2.2　光学水准仪的使用方法

2.2.1　水准测量的常规作业过程

当地面上两点间距离较长或高差较大时仅安置一次仪器是不能直接测得两点间高差的，所以，必须进行连续的分段测量，将所得各段高差相加，即可求得两点间的高差（见图2-14）。A、B两点间的高差为n个测站的高差之和，即

　　（2-5）

B点的高程H_B为

　　（2-6）

由式（2-5）可以看出，A、B两点的高差等于中间各个测站高差的代数和，也等于各个测站所有后视读数之和减去所有前视读数之和。通常要同时用h_i，i+1和a_i-b_i进行计算，以检核计算结果是否有误。从上述水准测量过程可知，A点高程就是通过转点1，转点2，转点3，…，转点（n-1）等点传递到B点的，这些用来传递高程的点，均称为转点。转点在前一测站先作为待求高程的点，然后在下一测站再作为已知高程的点，转点起传递高程的作用。读数a_i是在已知高程点上的水准尺读数（称为“后视读数”）；b_i是在待求高程点上的水准尺读数（称为“前视读数”）。高差必须是后视读数减去前视读数。高差h_AB的值可能为正、也可能为负，正值表示待求点B高于已知点A，负值表示待求点B低于已知点A。

2.2.2　普通微倾式水准仪的使用

以下以一个测站的简单水准测量过程为例介绍水准仪的使用方法和作业过程。

（1） 安放三脚架　安放三脚架的要领是“等距、高适中、尖入土、顶平、腰牢靠”。将三脚架放置在与2个标尺大致等距的位置，可通过小碎步步量法实现，这个动作称为“等距”。旋松3个架腿的伸缩腿止滑钮，让3个伸缩腿自由滑动，使三脚架的高度与观测者的身高相适应，然后钮紧3个伸缩腿止滑钮，这个动作称为“高适中”。将三脚架3个架腿张开、以与地面成60°～75°的夹角立在地面上，将脚分别踏在3个架腿伸缩腿腿尖踏脚板上，小腿贴近伸缩腿面沿伸缩腿的方向用力，将3个架腿的伸缩腿腿尖踩入土中并使之稳固不动，这个动作称为“尖入土”。观察三脚架架头顶面的水平性，若不水平则左手抓住高处（或低处）那根架腿的支杆（拇指紧贴伸缩腿的顶面），右手旋松该架腿的伸缩腿止滑钮，然后右手压在伸缩腿顶面上、左手拉动支杆使支杆降低（或升高）到三脚架架头顶面水平，然后，左手控制并保持该架腿支杆与伸缩腿间位置不变（左手拇指紧贴伸缩腿的顶面以保证伸缩腿不在双支杆间滑动）、右手钮紧伸缩腿止滑钮，这个动作称为“顶平”。用双手分别按一下3个架腿的双支杆，观察一下3个架腿的伸缩腿是否已经被各自的伸缩腿止滑钮固紧以确保观测过程中三脚架的稳固，防止三脚架摔倒并摔坏水准仪，这个动作称为“腰牢靠”。

（2） 连接水准仪　连接水准仪的基本要求是“连接可靠”。左手抓牢水准仪并将其放置在三脚架架头平面上（始终不松手），右手将水准仪的中心连接螺旋从三脚架架头下方穿过三脚架架头的中心孔旋入仪器基座底板的中心螺孔。用右手轻推仪器基座看仪器基座与三脚架架头上平面是否固联牢靠（不牢靠则须重新拧中心连接螺旋），确认无误后方可松开抓握水准仪的左手，至此，连接水准仪的工作结束。这个动作称为“连接可靠”。

（3） 粗平　粗平是指仪器的粗略整平。仪器的粗略整平是通过转动3个脚螺旋使照准部圆水准器的气泡居中来实现的。见图2-15，松开水准仪照准部（或水平）制动螺旋（牢记任何测量仪器在转动以前均必须先松开相应的制动螺旋，否则会损坏仪器）。转动照准部使望远镜视准轴的铅垂面垂直于脚螺旋A、B的连线，过圆水准器的零点假想一个与望远镜视准轴铅垂面平行的水准仪铅垂面，对向旋转A、B脚螺旋，使圆水准器气泡移到该假想水准仪铅垂面上（即通过圆水准器零点并垂直于这两个脚螺旋连线的方向上），见图2-15，气泡自1位置移到2位置，此时，水准仪照准部在这两个脚螺旋连线方向处于水平位置。然后，单独用第三个脚螺旋C使气泡居中（即气泡中心通过水准器零点），此时，水准仪照准部在垂直于A、B两个脚螺旋连线方向也处于了水平位置。这样，水准仪照准部就水平了，粗平工作结束。如仍有偏差则重复进行上述动作。粗平操作时必须记住三条要领，即先旋转两个脚螺旋然后旋转第三个脚螺旋；旋转两个脚螺旋时必须相对地转动（即旋转方向应相反）；气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致。

