水準(zhǔn)儀是在17~18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初,在制出內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)了自動安平水準(zhǔn)儀;60年代研制出激光水準(zhǔn)儀;90年代出現(xiàn)電子水準(zhǔn)儀或數(shù)字水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀是測繪工程必須掌握和熟練使用的儀器,提供水平視線測
水準(zhǔn)儀是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。原理為根據(jù)水準(zhǔn)測量原理測量地面點間高差。主要部件有望遠(yuǎn)鏡、管水準(zhǔn)器(或補償器)、垂直軸、基座、腳螺旋。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀(又稱電子水準(zhǔn)儀)。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。
一、水準(zhǔn)儀的分類
微傾水準(zhǔn)儀
借助微傾螺旋獲得水平視線。其管水準(zhǔn)器分劃值小、靈敏度高。望遠(yuǎn)鏡與管水準(zhǔn)器聯(lián)結(jié)成一體。憑借微傾螺旋使管水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)微作俯仰,符合水準(zhǔn)器居中,視線水平。
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自動安平水準(zhǔn)儀
借助自動安平補償器獲得水平視線。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量傾斜時,補償器在重力作用下對望遠(yuǎn)鏡作相對移動,從而迅速獲得視線水平時的標(biāo)尺讀數(shù)。這種儀器較微傾水準(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定。
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激光水準(zhǔn)儀
利用激光束代替人工讀數(shù)。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。在水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶,即可進行水準(zhǔn)測量。
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數(shù)字水準(zhǔn)儀(電子水準(zhǔn)儀)
這是20世紀(jì)90年代發(fā)展的水準(zhǔn)儀,集光機電、計算機和圖像處理等高新技術(shù)為一體,是現(xiàn)代科技最新發(fā)展的結(jié)晶。
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二、水準(zhǔn)儀的等級與原理
水準(zhǔn)儀適用于水準(zhǔn)測量的儀器,目前中國水準(zhǔn)儀是按儀器所能達(dá)到的每千米往返測高差中數(shù)的偶然中誤差這一精度指標(biāo)劃分的,共分為4個等級。
水準(zhǔn)儀型號都以DS 開頭,分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”的漢語拼音第一個字母,通常書寫省略字母D。其后"05”、“1”、“3”、“10”等數(shù)字表示該儀器的精度。如“3”表示每公里往返測量高差中數(shù)的偶然中誤差小于或等于3mm。數(shù)字越小,水準(zhǔn)儀精密度越高。普通水準(zhǔn)測量一般使用DS3型(簡稱S3型)水準(zhǔn)儀。
S3級和S10級水準(zhǔn)儀又稱為普通水準(zhǔn)儀,用于中國國家三、四等水準(zhǔn)及普通水準(zhǔn)測量,S05級和S1級水準(zhǔn)儀稱為精密水準(zhǔn)儀,用于中國國家一、二等精密水準(zhǔn)測量。
水準(zhǔn)儀精度,一般使用的是DS3級。高精度的是DS05級如:Ni002、Ni004水準(zhǔn)儀等。DS1級的如:N3、Ni007水準(zhǔn)儀。電子水準(zhǔn)儀等等。