本實用新型涉及測量技術領域，尤其是水準儀儀器高的測量。

背景技術：

水準儀是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。原理為根據(jù)水準測量原理測量地面點間高差。主要部件有望遠鏡、管水準器（或補償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和電子水準儀。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。

目前，電子水準儀的照準標尺和調(diào)焦仍需目視進行。人工調(diào)試后，標尺條碼一方面被成像在望遠鏡分化板上，供目視觀測，另一方面通過望遠鏡的分光鏡，又被成像在光電傳感器（又稱探測器）上，供電子讀數(shù)。由于各廠家標尺編碼的條碼圖案各不相同，因此條碼標尺一般不能互通使用。當使用傳統(tǒng)水準標尺進行測量時，電子水準儀也可以像普通自動安平水準儀一樣使用，不過這時的測量精度低于電子測量的精度，特別是精密電子水準儀，由于沒有光學測微器，當成普通自動安平水準儀使用時，其精度更低。

當前電子水準儀采用了原理上相差較大的三種自動電子讀數(shù)方法：1）相關法（徠卡NA3002/3003）2) 幾何法（蔡司DiNi10/20）3) 相位法（拓普康DL101C/102C）。它與傳統(tǒng)儀器相比有以下特點：

1)讀數(shù)客觀。不存在誤差、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。

2)精度高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員業(yè)也能進行高精度測量。

3)速度快。由于省去了報數(shù)、聽記、現(xiàn)場計算的時間以及人為出錯的重測數(shù)量，測量時間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。

4)效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)，減輕了勞動強度。視距還能自動記錄，檢核，處理并能輸入電子計算機進行后處理，可實線內(nèi)外業(yè)一體化。

確定地面點高程的測量工作，稱為高程測量。高程測量又是測量三項基本工作之一。根據(jù)使用儀器和施測方法的不同，高程測量可分為水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量。用水準儀測量高程，稱為水準測量，它是高程測量中最常用、最精密的方法。

水準測量的基本原理是利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。

目前，通常用高差法測量高程。若已知A點的高程，欲測定B點的高程，則在、兩點上豎立兩根尺子，并在、兩點之間安置一架可以得到水平視線的儀器。假設水準儀的水平視線在尺子上的位置讀數(shù)分別為尺（后視）讀數(shù)為，尺（前視）讀數(shù)為，則、兩點之間的高程差（簡稱高差）為

（1）

于是點的高程為

（2）

（3）

連續(xù)水準測量。在實際水準測量中，A、B 兩點間高差較大或相距較遠，安置一次水準儀不能測定兩點之間的高差。此時有必要沿A、B 的水準路線增設若干個必要的臨時立尺點，即轉點（用作傳遞高程）。根據(jù)水準測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安置水準儀來測定相鄰各點間高差，求和得到A、B 兩點間的高差值。

目前測量高程使用的高差法中，由于水準儀儀器高是未知的，每次測量兩點的高程差都必須在兩點之間架設水準儀以測量兩點的水準尺讀數(shù)，這樣測量效率受到了限制。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是如何精確地測量水準儀儀器高。

一種具有高精度儀器高測量功能的水準儀，包括水準儀，延展基座，測量尺和位移計，延展基座為水準儀基座的水平延伸體，延展基座上具有一豎直方向的穿孔尺套，測量尺從穿孔尺套中穿過，位移計一端安裝在測量尺頂端，另一端安裝在延展基座上，測量尺下端為基底。優(yōu)選地，位移計為磁致伸縮位移計。優(yōu)選地，測量尺的橫截面為矩形，測量尺上端安裝有圓水準器或管水準器，在穿孔尺套上安裝有兩軸向方向相互垂直且上下錯位的微調(diào)螺旋，微調(diào)螺旋內(nèi)部一端嵌套在測量尺豎直方向的凹槽內(nèi)。優(yōu)選地，水準儀為電子水準儀。優(yōu)選地，基底固定安裝在測量尺下端。優(yōu)選地，基底為圓柱形。優(yōu)選地，基底可拆卸更換。優(yōu)選地，測量尺為銦鋼尺。優(yōu)選地，測量尺的長度在1650-1800mm之間。本實用新型由于采用了以上技術方案，具有以下有益效果：利用水準儀自身圖像讀數(shù)功能讀取儀器高，測量精度很高且節(jié)省了大量成本；水準儀的高程是已知的，減少了該基準點上的高程測量步驟，測量效率翻倍；水準儀精平后，測量尺與延展基座和大地兩平面嚴格垂直，其次測量尺始終伸開與地面基準點緊密接觸，且磁致伸縮位移計的測量精度很高，共同保證了所測儀器高程的精度。

