【正文】 水準(zhǔn)儀距尺的距離，上、下絲讀數(shù)的平均值與中絲讀數(shù)之差不應(yīng)超過(guò)正負(fù) 2mm，也可作為讀數(shù)是否正確的校核。記錄手薄見表 等水準(zhǔn)也可以用“后 后 前 前”和“黑 紅 黑 紅”的觀測(cè)順序。 二、 測(cè)站上的計(jì)算與校核的內(nèi)容如下： （一） 高差部分 （ 11） =（ 3） （ 4） （ 12） =（ 8） （ 7） （二）視距部分 （ 15） =（ 1） （ 2） （ 16） =（ 8） （ 7） （ 17） =（ 15） （ 16） （ 18） =（ 17） +上站（ 18） （三）校核部分 （ 9） =（ 4） +k（ 7） （ 10） =（ 3） +k（ 8） （ 13） =（ 10） （ 9） =（ 11） （ 12） （ 14） =(11)1/2(13)=(12)+1/2(13)%+=1/2((11)+(12)%) 上述公式中， k 為水準(zhǔn)尺黑面與紅面零點(diǎn)的差值，一對(duì)水準(zhǔn)尺有不同的兩個(gè)值， 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 一根尺是 k=，另一根尺是 k=。（ 11）為黑面高差，（ 12）為紅面高差。因兩個(gè) k 值相差 ，故黑面與紅面的高差總是相差 。（ 14）為高差中數(shù)，（ 15）為后 視距離，（ 16）為前視距離，（ 17）為前后視距之差。（ 18）為前后視距之差的累積值。記錄時(shí)，習(xí)慣上水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)都是讀至 mm，不加小數(shù)點(diǎn)。視距部分將小數(shù)點(diǎn)后移兩位，計(jì)算的結(jié)果單位 m，高差和黑紅面之差及高差中數(shù)都是以 mm 為單位。表 24是從水準(zhǔn)點(diǎn) D水 2至水準(zhǔn)點(diǎn) D水 3的觀測(cè)記錄。 表 24 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)手薄 測(cè) 后 上絲 前 上絲 方向 黑 紅 K+黑 高差 站 尺 下絲 尺 下絲 尺號(hào) 面 面 減紅 中數(shù) 編 后 距 前 距 后 3 8 10 號(hào) 視 距 d 前 4 7 9 （ 1 ） （ 5 ） 后 3 8 13 14 （ 2 ） （ 6 ） 前 4 7 （ 15 ） （ 16 ） 后 前 11 12 （ 17 ） （ 18 ） 1571 0739 后 12 1384 6171 0 1197 0363 前 13 0551 5239 1 后 前 0833 0932 +1 + 三、 四等水準(zhǔn)測(cè)量的每個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)要安置尺墊，尺墊應(yīng)放穩(wěn)踩實(shí)，在前后兩測(cè)站觀測(cè)中尺墊不能有移動(dòng)。在一個(gè)測(cè)站上，必 須是各項(xiàng)校核無(wú)誤后才可遷至下一測(cè)站。一個(gè)測(cè)段較長(zhǎng)，在一個(gè)時(shí)間段不能完成觀測(cè)，則要在間歇前的兩站在地面釘 3個(gè)木樁，木樁上釘圓帽釘，作為固定點(diǎn)，重新作業(yè)前，測(cè)量這兩站的高差與間歇前的高差相差在允許范圍之內(nèi)，才能繼續(xù)向前觀測(cè)，否則要從先前的起始點(diǎn)重新開始。 三、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求見表 25 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 第六節(jié) 精密水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)測(cè)量 精密水準(zhǔn)測(cè)量主要用于國(guó)家一、二等骨干水準(zhǔn)、變形沉降觀測(cè)及精密設(shè)備安裝等要求十分精密的測(cè)量工作。由于它精度要求高，所以在儀器、水準(zhǔn)尺和觀測(cè)方法上都與普通水準(zhǔn) 有所區(qū)別。 一、 精密水準(zhǔn)儀的構(gòu)造特點(diǎn) 精密水準(zhǔn)儀的外形圖，與普通水準(zhǔn)儀比較它有如下特點(diǎn) : （一） 高靈敏度的水準(zhǔn)管 普通水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管分劃值是 20，而精密水準(zhǔn)儀上的水準(zhǔn)管分劃值為 越小，調(diào)平水準(zhǔn)管就越困難，所以在有些儀器的微傾螺旋上裝有刻畫盤，它對(duì)調(diào)平水準(zhǔn)管很有幫助。