细节：精密水准仪测量
1.精密水准仪的基本性能
精密水准仪和一般微倾式水准仪的构造基本相同。但与一般水准仪相比有制造精密、望远镜放大倍率高、水准器分划值小、最小读数准确等特点。因此，它能提供精确水平视线、准确照准目标和精确读数，是一种高级水准仪。测量时，它和精密水准尺配合使用，可取得高精度测量成果。精密水准仪主要用于国家一、二等水准测量和高等级工程测量，如大型建（构）筑物施工、大型设备安装、建筑物沉降观测等测量中。
普通水准仪（S3型）的水准管分划值为20″/2mm，望远镜放大倍率不大于30倍，水准尺读数可估读到毫米。进行普通水准测量，每千米往返测高差偶然中的误差为不大于±3mm。精密水准仪（S0.5或S1型）水准管有较高的灵敏度，分划值为8″～10″/2mm，望远镜放大倍率不小于40倍，照准精度高、亮度大，装有光学测微系统，并配有特制的精密水准尺，可直读的值为0.05～0.1mm，每千米往返测高差偶然中的误差不大于0.5～1.0mm。
2.光学测微器
光学读数测微器通过扩大了的测微分划尺，可以精读出小于分划值的尾数，改善普通水准仪估读毫米位存在的误差，提高了测量精度。
精密水准仪的测微装置如图3-18所示，它由平行玻璃板、测微分划尺、传动杆和测微轮系统组成，读数指标线刻在一个固定的棱镜上。测微分划尺刻有100个分格，它与水准尺的10mm相对应，即水准尺影像每移动1mm，测微分划尺上移动10个分格，每个分格为0.1mm，可估读至0.01mm。
测微装置工作原理是：平行玻璃板装在物镜前，通过传动齿条与测微分划尺连接，齿条由测微轮控制，转动测微轮，齿条前后移带动玻璃板绕其轴向前后倾斜，测微尺也随之移动。
图3-18 测微读数装置
当平行玻璃板竖直时（与视准轴垂直见图3-18a），水平视线不产生平移，测微尺上的读数为5.00mm；当平行玻璃板向前后倾斜时，根据光的折射原理，视线则上下平移（图3-18b），测微分划尺有效移动范围为上、下各5mm（50个分格）。如测微分划尺移到10mm处，则视线向下平移5mm，若测微分划尺移到0mm处，则视线向上平移5mm。
需说明的是，测微分划尺上的10mm注字，实际真值是5mm，也就是注记数字比真值大1倍，这样就和精密水准尺的注字相一致（精密水准尺的注字比实际长度大一倍），以便于读数和计算。
如图3-18所示，当平行玻璃板竖直时，水准尺上的读数在148～149之间，此时测微分划尺上的读数是5mm，而不是0，旋转测微轮，则平行玻璃板向前倾斜，视线向下平移，与就近的148分划线重合，此时测微分划尺的读数为6.54mm，视线平移量为6.54mm～5.00mm，最后读数为：
1.48m+6.54mm-5.00mm=1.48654m-5.00mm
在上式中，每次读数都应减去一个常数值5.00mm，但在水准测量计算高差时，因前视、后视读数都含这个常数，会互相抵消。所以，在读数、记录和计算过程中都不考虑这个常数。但在进行单向测量读数时，就必须减去这个常数。
3.精密水准仪的构造特点
1）视准轴水平精度高，一般不低于±0.8″。若为水准管仪器，其水准管格值τ=（6″～10″）/2mm。
2）望远镜光学性能好。精密水准仪的望远镜放大倍率一般大于32倍，望远镜物镜有效孔径也较大，分辨率和亮度都较高。
3）结构坚固。精密水准仪的水准管（或补偿设备）和望远镜之间的连接非常牢固，以使视准轴与水准管轴（或补偿设备）的关系稳定，因此望远镜镜筒和水准管套多用铟瓦合金制造，密封性好，受温度变化的影响小。
4）具有测微器装置。为了提高读数精度，精密水准仪装置了平行玻璃板测微器，其最小读数为0.01～0.1mm。
4.精密水准仪的读数方法
精密水准仪与一般微倾水准仪构造原理基本相同。因此使用方法也基本相同，只是精密水准仪装有光学测微读数系统，所测量的对象要求精度高，操作要更加准确。
图3-19是DS1型精密水准仪目镜视场影像，读数程序是：
1）望远镜水准管气泡调到精平，提供高精度的水平视线，调整物镜、目镜，精确照准尺面。
2）转动测微轮，使十字丝的楔形丝精确夹住尺面整分划线，读取该分划线的读数，图中为1.97m。
3）再从目镜右下方测微尺读数窗内读取测微尺读数，图中为1.50mm（测微尺每分格为0.1mm，每注字格1mm）。
4）水准尺全部读数为1.97m+1.50mm=1.97150m
5）尺面读数是尺面实际高度的一半，应除以2，即1.97150m÷2=0.98575m。
测量作业过程中，可用尺面读数进行运算，在求高差时，应将所得高差值除以2。
图3-19 DS1型精密水准仪目镜视场
5.精密水准仪使用要点
1）水准仪、水准尺要定期检校，以减少仪器本身存在的误差。
2）仪器安置位置应符合所测工程对象的精度要求，如视线长度、前后视距差、累计视距差和仪器高都应符合观测等级精度的要求，以减少与距离有关的误差影响。
3）选择适于观测的外界条件，要考虑强光、光折射、逆光、风力、地表蒸汽、雨天和温度等外界因素的影响，以减少观测误差。
4）仪器应安稳精平，水准尺应利用水准管气泡保持竖直，立尺点（尺垫、观测站点、沉降观测点）要有良好的稳定性，防止点位变化。
5）观测过程要仔细认真，粗枝大叶是测不出精确成果的。
6）熟练掌握所用仪器的性能、构造和使用方法，了解水准尺尺面分划特点和注字顺序，情况不明时不要作业，以防造成差错。
6.精密铟瓦水准尺
精密水准仪必需配备精密水准尺，精密铟瓦水准尺是在木制（或铝制）尺槽中装有铟瓦带，一端固定而另一端用弹簧拉紧，使铟瓦带平直和不受尺槽自身伸缩的影响。铟瓦带是用36%的镍与64%的铁制成的合金带，其膨胀系数小于0.5×10-6/℃，仅为钢膨胀系数的1/24，故铟瓦水准尺受外界温度、湿度的影响较小。铟瓦水准尺上的分划线是条式的，多数精密水准尺分划为左右两排，一排叫基本分划，一排叫辅助分划，两排分划相差3m左右的尺常数。读数时，用两排分划上读数之差是否等于尺常数来检核读数精度。为了保证工作时尺身竖直，尺身上装有灵敏度较高的圆水准盒。
当用精密水准仪以水平视线照准水准尺后，转动测微螺旋，使十字线的楔形线夹住某一分划线，读出数值。