（4） 后尺测量

①粗瞄。松开水准仪照准部（或水平）制动螺旋，转动水准仪照准部，利用望远镜筒上的缺口和准星瞄准后视水准尺（三点成一面），拧紧照准部（或水平）制动螺旋。

②操作望远镜。a.视度调节。转动水准仪目镜上的屈光度调节筒，用眼通过目镜观察，可以看到水准仪的十字丝，当水准仪十字丝最黑、最清晰时即为你的最佳视度位置，至此，视度调节工作结束。视度调节实际上就是为你带上度数适合的眼镜，视力不同的人其最佳视度位置是不同的，也就是说一个眼近视的人调清了它认为看得最清晰的十字丝后，另一个眼不近视的人看此时的十字丝是不清晰的。一般测量仪器屈光度调节筒的调节范围是-5～+5个屈光度（相当于500度近视镜～500度老花镜间的范围）。这个动作简称为“调屈”。b.调焦。转动水准仪望远镜上的调焦螺旋，用眼通过目镜观察，使后视水准尺（后尺）呈像最清晰。这个动作称为“调焦”。c.精瞄。转动水准仪照准部（或水平）微动螺旋，使水准仪照准部在水平面内做缓慢的小幅转动，若微动螺旋转不动，则反向转动到适中位置，再松开水准仪照准部制动螺旋通过望远镜重新瞄准，瞄好后拧紧照准部制动螺旋，然后再转动水准仪照准部微动螺旋进行微调，使望远镜十字丝竖丝平分后视水准尺。d.观察与消除视差。视差是物体通过望远镜成像后未成像在设计成像面（十字丝刻划面）上的现象。观测时把眼睛在目镜处稍作上下移动，若水准标尺的像与十字丝间有相对的移动（读数有改变），则表示有视差存在，存在视差时是不可能得出准确读数的。消除视差的方法是再“调焦”，若仍然不行则“调屈”、“调焦”、…、“调屈”、“调焦”，直到望远镜中不再出现水准标尺的像和十字丝间有相对移动为止（水准标尺的像与十字丝在同一平面上）。

③精平。精平是使望远镜视准轴水平的工作。操作时慢慢转动望远镜的微倾螺旋，用眼从侧面观察管水准器气泡的移动，当管水准器气泡移动到中间位置时，将眼睛转向管水准器位于目镜端的气泡精细影像（抛物线）。观察圆孔（在目镜左侧圆水准器上方）可看到2个半抛物线［图2-16（a）］，继续缓慢转动望远镜微倾螺旋使2个半抛物线相接构成一个抛物线［图2-16（b）］。此时，望远镜视准轴就水平了，此时读出的横竖丝交点处的标尺读数即为式（2-3）或式（2-4）中的a。观察3秒钟，若构成的一个抛物线稳定（偏离量不超过半个抛物线宽度），此项工作结束；否则应继续缓慢调整抛物线直到抛物线满足观测读数要求为止。

④读数。在保证构成的一个抛物线稳定不动的情况下应连续读出中丝、上丝、下丝在后视水准标尺上的读数a、S_A、X_A，后尺测量结束。图2-17所示后视水准标尺上的读数a=2043mm、S_A=1941mm、X_A=2146mm。上、下丝读数S_A、X_A之差乘以100即为水准仪到后视水准标尺的大概水平距离D_A（精度1/100），即D_A≈|S_A-X_A|×100，将S_A=1941mm、X_A=2146mm代入可得水准仪到后视水准标尺的大概水平距离D_A为20.5m。D_A称为后视距离（简称后距）。