在現(xiàn)代的精密水準(zhǔn)儀上都安裝有更加精確靈敏的自動(dòng)安平裝置。 （二） 高性能的望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡均為內(nèi)對(duì)光式，現(xiàn)代儀器的成像是正像。望遠(yuǎn)鏡的分辨率高，放大倍數(shù)為40~44 倍，物鏡的直徑可達(dá) 50mm 左右。 （三） 穩(wěn)固的結(jié)構(gòu) 精密水準(zhǔn)儀將望遠(yuǎn)鏡筒和水 準(zhǔn)器套之間的連接結(jié)構(gòu)用鋼制造。這樣可使視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的關(guān)系不受外界溫度的變化而變化。因?yàn)殇摰臏囟扰蛎浵禂?shù)是 . （四） 平行玻璃板與木契形絲 望遠(yuǎn)鏡物鏡前端裝有一塊平行玻璃板，它可以繞水平軸前后俯仰，用以讀取微小的數(shù)值。平行玻璃板又與測(cè)微器連接，測(cè)微器上有 100 個(gè)分劃，每個(gè)分劃代表 ，再估讀 1/10 格，所以可測(cè)出 1/100mm 的數(shù)值。 十字絲的一側(cè)做成木契形，觀測(cè)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微器上的測(cè)微輪，使水準(zhǔn)尺上的某一分劃與木契形絲兩邊同時(shí)相切，才能正確讀數(shù)。 近年來(lái)一些廠家如日本的賓得（ PENTAX）、托普康 （ TOPCON）生產(chǎn)的水準(zhǔn)儀將測(cè)微器與儀器的主機(jī)分開，平時(shí)用于一般的水準(zhǔn)測(cè)量，將測(cè)微器加上以后則可以進(jìn)行精密水準(zhǔn)測(cè)量，其精度可達(dá) DS05 型水準(zhǔn)儀或 DS1 型水準(zhǔn)儀的水平。 二、 精密水準(zhǔn)尺 精密水準(zhǔn)尺的尺身是用經(jīng)干燥處理后的優(yōu)質(zhì)木材制成，中間挖成空槽，槽內(nèi)裝有一根延鋼帶。鋼帶的一端固定，一端用彈簧拉緊，這樣可使延鋼帶不受木質(zhì)尺身的伸縮影響。尺子上的分劃為分劃式，每 1cm一個(gè)分劃，分劃為兩排，一側(cè)為基本分劃， 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 一側(cè)為鋪助分劃，基本分劃與鋪助分劃，基本分劃與鋪助分劃的零點(diǎn)差 ，是基本分劃與鋪助分劃的差 值，簡(jiǎn)稱為基普差。尺子上的注記在木質(zhì)尺身上，是以cm為單位， 1cm 分劃精密水準(zhǔn)尺外形，右側(cè)為基本分劃，注記數(shù)字從 0~300cm，左側(cè)為鋪助分劃，注記從 300~600cm。讀數(shù)時(shí)在尺上讀出三位 cm 數(shù)，在測(cè)微器上讀出 mm及以后的兩位數(shù)，總共六位數(shù)。數(shù)字在厘米與毫米之間稍微分開，記錄手薄 cm 與 mm之間有一小數(shù)點(diǎn) ，所以觀測(cè)和計(jì)算的高差都是以 cm 為單位。 根據(jù)水準(zhǔn)儀平行玻璃板構(gòu)造不同，有些尺子的刻畫為 5mm 一個(gè)分劃，但它的 注記仍然按 1cm 標(biāo)注。左側(cè)分劃為奇數(shù)值，注記為 dm 數(shù)；右側(cè)分劃為偶數(shù)值，注記為m數(shù)，長(zhǎng)三角形 為 dm 的起始線 。所以用這種儀器的尺子測(cè)出來(lái)的高差必須喲用 2 除以后才是實(shí)際的高差。 5mm 與 10mm 刻畫的水準(zhǔn)尺必須與其相應(yīng)的儀器配套使用，兩者不能混用。 三、 精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施 測(cè)量前先選好路線，埋設(shè)好水準(zhǔn)點(diǎn)，等點(diǎn)子穩(wěn)定后方可進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)。觀測(cè)按奇數(shù)站和偶數(shù)站進(jìn)行。 （一） 奇數(shù)站觀測(cè)順序 1． 后尺基本分劃上絲； 2． 后尺基本分劃下絲 3． 后尺基本分劃中絲 4． 前尺基本分分劃中絲 5． 前尺基本分劃上絲； 6． 前尺基本分劃下絲 7． 前尺鋪助分劃中絲 8． 后尺鋪助分劃中絲 （二） 偶數(shù)站觀測(cè)順序 1． 前視基本分劃上 絲 2． 