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第三节 普通水准测量


1.S3型水准仪的操作步骤
在安置仪器之前，应选择合适的地点放好仪器的三脚架，其位置应位于两标尺中间。高度适在中，架头大致水平，上架后的仪器要立即用中心螺丝固定于三脚架上，脚架要踩实。
用水准仪进行水准测量的操作程序如下：粗平-瞄准-精平-读数：
（1）粗平
转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，称为粗平。
（2）瞄准
松开制动螺旋，先用望远镜的外瞄准具瞄准水准尺，制动照准部，调焦使水准尺成像清晰，调目镜使十字丝清晰，消除视差，该过程称粗略瞄准。在望远镜内找到水准尺像，再用微动螺旋使十字丝的竖丝与水准尺的一边棱重合，称为精确瞄准。
（3）精平
调节微倾螺旋，使水准管观察孔中的两半部分气泡精确吻合（配合图），此时望远镜的视准轴精平。
（4）读数
水准仪精平后，应立即用十字丝的中横丝在水准尺上读数。读数时先看估读的毫米数，然后以毫米为单位报出四位读数，如2.753米读成2753，这样读数可防止读、记及计算中的错误和不必要的误会。
特别注意：每次读数前，都必须使符合水准器气泡符合。


2.地面上两水准点间高差的测定
A.水准点位
水准点是水准高程的标志，水准点有永久和临时点两类，永久性水准点用混凝土制成标石，标石顶部嵌有半球形的金属标志，球形的顶面标志该点的高程。水准点标石应埋在地基稳固、便于长期保存又便于观测的地方。临时性水准点，一般用木桩打入地面，桩顶钉入顶部为半球形的铁钉。
B.两水准点间高差测定的基本方法：
当两水准点间的距离较近，可设站一次测定两点间的高差，此时水准尺应直接立于水准点上。当两水准点相距较远，需在两点间设若干站，分别测出各站的高差，各测站高差之和，即为两水准点AB间的高差hAB。
下面介绍一站水准测量的两次仪器高法和双面尺法。
（1）两次仪器高法
A.在两立尺点（可能是水准点，也可能是转点）上立水准尺。并在距两立尺点距离相等处安置水准仪，进行粗平工作；
B.照准后视尺，精平，读后视尺读数a，记入读数；
C.照准前视尺，精平，读前视尺读数b，记入读数；
D.高差计算：hAB＝a-b。
E.变动仪器高（升幅或降幅大于10厘米），粗平后重复（2）～（４）步。每站两次仪器高测得的高差互差不大于±5mm时，取其均值作该站测量的结果；大于5mm时称作超限，应重测。
（2）双面尺法
用双面尺法，可同时读取每一根水准尺的黑面和红面读数,不须改变仪器高度，能加快观测的速度。观测程序如下：
A.瞄准后视点水准尺黑面-精平-读数；
B.瞄准前视点水准尺黑面-精平-读数；
C.瞄准前视点水准尺红面-精平-读数；
D.瞄准后视点水准尺红面-精平-读数。
观测程序简述为“黑-黑-红-红”，或“后-前-前-后”。


3.记录
记录一定要在表格上进行,记录时要回报读数,以防听错,不准涂改。


4.水准测量的施测
A、单一水准路线的种类
1.附合水准路线：从一个已知高程的水准点起，沿一条路线进行水准测量，以测定另外一些水准点的高程，最后连测到另一个已知高程的水准点。
2.闭合水准路线：从一个已知高程的水准点出发，沿一条环形路线进行水准测量，测定沿线若干水准点的高程，最后又回到此水准点。
3.支水准路线：从一个已知高程的水准点出发，最后没有连测到已知高程的水准点。
B、水准网的形式
若干条单一水准路线相互连接构成网状，称为水准网。连接点称为结点。
附合水准网、独立水准网
C、水准测量的外业施测
1.普通水准测量
(1)第一测站：
将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，安置水准仪和前视点。圆水准气泡粗平，瞄准后视尺，精平，读数。旋转望远镜瞄准前视尺，精平读数。记录、计算高差。
(2)第二测站：
后尺和测站向前移动，前尺不动并转为第二测站的后尺，原后尺变为前尺，同第一站的方法一样继续向前观测。
D、三、四等水准测量
（1）观测要求与方法
表 国家三、四等水准测量的技术指标


等级

仪器类型

标准视线长度

后前视距 差

后前视距差 累 计

黑红面读数差

黑红面所测高差之差

检测间歇点高差之差

三等

S3

75m

3.0m

5.0m

2.0mm

3.0mm

3.0mm

四等

S3

100m

5.0m

10.0m

3.0mm

5.0mm

5.0mm

（2）每测站观测次序
三等：后-前-前-后
四等：后-后-前-前；也可：后-前-前-后
（3）内业计算
1.闭合差：观测值与重复观测值之差，或与已知数据的不符值，通常称为闭合差。
闭合差的消除：按距离或按测站数成正比地改正各段的观测高差。
2.水准路线的平差计算
设有一附合四等水准路线，其闭合差：fh=-20mm，路线总长度为4km。其计算见下表：
高 程 误 差 配 赋 表


点号

距离km
（或测站数）

高差中数（m）

改正数（mm）

改正后的高差（m）

改正后点之高程（m）

Ⅲ18

0.82

0.250

+4

+0.250

10.000

Ⅳ01

10.254

0.54

0.302

+3

+0.305

Ⅳ02

10.559

1.24

-0.472

+6

-0.466

Ⅳ03

10.093

1.40

-0.357

+7

-0.350

Ⅲ19

9.743

 

 

 

 

观测高差的改正数之和应与闭合差的符号相反。
高差改正之后应检查改正后高差的总和是否与理论值相等，相等则计算正确无误。然后顺序推算各点的高程。以最后一个已知点的高程作检查，以保证计算正确无误。