第三节　普通水准测量

一、水准点

水准点是用水准测量的方法求得其高程的地面标志点。为了将水准测量成果加以固定，必须在地面上设置水准点。水准点可根据需要，设置成永久性水准点和临时性水准点。永久性水准点可造标埋石，如图2-11（a）所示，临时性水准点可用地表突出的岩石或建筑物基石，也可用木桩作为其标志，如图2-11（b）所示，桩顶打一小钉且用红油漆圈点。通常以“BM”代表水准点，并编号注记于桩点上，如BM1、BM2等。为了便于寻找和使用，可在其周围醒目处予以标记，或在桩上固定一明显标志，这些标记和标志称“点之记”，并绘出草图。

二、水准测量的实施

水准测量是按一定的水准路线进行的，现以图2-12为例来说明测定两点间高差，并已知一点高程，求算另一点高程的一般方法。

当两点间距离较远或高差过大时，则需要将两点之间分成若干测段，逐段安置仪器，依次测得各段高差，然后计算两点间的高差。如图2-12所示，在A、B两点间依次设三个点，安置四次仪器，即设四个测站，每一测站可读取后、前视读数，得各段高差为：

h1＝a1－b1

h2＝a2－b2

h3＝a3－b3

h4＝a4－b4

由图可知，两点间的高差为四个测段高差之和，即

在实际作业中，应按一定的记录格式随测、随记、随算。以图2-12为例，开始将水准仪安置在已知点A及第一点TP1之间，测得a1＝1.652m及b1＝0.550m，分别记入表2-1中第一测站的后视读数及前视读数栏内，算得高差h1＝＋1.102m，记入高差栏内。水准仪搬至Ⅱ站，A点上的水准尺由持尺者向前选择第二点TP2，在其上立尺，后视TP1，前视TP2尺，将测得的后、前视读数及算得高差记入第二测站的相应各栏中。然后又将仪器搬至Ⅲ、Ⅳ测站继续观测。所有观测值和计算见表2-1，其中计算校核中算出的∑h－∑a－∑b相等，表明计算无误，如不等则计算有错。这种检核可发现计算中的错误，并及时予以纠正，但不能提高观测精度。

从观测过程与表2-1可知，A点高程是通过在地面上临时选择的TP1、TP2、TP3传到B点的，这些点称为转点，它起传递高程的作用，一个转点既作上一测站的前视点，又是下一测站的后视点，才能起到传递高程的作用。因此，测量过程中转点位置的任何变动，都会直接影响B点的高程，这就要求转点应选择在坚实的地面上，并将尺垫置稳踩实，还要注意不能有任何意外的变动。

三、水准测量的校核方法和精度要求

在水准测量中，测得的高差总是不可避免地存在误差。为了使测量成果不存在错误及符合精度要求，必须采取相应的措施进行校核。

（一）测站校核

1.改变仪器高法（适用于单面水准尺）

即在每个测站上，测出两点间高差后，重新安置（升高或降低仪器10cm以上）再测一次，两次测得高差的差值应在允许范围内。对于城市和工程测量中的水准测量，两次高差不符值的绝对值最大不超过5mm，否则应重测。

2.两台仪器同时观测

此法同样适用于单面尺，两台仪器所测相同两点间的高差不符值也不得超过5mm。

3.双面尺法

采用红、黑两面尺观测，由于同一根尺两面注记相差一个常数，这样在一个测站上对每个测点既读取黑面读数，又读取红面读数，据此校核红、黑面读数之差。由红、黑面测得高差之差也应在5mm内。采用双面尺法不必改变仪器高，也不必用两台仪器同时观测，从而节约了时间，提高了工效。

测站校核可以校核本测站的测量成果是否符合要求，但整个路线测量成果是否符合要求，甚至有错，则不能判定。例如，假设迁站后，转点位置发生移动，这时测站成果虽符合要求，但整个路线测量成果都存在差错，因此，还需要进行路线校核。

（二）路线校核

水准测量的路线有多种形式，单一水准路线便于施测和平差计算，故常可以布设成下列三种形式。

1.闭合水准路线

从一已知的水准点开始，沿一条闭合的路线进行水准测量，最后又回到该起点，称为闭合水准路线。如图2-13所示，设水准点BM1的高程为已知，由该点开始依次测定相邻两点间高差h1、h2、h3、h4与BM1点组成闭合水准路线。这时高差总和在理论上应等于零，即：∑h理＝0。但由于测量含有误差，往往∑h测≠0而存在高差闭合差fh，即

高差闭合差fh的大小反映了测量成果的质量，闭合差的允许值fh允视水准测量的等级不同而异，等外水准测量最大允许闭合差为

若｜fh｜＞｜fh允｜，说明测量成果不符合要求，应当返工重测。

2.附合水准路线

由一已知的水准点开始，又附合到另一个已知水准点的水准路线，称为附合水准路线。如图2-14所示，设BM1点的高程H始、BM2点的高程H终均为已知，现从BM1点开始，依次测出h1、h2、h3和h4的高差值，最后附合到BM2点上，组成附合水准路线。这时测得的高差总和∑h测应等于两水准点的已知高差（H终－H始）。实际上，两者往往不相等，其差值fh即为高差闭合差

高差闭合差的允许值与式（2-7）相同。

3.支水准路线

如图2-15所示，从已知水准点BM1开始，既不附合到另一水准点，也不闭合到原水准点的水准路线，称为支水准路线。但为了校核，除测出h1、h2和h3外，还应从3点经2、1点返测回到BM1。这时往测和返测的高差的绝对值应相等，符号相反，实际上形成了一闭合水准路线。如往返测得高差的代数和不等于零，即为闭合差

高差闭合差的允许值仍按式（2-7）计算，但路线长度或测站数以单程计。