（5） 前尺测量

①粗瞄。松开水准仪照准部（或水平）制动螺旋，转动水准仪照准部，利用望远镜筒上的缺口和准星瞄准前视水准尺（三点成一面），拧紧照准部（或水平）制动螺旋。

②操作望远镜。先视度调节，再调焦，再精瞄，再观察与消除视差。动作同前尺测量。

③精平。动作同前尺测量。

④读数。动作同前尺测量。在保证管水准器构成的一个抛物线稳定不动的情况下应连续读出中丝、上丝、下丝在前视水准标尺上的读数b=4267mm、S_B=4205mm、X_B=4325mm（见图2-18，以塔尺为例），前尺测量结束。前尺上、下丝读数S_B、X_B之差乘以100即为水准仪到前视水准标尺的大概水平距离D_B=12.0m。D_B称为前视距离（简称前距）。

至此完成了一个测站上的高差测量工作。测站高差h_AB=a-b=-2.224m，测站路线长L_AB=D_A+D_B=32.5m。测站读数的准确性（不是测量的准确性）可通过式（2-7）、式（2-8）大致进行检验，即

　　（2-7）

　　（2-8）

b与（S_B+X_B）/2的较差以及a与（S_A+X_A）/2的较差一般不宜超过3mm。

利用微倾式水准仪进行水准测量的关键要领是“读数必调抛物线”。为防止在一个测站上发生错误而导致整个水准路线结果的错误，可在每个测站上对观测结果进行检核，方法有两次仪器高法和双面尺法。两次仪器高法是在每个测站上一次测得两转点间的高差后，改变一下水准仪的高度再次测量两转点间的高差，对一般水准测量当两次所得高差之差小于5mm时可认为合格并取其平均值作为该测站所得高差（否则应进行检查或重测）。双面尺法利用双面水准尺分别由黑面和红面读数得出的高差，扣除一对水准尺的常数差后，两个高差之差小于5mm时可认为合格（否则应进行检查或重测），水准仪在视线不动情况下对同一把尺的黑面和红面进行读数的读数差应等于该水准尺的尺常数（读数差与尺常数之差小于3mm时可认为合格，否则应进行检查或重测）。

2.2.3　测量数据处理的基本规则

任何测量数据均必须经过适当的数据处理后才会变得可靠与精确。“真值”只能无限逼近却无法确知，真值就是事物的本原、是唯一的、具有不可确知性（用X表示），观测值就是对事物进行测量的结果（可以有无数个，每次测量的观测结果用x_i表示）。事物的真值不可确知但可以测度，我们将特定观测条件下获得的最接近真值的值作为事物真值的替代品，这个值被称为“最或然值”或叫“最或是值”或叫“视在真值”，用“X'”或“”表示，观测条件不同获得的观测结果也不同，因此“最或然值”是有无穷多个的，“最或然值”的准确度决定于观测条件，“最或然值”可以视为“真值”。观测值与真值的较差Δ_i'称为真误差，由于真值不可确知，因此真误差也不可确知，真误差的表达式为X=x_i-Δ_i'，很显然，观测值减掉其包含的真误差就是真值。观测值与“最或然值”的较差Δ_i称为似误差（简称误差），其表达式为X'=x_i-Δ_i，同样很显然，观测值减掉其包含的误差就是“最或然值”。观测值包含误差，如果我们对观测值施加一个“修正值”也可以把它改造为“最或然值”，这个“修正值”测量上称为“改正数”，用v_i表示，其表达式为X'=x_i+v_i，因此，“改正数”就是对观测值施加的“修正值”，“改正数”与误差（似误差）是相反数（即v_i=-Δ_i）。观测条件决定“最或然值”的准确度，观测条件越优越、“最或然值”的准确度越高，观测者、量具（测量的工具）、频度（测量的次数）、观测环境构成“观测条件”，其中最关键的因素是“量具”和“频度”，量具精度越高、频度越高获得的“最或然值”的准确度就越高。

对一个量进行观测总会出现误差是不可避免的。观测误差按其性质的不同可分为系统误差和随机误差两类。系统误差是指误差的变化有明显的数学规律性、可以用确切的函数式进行表达的误差，应根据其变化规律在观测中采取相应措施予以消除。随机误差是指误差的变化没有明显的数学规律性、呈现一种随机波动、不能用确切的函数式进行表达、具有一定统计特征的误差。随机误差又可分两种，一种是误差的数学期望不为零的，称为“随机性系统误差”；另一种是误差的数学期望为零的，称为偶然误差。这两种随机误差经常同时发生，偶然误差可以通过多次观测取平均加以削弱。通常情况下，人们习惯将“随机性系统误差”归为“系统误差”，因此，将观测误差分为系统误差和偶然误差两类。另外，如果观测不认真还会出现观测错误，观测错误得到的观测值称为“错误观测值”，“错误观测值”是应舍弃的。“错误观测值”与“最或然值”的较差也被称为“粗差”。