附圖說明

圖1是一種具有高精度儀器高測量功能的水準儀整體結構示意圖；

圖2是水準儀與測量尺連接部分結構示意圖；

圖3是測量尺凹槽結構示意圖；

圖4是微調(diào)螺旋、穿孔尺套、測量尺的連接結構示意圖；

圖中：1.水準儀，2.測量尺，3.磁致伸縮位移計，4.延展基座，5.圓柱形基底，6. 穿孔尺套，7.圓水準器，8.微調(diào)螺旋，9.凹槽。

具體實施方式

實施例1，如附圖1-4所示。

一種具有高精度儀器高測量功能的水準儀，包括水準儀，延展基座，測量尺和位移計，延展基座為水準儀基座的水平延伸體，延展基座上具有一豎直方向的穿孔尺套，測量尺從穿孔尺套中穿過，磁致伸縮位移計安裝在延展基座上，與水準儀通過有線方式相連，朝向測量尺的刻度面，測量尺下端為基底。

測量尺依靠自身重力，能夠保證測量尺底端與地面基準點時刻保持接觸，減少測量誤差，同時亦可實時監(jiān)測儀器高的微小變化。

優(yōu)選地，位移計為磁致伸縮位移計。磁致伸縮傳感器是采用“磁致伸縮原理”研制開發(fā)的高精度位移傳感器，采用非接觸測量方式，不會由于磨擦、磨損等原因造成傳感器的使用壽命降低。它良好的環(huán)境適應性、可靠性和穩(wěn)定性，使用極為方便，與導電橡膠、LVDT、電阻式位移傳感器等產(chǎn)品相比有明顯的優(yōu)勢。它的輸出信號是一個真正的絕對位置輸出，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，因此不必像其它位移傳感器一樣需要定期重標和維護；正是因為它的輸出信號為絕對數(shù)值，所以假使電源中斷重接也不會對數(shù)據(jù)接收構成問題，更無須重新歸回零位。選用磁致伸縮位移計的主要理由是，其量程可選50mm到8000mm，量程范圍合適本案選取1000mm左右即可，同時其精度可高達0.002％ ，折算成1000mm的測量誤差即是1000×0.002mm＝0.00125mm，對于一般儀器高測量精度足夠。優(yōu)選地，測量尺的橫截面為矩形，測量尺上端安裝有圓水準器或管水準器，在穿孔尺套上安裝有兩軸向方向相互垂直且上下錯位的微調(diào)螺旋，微調(diào)螺旋內(nèi)部一端嵌套在測量尺豎直方向的凹槽內(nèi)。該結構中，兩個微調(diào)螺旋在各自的調(diào)節(jié)方向上互不影響，且可以在各自方向上推拉測量尺，保證了測量尺能夠在兩個微調(diào)螺旋的調(diào)節(jié)下實現(xiàn)調(diào)平，同時保證了及時測量尺有微小形變，也能順利插入穿孔尺套進行調(diào)平。調(diào)平后測量尺是豎直的，便可準確讀取位移計讀數(shù)。優(yōu)選地，水準儀為電子水準儀。磁致伸縮位移計測量精度很高，適用于電子水準儀。

優(yōu)選地，基底固定安裝在測量尺下端。優(yōu)選地，基底為圓柱形。這是為了方便基底與地面基準點的接觸。優(yōu)選地，基底可拆卸更換。優(yōu)選地，測量尺為銦鋼尺。銦鋼尺結構穩(wěn)定，不容易發(fā)生形變。優(yōu)選地，測量尺的長度在1650-1800mm之間。此高度范圍符合測量時的人體工程學，方便使用。該水準儀使用方法：a.架設水準儀，伸開測量尺，使其底端接觸到地面基準；b.粗平；c.粗略瞄準、調(diào)焦、精確瞄準；d.精平；e.讀數(shù)；f.測取儀器高，記錄磁致伸縮位移計顯示的讀數(shù)，計算儀器高；g.高程測量原理與步驟，已知A點的高程，欲測定B點的高程，則在點上豎立水準尺，在點之間安置一架可以得到水平視線的水準儀，假設水準儀的水平視線在尺子上的位置讀數(shù)分別為尺讀數(shù)為，水準儀儀器高為h，于是點的高程為

之后轉動望遠鏡測量C尺讀數(shù)c，然后以B點或A點為已知點，再用高差法計算C點的高程，測完后再在D點安置水準儀，以此循環(huán)測量下去。