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水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪），见表1-5。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。
表1-5 水准仪按结构分类
续表1-5
水准仪操作的基本方法和步骤见表1-6。
表1-6 水准仪操作的基本方法和步骤
续表1-6
水准测量是利用能够提供水平视线的仪器——水准仪，同时借助水准尺，测定地面上两点之间的高差，再由已知点的高程推算未知点高程的一种测定高程的方法。
如图1-13所示，已知 A 点的高程 H A ，欲求 B 点的高程 H B ，在 A 、 B 两点间安置水准仪，分别读取竖立在 A 、 B 两点上的水准尺读数 a 和 b ，由几何原理可知 A 、 B 两点间的高差为
测量工作一般是由已知点向未知点方向进行的，即图1-13中，由已知点 A 向待求点 B 进行，则称 A 点为后视点，其上水准尺的读数 a 为后视读数； B 点为前视点，其上水准尺的读数 b 为前视读数。 a 、 b 的真实意义分别为水平视线到后视点 A 和前视点 B 的高度。由此就有，两点之间的高差等于后视读数减去前视读数。
图1-13 水准测量原理
由图1-13和式（1-2）不难看出：
当 a ＞ b 时， h AB ＞0， B 点比 A 点高； a ＜ b 时， h AB ＜0， B 点比 A 点 B 低； a = b 时， h AB =0， B 点与 A 点同高。
由图1-13可知， B 点的高程为
按上式直接利用高差 h AB 计算 B 点高程，称为高差法。
从图1-13中可以看出， H A + a 为视线高程 H i ，则式（1-3）还可写为
在实际工程测量中，当安置一次水准仪需测定多个前视点高程时，通常可以先计算出水准仪的视线高程 H i ，再由视线高程 H i 推算出 B 点的高程 H A 。按式（1-2）利用仪器视线高程 H i 计算 B 点高程的方法通常称为仪高法。
（1）水准仪使用注意事项。水准仪是一种精密的光学仪器，使用时必须注意以下几点：
1）领用水准仪时，应首先检查仪器有无损坏；配件是否齐全、配套；物镜、目镜有否磨损，十字线是否清晰；各转动部位是否灵活等。
2）由箱中取出仪器时，应先松开各制动螺旋，用手拿住基座，轻轻将仪器取出。
3）在安置三脚架时，应选择在视线能通视、无障碍物影响、行人车辆干扰少、能保证仪器安全的地方。
4）仪器放到三脚架上后，应立即旋紧连接螺旋，并经常检查其连接是否牢靠。
5）仪器安置好后，测量人员不得离开，或另设专人保护，不让无关人员接近仪器。
6）微倾螺旋要居中，不宜过高或过低，以便于水准管的调平。
7）制动螺旋应松紧适度，不得过紧；微动螺旋宜保持在微动卡中间一段。
8）转移测站连续工作时，应将制动螺旋微微拧紧，一手持三脚架于肋下，另一手紧握基座置仪器于胸前进行移站，切不可单手提携或肩扛。
9）不得用手指、手帕等物擦拭物镜和目镜上的灰尘；观测结束后，应及时盖上物镜盖。
10）仪器应避免日晒、雨淋，在烈日或雨雪天操作时，应撑伞遮挡。
（2）水准仪的维护。
1）观测结束后，应先将各种螺旋退回正常位置，并用软毛刷扫除仪器表面上的灰尘，再按原位装入箱内，拧紧制动螺旋，关闭箱盖。
2）物镜、目镜上有灰尘时，应用专用的软毛刷轻轻掸去。
3）如观测中遇降雨，应及时将仪器上的雨水用软布擦拭干净后方可入箱关盖。
4）仪器应放置于干燥、通风、温度稳定的室内，切忌靠近火炉或暖气片。
5）长途搬运仪器时，仪器要安放在妥当的位置或随身携带，严防受碰撞、受振动或受潮。
6）每隔1～2年由专门人员定期对仪器进行全面的清洗和检修，或送维修部门进行清洗和检修。