当观测值中剔除了粗差观测值，排除了系统误差的影响，或者与偶然误差相比系统误差处于次要地位后，占主导地位的偶然误差就成了我们研究的主要对象。大量实验统计结果证明，偶然误差具有四个特性，即有界性——在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限度；聚集性——绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的次数多；对称性——绝对值相等的正误差与负误差出现的次数大致相等；抵偿性——当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值趋近于零。

观测值的误差大小可以用精度来衡量，所谓“精度”是指误差分布聚集或离散的程度。精度可以用中误差、相对误差、允许误差等不同的指标表示。中误差m的理论计算公式为m=±{［Δ'Δ'］/n}^1/2=±{∑（Δ_i'²）/n}^1/2，测量中，“［］”代表求和（即“［］”就是“∑”）。中误差m的实用计算公式为m=±{［V'V'］/（n-1）}^1/2=±{∑（V_i'²）/（n-1）}^1/2。m越大、精度越高。相对中误差K（或相对误差，它是中误差的绝对值|m|与观测值x的比值，通常用分子为1的分数表示），即K=|m|/x或K=|m|/X'，K值越小、精度越高。允许误差也称为极限误差、容许误差、限差，允许误差σ_M的表达式为σ_M=2m或σ_M=3m，测量上设定允许误差的目的是确定错误观测值，当某观测值的改正数|v_i|>σ_M时该观测值即为错误观测值。错误观测值应弃去或重测。

阐述观测值中误差与观测值函数中误差之间关系的定律称为误差传播定律。假设函数Z由x₁、x₂、x₃、x₄、…、x_n等n个自变量构成，其函数式为Z=f（x₁，x₂…，x_n），其中x₁、x₂、x₃、x₄、…、x_n是相互独立的观测值，其中误差分别为m_x1、m_x2、m_x3、m_x4、…、m_xn，则一般函数中误差的平方等于该函数对每个独立观测值所求的偏导数值与相应的独立观测值中误差的乘积的平方和，即。

观测条件完全相同的一系列观测称为等精度观测，测量仪器（或工具）精度等级一样、测量次数一样即可视之为等精度。等精度观测的最或然值X'就是观测值的算术平均值，，X'的中误差可表达为。

不等精度观测是指观测条件不同的一系列观测，各观测值x_i的权P_i为、m_i为观测值x_i的中误差、μ为定权系数（可为任意常数）。若对某量进行了n次非等精度观测，观测值分别为L₁、L₂、…、L_n，相应的权为P₁、P₂、…、P_n，则加权平均值x就是非等精度观测值的最或然值，即。加权平均值的中误差M可表达为，单位权中误差μ可表达为，加权平均值的中误差可进一步表达为。

2.2.4　附合水准路线内业计算

水准测量基准点的建造形式见图2-19。附合水准路线内业计算的目的是最大限度地消除水准测量观测值中的误差。见图2-20，图中A、B为已知水准点（高程分别为H_A、H_B），通过水准测量获得了各个测段的测段高差h_{i，（i+1）}、测段长D_{i，（i+1）}，因此，也就知道了各个测段的设站数n_{i，（i+1）}，要求计算出各未知点（1、2、3、4）的最或然高程H_i'。对每个测段来讲，通过水准测量可获得3个成果，即测段高差h、测段长D、测站数n。测段高差h是测段内每站高差的总和［见式（2-5）］，测段长D是测段内每站前距D_B和后距D_A的总和。附合水准路线计算过程如下。

（1） 计算路线高差总误差f_h

路线的观测高差h_AB为

　　（2-9）

路线的真高差h'_AB为

　　（2-10）

可得路线高差总误差f_h

　　（2-11）

f_h反映的是整个路线的总观测误差，其大小反映了测量成果的精度，其中很可能还包含错误。怎样才能知道有没有错误呢？因此，必须对总观测误差加上一个限制条件，即命令它不得超过一定的限度（测量称限差），若超过这个限度则认为观测过程有错误必须重新测量某个问题测段。测量中，为了防止错误、提高精度对任何测量过程都有限差要求。

