隨著電子水準儀器的普及，使用者往往因為不了解其基本工作原理、性能，在工作過程中操作錯誤，保護不當。大大降低了電子水準儀器的真正工作效率。為了避免不必要的錯誤，本文對電子水準儀器的基本工作原理和日常操作過程中出現的問題進行細致論述，并結合具體工程項目行具體分析。

　　所有對高程進行測量的方法中，幾何水準測量法是最精密的測量方法，所以一直沿用至今。精密水準測量方面，六十年代初由德國大地測量學者創(chuàng)造的機車化水準測量法，七、八十年代前西德研制出機車化水準測量方法和測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)由平儀 Telamat 與主動水準標尺構成，2002年5月徠卡公司又向中國市場投放新型數字水準儀 DNA03。該儀器符合中國國家水準測量規(guī)范，功能齊全。

　　電子水準儀器的概述

　　電子水準儀又叫數字水準儀，由基座、水準器、單遠鏡及數據處理系統(tǒng)組成，電子水準儀是以自動安平水準儀為基礎，在望遠鏡光路中增加了分光鏡和探測器（CCD）。并采用條紋編碼標尺和圖像的處理電子系統(tǒng)而構成的光機電一體化的高科技產品。

　　數字水準儀俗稱電子水準儀，它匯集了融光機電技術、圖象處理技術、計算機技術，該儀器能夠自動采集數據和信息處理，實現了自動化水準測量。其特點：

　　①讀數客觀。不存在誤讀、誤記問題。

　　②精度高。實際觀測過程中，采用大量條碼分劃圖像經處理削弱了標尺分劃誤差的影響。

　　③速度快。由于省去了報數、聽記、現場計算等工序，與傳統(tǒng)儀器相比縮短了測量時間。

　　④效率高，只需照準、調焦和按鍵就可以自動觀測，減輕了勞動強度。

　　電子水準儀測量原理

　　與電子水準儀配套使用的水準尺為條形編碼尺，通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準儀中裝置有行陣傳感器，它可識別水準標尺上的條形編碼。電子水準儀攝入條形編碼后，經處理器轉變?yōu)橄鄳臄底郑谕ㄟ^信號轉換和數據化，在顯示屏上直接顯示中絲讀數和視距。

　　此儀器利用近代電子工程學原理由傳感器識別條形碼水準尺上的條形碼分畫，經信息轉換處理獲得觀測值，并以數字形式顯示在顯示窗口上或存儲在處理器內。儀器的結構如圖所示，儀器帶自動安平補償器，補償范圍為±12‘。與儀器配套的水準尺為條紋編碼尺——玻璃纖維塑料或鋼尺。水準標尺為雙面分畫三段折接式，每段長度為1.35m，標尺總長為4.05m，其分畫形式為條紋碼和厘米分畫。條紋碼分畫供電子水準儀觀測時電子掃描用，標尺另一面的厘米分畫可供光學水準儀觀測時使用。

　　觀測時，經自動調焦和自動整平后，水準尺條紋碼分畫影像映射到分光鏡上，并將它分為兩部分，一部分是可見光，通過十字絲和目鏡，供照準用；另一部分是紅外光射向探測器，并將望遠鏡接收到的光圖像信息轉換成電影像信號，并傳輸給信息處理器，與機內原有的關于水準尺的條紋碼本源信息進行相關處理，于是就得出水準尺上水平視線處的讀數。

　　使用電子水準儀測量既方便又準確，實現了水準測量自動化。近幾年來徠卡公司又推出了更精密的數字水準儀NA3000，其觀測精度更高。下圖是NA2002、NA3003的測量原理示意圖。

　　電子水準儀器的誤差源

　　光學和機械部件 數字水準儀是光學和電子部件相結合的產物，而光學、機械部件引起的誤差，又會因其與電子部件結合而表現出新的特征。

　　自動補償裝置 數字水準儀自動補償器誤差包括：補償器安平誤差、剩余補償誤差、遲滯影響和恒磁場中的狀態(tài)（地磁影響）等。

　　電子設備 數字水準儀是根據探測器（CCD）獲取的條碼影像進行光電轉換進行讀取測量的，特性決定了其在光線強弱變化、條碼標尺表面光照不均勻、觀測瞬間強光閃爍，外界氣流抖動等情況下，可能會降低標尺成像的對比度而引起誤差。

　　外界條件改變 數字水準儀與條碼標尺組成的測量系統(tǒng)是處在時刻變化的外界條件下進行工作的，外界條件的變化將引起儀器各部件產生誤差。這種影響常常表現為各部件且其組合的綜合影響。

　　3 電子水準儀器在 “2011 年青浦區(qū)二 、三等精密水準復測”項目中的應用為了進一步提高水準網精度，高效、可靠地提供測繪保障，并為研究上海地區(qū)地殼運動的變化提供高程依據，根據上海基礎測繪高程控制網 5 年更新周期要求，決定在2010 年開展全面水準點普查、水準網優(yōu)化、勘測選埋點的基礎上對全市一、二、三等水準網進行復測。表 1、表 2 為青浦區(qū)水準網復測的統(tǒng)計數據。