前視基本分劃下絲 3． 前視基本分劃中絲 4． 后視基本分劃中絲 5． 后視基本分劃上絲 6． 后視基本分劃下絲 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 7． 后視鋪助分劃中絲 8． 前視鋪助分劃中絲 此種方法可歸納為“后 前 前 后”、“前 后 后 前”“前 后 后 前”及“基 基 鋪 鋪”的觀測(cè)順序。它的好處是能抵消或削弱儀器下沉對(duì)測(cè)量成果的影響，觀測(cè)時(shí)三腳架固定的一只腳應(yīng)按奇、偶數(shù)測(cè)站，分別架設(shè)在路線的左右兩側(cè)。 表 26精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)記錄手薄 測(cè)自 S6 天氣 多云 觀測(cè)者王大鵬 至 S7 成像 清晰 記錄者張志強(qiáng) 測(cè) 后 上絲 前 上絲 方向 基本 鋪助 基 +k 站 尺 下絲 尺 下絲 尺號(hào) 分劃 分劃 減鋪 編 后 距 前 距 第一 第二 號(hào) 視距差 d 求和 d 次 1 2433 1838 后 31 +2 1963 1366 前 32 21 后 前 + + +23 H + 2 1822 1662 后 32 1325 1165 前 31 后 前 + + 0 H + 3 1811 1951 后 31 1394 1536 前 32 后 前 + 0 H 4 1746 1899 后 32 2 1269 1424 前 31 9 后 前 +7 + + H 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第七節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及削弱誤差的方法 任何測(cè)量，由于所使用儀器和工具的精密程度不一樣，或是在制造和運(yùn)輸過(guò)程中的碰動(dòng)，使儀器應(yīng)該滿足的條件發(fā)生微小變化，使儀器應(yīng)該滿足的條件發(fā) 生微小變化，儀器本身有了誤差；觀測(cè)者的感覺器官有一定的限度，操作的技能水平和熟練程度也會(huì)造成測(cè)量的誤差；外界條件如溫度、陽(yáng)光、氣壓、風(fēng)力，以及地球曲率和大氣折光等都會(huì)給測(cè)量帶來(lái)一定的誤差。水準(zhǔn)測(cè)量也一樣，其誤差來(lái)源是儀器誤差、觀測(cè)者和外界條件三個(gè)方面的影響，現(xiàn)就這三方面的情況作如下說(shuō)明。 一、 儀器誤差 （一） 水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸的誤差 水準(zhǔn)儀在使用前都要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和校正，但無(wú)論怎么細(xì)心和精確，總有一些殘余誤差存在，特別是視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差對(duì)測(cè)量的影響較大。所以在觀測(cè)時(shí)一定要使前后視距相等才能 抵消或削弱這項(xiàng)誤差，同時(shí)因前后視距相等才能抵消或削弱這項(xiàng)誤差，同時(shí)因前后視距相等才能抵消或削弱這項(xiàng)誤差，同時(shí)因前后視距相等，后視調(diào)焦好以后，在前視觀測(cè)時(shí)則不需要再調(diào)焦，所以也提高了觀測(cè)的速度和精度。十字絲橫絲不垂直于豎軸的誤差，則要在觀測(cè)時(shí)始終用十字絲的中間部分瞄準(zhǔn)尺子上的刻畫。視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行，在垂直面上的投影夾角為 i，而在水平面內(nèi)的投影為交叉誤差。這項(xiàng)誤差在普通水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)影響較小，一般不予考慮，但在精密水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)則必須要注意，消除這項(xiàng)誤差的辦法是在觀測(cè)時(shí)三腳架中一條固定的支架要按奇、偶數(shù)站分別安置 在路線的左右兩側(cè)。 （二）水準(zhǔn)尺的刻畫誤差 水準(zhǔn)尺要用檢定過(guò)的鋼尺進(jìn)行檢驗(yàn)，如誤差過(guò)大，則要對(duì)所測(cè)得的高差進(jìn)行改正。尺子不能彎曲。尺子的零點(diǎn)差在觀測(cè)時(shí)要將測(cè)站數(shù)設(shè)置成偶數(shù)。 