水准测量路线总观测误差的限差F_h为

平地

　　（2-12）

山地

　　（2-13）

式中，L为附合水准路线（或闭合水准路线）的线路总长度L=∑D_{i，（i+1）}，在支水准路线上L为测段长，均以km为单位，L不足1km时取1km。N为线路总测站数。

a、b的取值可查国家规范或行业规范，水准测量等级越高、a、b值越小。当用S3级水准仪和单面水准尺进行普通水准测量时a=27、b=8。

若|f_h|≤|F_h|，说明测量合格、没有错误，可以继续进行计算。否则，应该返工有问题的测段，直到合格为止。

（2） 计算测段高差改正数v_{i，（i+1）}

f_h是路线上各个测段观测误差综合作用产生的，测段路线越长或测站数越多对f_h的影响越大，因此，其分摊的误差量也应该越大，故测段高差的改正数与测段路线长（或测站数）成正比，有

　　（2-14）

由于，通常情况下根据式（2-14）计算的v_{i，（i+1）}一般为非整除数，因此，必须对v_{i，（i+1）}进行凑整处理（凑整处理的原则是四舍六入、恰五配偶。比如1.5、1.6、2.4、2.5取位到整数的结果都是2）。v_{i，（i+1）}的取位应与水准测量高差观测值的取位相同，即水准测量高差观测值取位到mm则v_{i，（i+1）}也取位到mm。v_{i，（i+1）}凑整处理后会带来一个总观测误差分摊不完全的问题，因此，必须求出总观测误差分摊后的残余误差δ_Δ（或残余改正量δ_v），即

　　（2-15）

若根据式（2-15）计算出的δ_v=0则说明分摊完善，若δ_v≠0则需要进行二次分摊。

当δ_v≠0时δ_v的值通常都很小（数值在最小保留位数档，数目字远小于测段个数），二次分摊的原则是将δ_v拆单（拆成若干个1）；按照v_{i，（i+1）}由大到小的顺序依次分摊、直到全部分摊完毕为止。比如图2-20计算的δ_v=-3mm（说明欠3mm），则给最长的测段的高差改正数增加1mm、给第二长的测段的高差改正数增加1mm、给第三长的测段的高差改正数增加1mm、其余测段高差改正数不变。

这样，二次分摊后各测段的高差改正数就变成了v_{i，（i+1）}'，应再次校核一下

　　（2-16）

校核无误方可进行下一步计算。

（3） 计算测段高差最或然值h'_{i，（i+1）}

　　（2-17）

为了防止计算错误，应校核

　　（2-18）

若式（2-18）不满足，则说明前述计算有误。

（4） 计算各未知点最或然高程H_i'

　　（2-19）

从A点开始一直计算到B，求出H_B'。

为了防止计算错误，应校核

　　（2-20）

若式（2-20）不满足，则说明前述计算有误，应重新认真计算。

以上是按测段路线长D进行误差分摊和数据处理的。同样，我们也可按测站数n分摊误差、处理数据。按测站数分摊误差、处理数据时只需将前述计算中的D _{i，（i+1）}换成n _{i，（i+1）}、限差采用式（2-13）即可，其余不变。

2.2.5　闭合水准路线内业计算

闭合水准路线的计算方法与附合水准路线完全相同，只需将2.2.4中的B点当作A点即可［即式（2-10）、式（2-11）中H_B-H_A=0］，闭合水准路线实际上就是将附合水准路线中的B与A重合的结果（见图2-21）。

2.2.6　支水准路线内业计算

支水准路线必须进行往测和返测，假设某测段往测高差为h_{i，（i+1）}、返测高差为h_{（i+1）， i}，则当h_{i，（i+1）}+ h_{（i+1）， i}≤F_h时该测段观测合格；否则不合格。测段观测合格后，该测段高差最或然值h_{i，（i+1）}'=［h_{i，（i+1）}- h_{（i+1）， i}］/2，（i+1）点的最或然高程H'_i+1= H_i'+ h'_{i，（i+1）}。以此类推，支水准路线其他测段的处理方法相同。

2.2.7　附合水准路线内业计算算例

见图2-20。已知H_A=63.132m、H_B=83.905m、h_A1=6.710m、h₁₂=7.395m、h₂₃=-3.082m、h₃₄=5.441m、h_4B=4.216m、n_A1=37站、n₁₂=48站、n₂₃=56站、n₃₄=24站、n_4B=63站、F_h=±8N^1/2 （mm）。求各未知点（1、2、3、4）的最或然高程H_i'。计算过程如下。

