陳曉娟

摘要：水準儀最基本的功能是測定兩點之間的高差，用于高程傳遞測量；經(jīng)緯儀的主要功能是用來測量角度的，包括水平角和豎直角，最常用的是水平角的測量。但在具體測量過程中，容易混淆兩種儀器的操作。本文針對實踐教學(xué)過程中學(xué)生容易出現(xiàn)的問題，闡述兩種儀器在具體操作過程中的容易混淆之處，便于熟練掌握儀器的操作。

Abstract： The most basic function of the level is the determination of height difference between two points， which is used for height transfer measurements； the main function of theodolite is to measure the angle， including horizontal angle and vertical angle， and the most commonly used is to measure the horizontal angle. But in the specific measurement process， it is easy to confuse the operation of the two instruments. In view of the problems easily occurring in the practice teaching process among students， this paper expounds the easily confused places of the two instruments in the concrete operation process， so that they can master the operation of the instrument skillfully.

關(guān)鍵詞：水準儀；經(jīng)緯儀；安置；粗平；精平

Key words： level；theodolite；location；rough flat；fine flat

中圖分類號：P213 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）23-0179-03

1 概述

水準儀是建立一條水平視線測定地面兩點之間高差的一種儀器，其主要部件有望遠鏡、水準器、基座三大部分，如圖1所示。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數(shù)字水準儀（又稱電子水準儀）。水準儀的具體操作步驟包括：水準儀的安置、粗略整平、瞄準、精平、讀數(shù)五個步驟。

經(jīng)緯儀是一種測量水平角和豎直角的儀器，是根據(jù)測角原理設(shè)計的，其主要部件有照準部、水平讀盤、基座三大部分，如圖2所示。經(jīng)緯儀根據(jù)度盤刻度和讀數(shù)方式的不同，分為電子經(jīng)緯儀和光學(xué)經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀的操作步驟包括：對中、整平、瞄準、讀數(shù)。

水準儀、經(jīng)緯儀這兩種儀器都是工程中經(jīng)常用到的儀器，在初學(xué)時對兩種儀器的操作經(jīng)常有學(xué)生混淆，使得儀器操作過程時間較長，而且測量結(jié)果存在錯誤。因此，本文重點針對這部分內(nèi)容進行闡述，便于儀器的順利操作，減少操作錯誤，降低測量誤差。

2 水準儀、經(jīng)緯儀操作步驟

2.1 水準儀具體操作步驟

2.1.1 安置儀器

首先打開三腳架的三個架腿并使得腳架高度適中，一般要求與測量者的身高大致平齊，這樣方便操作儀器，目估使得三腳架的架頭保持大致水平；檢查三腳架的三個架腿是否安置穩(wěn)定，如果架腿安置不穩(wěn)固，用腳踩實腳尖。擰緊三腳架的腳架伸縮螺旋，從儀器箱中取水準儀，然后把水準儀放置在三腳架架頭上并擰緊三腳架下面的連接螺旋，這樣就把水準儀牢固地與三腳架連接在一起。

2.1.2 粗略整平

粗略整平，簡稱粗平，水準儀的粗平是通過調(diào)整水準儀的三個腳螺旋使得圓水準器氣泡居中，此時水準儀的豎軸大致處于豎直位置，從而使得水準儀的視準軸基本處于水平位置。在具體調(diào)節(jié)水準儀三個腳螺旋的過程中，調(diào)整的規(guī)則是：圓水準器氣泡的移動方向與左手大拇指移動的方向—致，兩手同時向內(nèi)或者同時向外旋轉(zhuǎn)，即氣泡移動的方向與右手大拇指移動的方向相反，如圖3所示。

2.1.3 瞄準

瞄準水準尺之前，首先需要進行望遠鏡目鏡調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)動望遠鏡的目鏡調(diào)焦螺旋，使得十字絲分劃清晰。然后再轉(zhuǎn)動望遠鏡，用望遠鏡上方的照門和準星大致對準水準尺方向，此時擰緊水準儀制動螺旋。然后從望遠鏡中觀察，轉(zhuǎn)動望遠鏡的物鏡調(diào)焦螺旋使得目標成像清晰，再調(diào)整微動螺旋，使縱絲在水準尺中間。

2.1.4 精平與讀數(shù)

