水準儀的使用需遵循 安置儀器→粗略整平→精確整平→瞄準水準尺→讀數記錄→計算高差 的核心流程,不同類型水準儀(光學、自動安平、電子)的操作略有差異,以下是通用且可直接應用于現場的步驟:
選擇堅實、平坦、通視良好的測站位置,確保能同時看到后視點(已知高程點)和前視點(待測點)的水準尺。
打開三腳架,調整架腿長度,使三腳架頂面大致水平,且高度適合觀測者站立或坐姿讀數。
將水準儀固定在三腳架上,旋緊中心連接螺旋,防止儀器滑落。
該步驟目的是讓儀器豎軸大致鉛垂,為精確整平打基礎,操作核心是 **“氣泡移動方向與左手大拇指轉動腳螺旋方向一致"**:
觀察圓水準器氣泡位置,若氣泡偏離中心,任選兩個腳螺旋,雙手以相對方向轉動(如左手腳螺旋順時針、右手腳螺旋逆時針),使氣泡移至這兩個腳螺旋連線的中垂線上。
轉動第三個腳螺旋,使圓水準器氣泡wan全居中,此時儀器達到粗略整平狀態。
自動安平水準儀內置補償器,粗平后無需此步驟,直接進入瞄準環節:
轉動望遠鏡,使管水準器平行于任意兩個腳螺旋的連線。
雙手相對轉動這兩個腳螺旋,使管水準器氣泡兩端的影像wan全重合(符合式水準器)或氣泡居中(長水準器)。
將望遠鏡旋轉 90°,使管水準器垂直于原腳螺旋連線,轉動第三個腳螺旋,使氣泡居中。
重復上述操作,直至望遠鏡轉到任意方向,管水準器氣泡均居中,此時視準軸處于水平狀態。
松開望遠鏡制動螺旋,轉動望遠鏡,通過準星和照門粗略瞄準水準尺,旋緊制動螺旋。
調節望遠鏡目鏡調焦螺旋,使十字絲清晰可見。
調節望遠鏡物鏡調焦螺旋,使水準尺影像清晰,同時消除視差(視差判斷:眼睛在目鏡后上下移動,十字絲與水準尺影像無相對位移)。
轉動望遠鏡微動螺旋,使十字絲豎絲對準水準尺中心或邊緣,確保瞄準精準。
光學水準儀:讀取十字絲中橫絲在水準尺上的讀數,需估讀到毫米位(如 1.234m),記錄時區分后視讀數(a) 和前視讀數(b)。
自動安平水準儀:粗平后直接瞄準讀數,操作同光學水準儀,效率更高。
電子水準儀:使用配套條碼水準尺,瞄準后按下測量鍵,儀器自動識別條碼并顯示讀數,可直接存儲或傳輸至計算機,無需人工估讀。
兩點間高差公式:
hAB=a?b
待測點高程公式:
HB=HA+hAB
其中 HA 為后視點已知高程。
若為多測站測量,需逐站計算高差,最后進行閉合差調整,確保測量結果符合精度要求。
測站與水準尺的距離應盡量相等,減少儀器 i 角誤差(視準軸與水準管軸不平行的誤差)影響。
讀數時避免陽光直射儀器,防止水準器氣泡偏移;大風天氣需加固三腳架,防止儀器晃動。
電子水準儀需使用配套條碼尺,避免使用普通水準尺導致無法讀數。