安平水準(zhǔn)儀簡介
1、原理——與普通水準(zhǔn)儀相比，在望遠鏡的光路上加了一個補償器。
2、使用——粗平后，望遠鏡內(nèi)觀察警告指示窗若全部呈綠色，方可讀數(shù)；最好狀態(tài)是指示窗的三角形尖頂與橫指標(biāo)線平齊。
3、檢?！c精通水準(zhǔn)儀相比，要增加一項補償器的檢驗，即：轉(zhuǎn)動腳螺旋，看警告指示窗是否出現(xiàn)紅色；以此來檢查補償器是否失靈。
精密水準(zhǔn)儀簡介
1、精密水準(zhǔn)儀 —— 提供精確的水平視線和精確讀數(shù)。
2、精密水準(zhǔn)尺 —— 刻度精確 ( 銦鋼帶水準(zhǔn)尺 invar leveling staff) 。
3、讀數(shù)方法
（1）精平后，轉(zhuǎn)動測微螺旋，使十字絲的楔形絲精確夾準(zhǔn)某一整分劃線。
（2）讀數(shù)時，將整分劃值和測微器中的讀數(shù)合起來。如 : 14865.0mm 。
數(shù)字水準(zhǔn)儀簡介
1、具有自動安平、顯示讀數(shù)和視距功能。
2、能與計算機數(shù)據(jù)通訊，避免了人為觀測誤差。
水準(zhǔn)測量誤差
主要有：視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸（ i 角）的誤差、水準(zhǔn)尺誤差
主要有：水準(zhǔn)氣泡未嚴格居中、視差、估讀誤差、水準(zhǔn)尺未豎直。
主要有：儀器下沉、尺墊下沉、地球曲率、大氣折光、氣溫和風(fēng)力。
注意事項
1. 觀測前應(yīng)認真按要求檢驗水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺；
2.儀器應(yīng)安置在土質(zhì)堅實處，并踩實三角架；
3.前后視距應(yīng)盡可能相等；
4.每次讀數(shù)前要消除視差，只有當(dāng)符合水準(zhǔn)氣泡居中后才能讀數(shù)；
5.注意對儀器的保護，做到 “ 人不離儀器 ” ；
6.只有當(dāng)一測站記錄計算合格后才能搬站，搬站時先檢查儀器連接螺旋是否固緊，一手托住儀器，一手握住腳架穩(wěn)步前進。
1.認真記錄，邊記邊回報數(shù)字，準(zhǔn)確無誤的記入記錄手簿相應(yīng)欄中，嚴禁偽造和傳抄；
2.字體要端正、清楚、不準(zhǔn)涂改，不準(zhǔn)用橡皮擦，如按規(guī)定可以改正時，應(yīng)在原數(shù)字上劃線后再在上方重寫；
3.每站應(yīng)當(dāng)場計算，檢查符合要求后，才能通知觀測者搬站。
1.扶尺人員認真豎立水準(zhǔn)尺；
2.轉(zhuǎn)點應(yīng)選擇土質(zhì)堅實處，并踩實尺墊；
3.水準(zhǔn)儀搬站時，應(yīng)注意保護好原前視點尺墊位置不移動。
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