眼睛通過位于目鏡左方的符合水準氣泡觀察窗仔細觀察水準管氣泡，右手輕輕轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使氣泡兩端的成像吻合，也即形成“U”字形，即表示水準儀的視準軸已精確水平。這時，就可用十字絲的中絲在水準尺上讀數(shù)。水準儀進行讀數(shù)時應(yīng)從小往大，并估讀到毫米位。

2.2 經(jīng)緯儀的具體操作步驟

2.2.1 架設(shè)儀器

打開三腳架，使架頭大致水平，并粗略對中，將經(jīng)緯儀安置在三腳架架頭上，旋緊連接螺旋。

2.2.2 儀器對中

經(jīng)緯儀對中的目的是使儀器的中心與測站點位于同一鉛垂線上，具體可以通過移動腳架位置進行對中，當儀器大致對中時，可以通過旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀的三個腳螺旋使對中標志準確對準測站點的中心。

2.2.3 儀器整平

經(jīng)緯儀整平的目的是使得經(jīng)緯儀豎軸處于鉛垂位置，水平度盤處于水平位置。

經(jīng)緯儀的粗平是通過伸縮三腳架其中兩個架腿長度，來使得圓水準氣泡居中的。

經(jīng)緯儀的精平是通過調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀的三個腳螺旋，使得管水準氣泡居中，具體操作如圖4所示。

再次檢查光學(xué)對中器是否對中，若有少量偏差，可打開連接螺旋平移基座，使其精確對中，旋緊連接螺旋，再檢查水準氣泡居中。經(jīng)緯儀的操作時一個反復(fù)對中整平的過程，對中之后進行整平，整平之后需要再檢查對中情況。只有對中、整平同時滿足條件，儀器的安置才完成。

2.2.4 瞄準與讀數(shù)

①目鏡對光：調(diào)節(jié)目鏡調(diào)焦螺旋使得十字絲分劃清晰。②瞄準和物鏡對光：通過望遠鏡上的照門粗略瞄準目標，通過調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使得目標成像清晰。與水準儀一樣，需要注意消除視差，精確瞄準目標。③讀數(shù)：調(diào)整照明反光鏡的方向，使得讀數(shù)窗亮度適中，旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡的目鏡調(diào)焦螺旋使得刻劃線清晰，然后進行讀數(shù)。

3 水準儀、經(jīng)緯儀操作區(qū)別

3.1 儀器安置位置不同

利用水準儀進行高程測量時，水準儀的安置位置是在前、后視距大致相等處，如圖5所示，這樣能夠消除一些測量誤差。

而經(jīng)緯儀進行角度測量時，經(jīng)緯儀必須準確安置在測點上，如圖6所示，這也是經(jīng)緯儀需要對中的原因所在。

3.2 粗平方法不同

水準儀粗平是通過旋轉(zhuǎn)三個腳螺旋使得圓水準器泡居中，如圖3所示。

而經(jīng)緯儀的粗平是通過伸縮三腳架的架腿來達到圓水準器泡居中的目的。

3.3 精平方法不同

水準儀的精平是通過旋轉(zhuǎn)微傾螺旋使得管水準器泡居中。

而經(jīng)緯儀的精平是通過旋轉(zhuǎn)三個腳螺旋使得管水準器泡居中，如圖4所示。

3.4 瞄準位置不同

水準儀瞄準時是十字絲的縱絲在水準尺的中間，用橫絲的中絲進行讀數(shù)。

而經(jīng)緯儀進行水平角測量瞄準時是用十字絲縱絲的雙絲夾住目標，并且盡量瞄準目標的底部進行讀數(shù)。

3.5 消除減小誤差的方法不同

水準儀測量高差時，通過前后視距大致相等的方法來減小消除誤差。

經(jīng)緯儀測量水平角時，通過盤左盤右觀測取平均值的方法來減小消除誤差。

3.6 讀數(shù)位置不同

利用水準儀進行測量時，直接在望遠鏡目鏡中進行讀數(shù)即可。

而利用經(jīng)緯儀進行測量時，讀數(shù)必須從讀數(shù)顯微鏡窗口進行讀數(shù)。

4 結(jié)語

水準儀、經(jīng)緯儀作為工程上最常用的測量儀器，為了能快速熟練準確地進行水準測量和角度測量，必須熟練掌握操作要點，防止因混淆兩種儀器的操作方法，而造成測量錯誤。

參考文獻：

[1]李青岳.工程測量學(xué)[M].北京：測繪出版社，1984.

[2]李青岳，陳永奇.工程測量學(xué)[M].北京：測繪出版社，1995.

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