16 定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。
前进方向 b a B A hAB Hi HB HA 大地水准面 图2-1 水准测量原理
如图2-1所示， A、B两点间高差hAB为
hAB?a?b （2-1）
设水准测量是由A向B进行的，则A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。
二、计算未知点高程 1．高差法
测得A、B两点间高差hAB后，如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为：
HB?HA?hAB （2-2）
这种直接利用高差计算未知点B高程的方法，称为高差法。 2．视线高法
如图2-1所示，B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即
Hi?HA?a??HB?Hi?b? （2-3）
17 这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就比较方便。
第二节 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。
国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10等几种型号。05、1、3和10表示水准仪精度等级。
一 、DS3微倾式水准仪的构造
DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。 1．望远镜
望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。
（1）十字丝分划板 是为了瞄准目标和读数用的。
上丝
中丝
竖丝
下丝
十字丝分划板
（2）物镜和目镜 物镜和目镜多采用复合透镜组，目标AB经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像ab，移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上。再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象a?b?。
（3）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴CC。视准轴的延
18 长线即为视线，水准测量就是在视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。
2．水准器
（1）管水准器 管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。如图2-6所示，它是一玻璃管，其纵剖面方向的内壁研磨成一定半径的圆弧形，水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点O称为水准管零点，通过零点与圆弧相切的纵向切线LL称为水准管轴。水准管轴平行于视准轴。
L O
L 图2-5 管水准器
水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20?，记作20?/2mm。
图2-5 管水准器分划值
为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。
19
图2-6 符合水准器
（2）圆水准器 圆水准器装在水准仪基座上，用于粗略整平。圆水准器顶面的玻璃内表面研磨成球面，球面的正中刻有圆圈，其圆心称为圆水准器的零点。过零点的球面法线L?L?，称为圆水准器轴。圆水准器轴L?L?平行于仪器竖轴VV。
L′
L′
气泡
图2-7 圆水准器
气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，一般为8?～10?，精度较低。
3．基座
20 基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。
二、水准尺和尺垫 1．水准尺
水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。
（1）塔尺 是一种逐节缩小的组合尺，其长度为2m～5m，有两节或三节连接在一起，尺的底部为零点，尺面上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0.5cm，在米和分米处有数字注记。
（2）双面水准尺 尺长为3m，两根尺为一对。尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。两面的刻划均为1cm，在分米处注有数字。两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，一根从4.687m开始，另一根从4.787m开始。在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常数4.687m或4.787m，这个常数称为尺常数，用K来表示，以此可以检核读数是否正确。
2．尺垫
尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体，水准尺立于半球顶面。尺垫用于转点处。
第三节 水准仪的使用
微倾式水准仪的基本操作程序为：安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
一、安置仪器
（1）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头大致水平。
（2）从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。 二、粗略整平
通过调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。具体操作步骤如下。
（1）如图2-10所示，用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋1和2，使