（1） 计算路线高差总误差f_h

根据式（2-9），

根据式（2-10），h'_AB=H_B-H_A=20.773m

根据式（2-11），

根据式（2-13），F_h=±8N^1/2=±8×228^1/2=120.8mm

|f_h|≤|F_h|测量合格。

（2） 计算测段高差改正数v_{i，（i+1）}

根据式（2-14）可得，v_A1=15mm、v₁₂=20mm、v₂₃=23mm、v₃₄=10mm、v_4B=26mm

根据式（2-15），

计算结果说明多改正了1mm，应该让最大的测段改正数减少1mm。

处理余数1后的新改正数v'_{i，（i+1）}为

v'_A1=v_A1=15mm、v'₁₂=v₁₂=20mm、v'₂₃=v₂₃=23mm、v'₃₄=v₃₄=10mm、v'_4B=v_4B-1mm=26-1=25mm

经校核v'_{i，（i+1）}满足式（2-16），改正完善。

（3） 计算测段高差最或然值h'_{i，（i+1）}

根据式（2-17），h'_A1=6.725m、h'₁₂=7.415m、h'₂₃=-3.059m、h'₃₄=5.451m、h'_4B=4.241m

经校核h'_{i，（i+1）}满足式（2-18），计算无误。

（4） 计算各未知点最或然高程H'_i

根据式（2-19），H₁'=69.857m、H₂'=77.272m、H₃'=74.213m、H₄'=79.664m、H_B'=83.905m

经校核H_B=H_B'，计算无误，计算结束。

2.2.8　自动安平水准仪的使用

自动安平水准仪（图2-22）是借助于自动安平补偿器获得水平视线的一种水准仪。它的特点主要是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做相对移动，从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。自动安平补偿器按结构可分为活动物镜、活动十字丝和悬挂棱镜等多种。补偿装置都有一个“摆”，当望远镜视线略有倾斜时，补偿元件将产生摆动，为使“摆”的摆动能尽快地得到稳定，必须安装空气阻尼器或磁力阻尼器。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定，尤其在多风和气温变化大的地区作业更为显著。

自动安平水准仪的特点是不用水准管和微倾螺旋，只用圆水准器进行粗平，然后借助一种补偿器装置即可读出视线水平时的读数。为使仪器的视线恢复至水平位置，补偿器常采用两种工作机构设计，即自动补偿机构或自动安平机构。自动补偿机构原理见图2-23，望远镜倾斜时仪器内部的补偿器K使水平视线在望远镜分划板上所成的像点位置折向望远镜十字丝中心Z，从而使十字丝中心发出的光线在通过望远镜物镜中心后成为水平视线，即αf =sβ。自动安平机构原理见图2-24，视准轴稍有倾斜时仪器内部的补偿器使得望远镜十字丝中心Z自动移向水平视线位置，从而使望远镜视准轴与水平视线重合，从而可以读出视线水平时的读数。

由于自动安平水准仪无需进行精平，因此可大大缩短观测时间、简化操作，还可防止因观测者疏忽造成的粗差，并可在一定程度上减小仪器和水准尺下沉以及风力、温度、震动等外界条件对测量成果的影响。自动安平水准仪优点很多，现代各种精度的水准仪已普遍采用自动补偿装置。

自动安平水准仪的使用方法较微倾式水准仪简便。首先旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，完成仪器的粗平。然后用望远镜照准水准尺，即可用十字丝横丝读取水准尺读数，所得的就是水平视线读数。自动安平水准仪补偿器是有一定工作范围的（即能起补偿作用的范围），因此使用自动安平水准仪时要防止补偿器贴靠周围部件而不处于自由悬挂状态。有自动安平水准仪在目镜旁有按钮，可直接触动补偿器，读数前可轻按此按钮以检查补偿器是否处于正常工作状态，也可消除补偿器存在的轻微贴靠现象。如果每次触动按钮后水准尺读数变动后又能恢复原有读数则表示工作正常。如果仪器上没有这种检查按钮则可用脚螺旋使仪器竖轴在视线方向稍作倾斜，若读数不变则表示补偿器工作正常。由于要确保补偿器处于工作范围内，使用自动安平水准仪时应十分注意圆水准器气泡的居中。

2.2.9　跨河水准测量

跨河水准测量的现场布置见图2-25。测量过程主要有3步，即置水准仪于I₁先读本岸A点的尺读数、再读对岸B点的尺读数；保持望远镜的对光不变将水准仪迅速移至对岸I₂后先读对岸A点的尺读数、后读本岸B点的尺读数；取两次所得高差的平均值作为一测回值（河面宽度在200～400m时应进行两个测回的观测）。