水准仪分为四个等级,分别是精密水准仪DS05、DS1;普通水准仪DS3、DS10。这些等级的水准仪按照测量精度(每公里往返测高差中数的中误差)来区分。按照构造,水准仪可以分为竖孙微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪和数字水准仪。在工程测量中,DS3倾斜水准仪(或DS3自动水准仪)是最常用的类型。
水准仪主要由望远镜、水准尺和基座三部分组成,其功能是提供水平视线并允许从水准尺上读取高程数值。水准测量原理基于利用水平视线,通过水准尺来确定地面上两点之间的高差,从而计算出已知点的高程。
水准仪误差主要来源于仪器本身的残余误差以及水准尺的误差。残余误差是指即使经过校正,水准仪仍然存在的角度电阻。理论上,水平管轴应与对准轴平行,但实际上两轴线可能不平行,形成角度,这种误差随仪器到水准尺的距离增加而增大,属于系统误差。在观测时,若前后视距相等,可以减弱或消除此项误差的影响。
水准尺误差可能由于尺的标记不准确、尺长变化、尺身弯曲等原因造成。使用前必须对水准尺进行检验。长期使用可能导致尺底零位磨损或零位改变,这种情况下,可以在一个水平段内交替使用水准尺进行前后读数,或者测量出要消除的位置以进行校正。