水准测量工具与仪器的演变历程

11世纪，中国宋朝科学家沈括创立了分层筑堰法进行水准测量，利用水平尺在地形测量中测定地面高低；17世纪中叶，在水准器和望远镜的基础上，最老的水准仪被研制出来；20世纪初，人们在内对光望远镜和符合水准器的技术基础上，制造出了微倾水准仪；1950年，德国蔡司光学仪器厂生产出了世界上第一台自动安平水准仪；20世纪60年代，激光水准仪被研制出来；20世纪90年代，在研制出条形码水准尺的基础上，徕卡公司研制出了世界上第一台数字水准仪WILD NA2000。

水准仪（level）是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器，按精度分为精密水准仪和普通水准仪，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）。

1.微倾水准仪

微倾水准仪借助微倾螺旋获得水平视线，其管水准器分划值小、灵敏度高，望远镜与管水准器联结成一体，凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中时视线水平。

2.自动安平水准仪

自动安平水准仪借助自动安平补偿器获得水平视线，当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数，较微倾水准仪工效高、精度稳定。

3.激光水准仪

激光水准仪利用激光束代替人工读数，将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束，在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。(www.xing528.com)

4.数字（电子）水准仪

这是20世纪90年代发展起来的水准仪，集光、机、电、计算机和图像处理等高新技术为一体，是现代测绘科技最新发展的结晶。电子水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器（CCD），并采用条码标尺和图像处理电子系统而构成的光、机、电测一体化的高科技产品。采用普通标尺时，它又可像一般自动安平水准仪一样使用。它与传统水准仪相比有以下特点：

（1）读数客观：不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。

（2）精度高：视线高和视距读数都是采用大量条码分划图像经处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件影响，不熟练的作业人员也能进行高精度测量。

（3）速度快：由于省去了报数、听记、现场计算的时间以及人为出错的重测数量，其测量时间与传统仪器相比可以节省1/3左右。

（4）效率高：只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度，视距还能自动记录、检核、处理并能输入电子计算机进行后处理，可实线内外业一体化。