二、 觀測(cè)誤差 （一）儀器下沉 在土質(zhì)松軟的地方安置儀器時(shí)一定要將三腳架踩實(shí)，防止儀器下沉，盡量在奇數(shù)站用“后 前 前 后”，在偶數(shù)站用“前 后 后 前”的順序進(jìn)行觀測(cè)，可減少儀器下沉的誤差。 （二） 扶尺不垂直 扶尺時(shí)如果傾斜，讀數(shù)總是偏大，所以扶尺一定要垂直。有些尺子上有圓水準(zhǔn)器， 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 在使用前要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)校正，扶尺時(shí)，圓水準(zhǔn)器中的氣泡要居 中。 （三） 尺墊下沉 尺墊要踩牢固，為削弱尺墊下沉的影響，最好用往返測(cè)法。同時(shí)選擇水準(zhǔn)路線時(shí)盡量盡量將轉(zhuǎn)點(diǎn)安置在土質(zhì)堅(jiān)硬的地方。 （四） 調(diào)焦不準(zhǔn)和視差存在 觀測(cè)時(shí)一定要按目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦和消除視差的順序仔細(xì)調(diào)焦。 （五） 水準(zhǔn)管不嚴(yán)格居中 微傾式水準(zhǔn)儀，每次讀數(shù)前一定要用為傾螺旋使符合氣泡嚴(yán)格吻合。 三、 外界條件影響 （一）地球曲率和大氣折光的影響 地球曲率和大氣折光的影響 是 (S S)/R(S 為儀器至水準(zhǔn)尺的距離， R為地球的平均半徑 )。大氣折光與地球半徑的影響是地球半徑的 6~7 倍，它對(duì)高程的影響是：= S/6R~7R(字母含義同前 )。這兩項(xiàng)的影響是相減的，所以地球曲率和大氣折光的誤差對(duì)高程的共同影響為； = S/R， 在觀測(cè)時(shí)前后視距相等，能抵消這項(xiàng)誤差，所以在各個(gè)等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求中對(duì)前后視距之差和前后視距的累積之差都作了嚴(yán)格的規(guī)定。 （二） 溫度的影響 陽(yáng)光能影響水準(zhǔn)氣泡的穩(wěn)定，因?yàn)闅馀萦蟹€(wěn)定性，總是向熱的方向偏移，所以在強(qiáng)陽(yáng)光下觀測(cè)要撐傘遮陽(yáng)。地面在陽(yáng)光照射下，溫度高，空氣波動(dòng)較大，所以在觀測(cè)時(shí)中絲要離開地面 以上。 （三） 風(fēng)力的影響 風(fēng)力大時(shí)，扶尺和安置儀器都不會(huì)十分穩(wěn)固， 因此當(dāng)風(fēng)力大于五級(jí)時(shí)應(yīng)停止觀測(cè)。水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)在風(fēng)力不大、空氣穩(wěn)定和成像清晰的情況下進(jìn)行。 第八節(jié) 普通水準(zhǔn)儀的保養(yǎng)檢修的設(shè)備、工具和材料 一、 測(cè)量?jī)x器檢修的設(shè)備、工具和材料 （一） 常用工具 主要有各種大小和型號(hào)的旋具、鐘表起子、不銹鋼鑷子、吹風(fēng)球、玻璃罩、培養(yǎng)皿、錘子、手鉗、尖嘴鉗、小臺(tái)鉗、放大鏡、活動(dòng)扳手、毛刷、校正針、竹鑷子、千分尺、游標(biāo)卡尺、酒精燈、銼刀、螺紋規(guī)、絲錐等。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 修理儀器要有一工作臺(tái)，臺(tái)子上鋪一塊厚膠皮，臺(tái)子的左右及后部要有擋板，防止小零件滾落。 （二） 主要材料 儀器用油脂以使運(yùn)轉(zhuǎn)部位靈活， 有潤(rùn)滑作用但無(wú)腐蝕，在 40C5 不凝結(jié)，在 +50C5不揮發(fā)，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不水解。 軸系用油一般不應(yīng)低于 5 號(hào)（特種油脂商店有售）。其他油脂的種類很多，如手輪油、各種黃油，另外還有儀器的密封油灰等。 清洗儀器部件的清潔液有 :酒精能溶解蟲膠、油脂，乙醚能溶解油脂、石蠟，丙酮能溶解有機(jī)膠和硝基酸，信那水（香蕉水）能溶解油脂、石蠟，丙酮能溶解有機(jī)膠和硝基漆，煤油和汽油可清潔金屬表面并能除銹。 研磨材料有水砂紙、銀粉砂紙等。另外還應(yīng)有脫脂棉和擦拭布等。 以上工具和材料需要什么購(gòu)置什么，不能一下全購(gòu)置齊備。如清洗液和潤(rùn)滑油脂類時(shí)間長(zhǎng)了則會(huì)揮發(fā)