2.1 水准测量原理

水准测量的原理是：利用水准仪的水平视线，在已知高程点和未知高程点上竖立水准尺并读取读数来测定两点的高差，从而由已知点的高程推算出未知点的高程。如图2.1所示，已知A点的高程为HA，只要能测出A点至B点的高程之差(hAB)，则B点的高程HB就可用式(2.1)计算求得。

由此可知，要测量B点的高程，除需要有已知高程A点外，关键是如何测出A, B两点之间的高差hAB。用水准测量方法测定高差hAB的原理是：如图2.1所示，在A, B两点上竖立水准尺，并在A, B两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器即水准仪，利用水准仪提供的水平视线在A, B 尺上分别截取读数为 a, b，则 A, B 两点之间的高差hAB为：

图2.1 水准测量原理示意图

测量时，a, b的值是水准仪瞄准水准尺时的读数，因为A点是已知高程点，通常称读数a为“后视读数”，读数b为“前视读数”。即：

hAB=后视读数-前视读数

高差hAB具有方向性，其值可正可负。由式(2.2)知，当a>b时，hAB值为正，这种情况是B点高于A点，地形为上坡；当a<b时，hAB值为负，即B点低于A点，地形为下坡。但无论hAB为正或为负，式(2.2)始终成立。为了避免计算中发生正负符号的错误，在书写高差hAB符号时，必须注意h下面的大写脚标AB，前面的字母代表已知点的点号，也就是说hAB表示由已知高程A点推算至未知高程B点的高差。

当安置一次仪器要求测算出较多点的高程时，为了方便起见，可先求出水准仪的视线高，然后再分别计算出各点高程，从图2.1中可以看出：

当两点相距较远或高差太大时，就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。为测A, B点高差，在AB线路上增加1,2,3,4, …, n中间点，将AB高差分成若干个水准测站。其中间点仅起传递高程的作用，称为转点TP(ZD)。转点无固定标志，无需算出高程。如图2.2所示，各个测站的高差为h1, h2, …, hn，即：

图2.2 连续多次安置仪器测两点高差

B点的高程为：