1、四等及等外水準測量水準測量國家水準測量依精度不同分為一、二、三、四等.一、二等水準測量是國家高程 限制的全面根底,三、四等水準測量直接為地形測圖和各種工程建設提供所必須 的高程限制.精度低于四等的水準測量稱為等外水準測量.本節闡述四等及等外 水準測量的布設形式、技術要求、選點埋石、外業施測和內業計算等有關內容. 一、水準路線的布設形式由水準原點或任一高程點出發進行水準測量所經過的路線稱為水準路線.水準路線每隔一定的距離需要埋設一個固定點,稱為水準點.水準測量的目的就是以高程點為起算點,沿選定的水準路線逐站測定各水準點的高程.根據水準點的情況和測量工作的實際需要, 水準路線可以布設成以下三種形

2、式.(1)附合水準路線：從一高程的水準點出發,進行水準測量,最后附合到另 一高程的水準點上.(2)閉合水準路線：從一高程的水準點出發,沿一條環形路線進行水準測量, 測定沿線上水準點的高程,最后又回到該水準點.(3)支水準路線：從一高程的水準點出發,沿一條水準路線測定沿線上其他 水準點的高程,最后不與任一高程點連測.為了提升成果的精度及其可靠性, 標準規定支水準路線必須進行往返觀測或單程雙轉點觀測,且應限制支水準路線 的長度.水準網二、四等及等外水準測量的主要技術要求各等水準測量對所使用的儀器類型、 水準路線長度、不符值或閉合差的限 差等都有相應的規定,其中四等及等外水準測量的主要技術要求如表

3、4-27所列. 三、水準路線選線和水準標石埋設(1)收集資料在確定水準路線布設形式之前,首先要收集已有的水準測量資料,包括水 準路線圖、水準點“點之記、成果表、技術總結等.而且還應到實地調查,確 定成果可否利用.(2)圖上初步選線在測區已有的地形圖上設計擬定的水準路線. 水準路線應盡量選設在地勢平 坦、土質堅實、施測方便的道路附近,盡量防止通過水灘、沙土、易塌陷易受雨 水沖刷的地區.選線的同時還應考慮水準點的埋設位置. 最后繪制一份水準路線 布設圖,圖上按一定比例繪出水準路線、水準點的位置,注明水準路線的等級、 水準點的編號.(3)實地選線在圖上設計的根底上到實地選線.根據實地的具體情況,如沿

4、線的實際坡 度、土質特征來修改圖上的設計路線, 確定最有利的水準路線.同時選定水準標 石埋設確實切地點.水準點應盡量埋設在土質堅實、便于保存、使用方便之處. 墻腳水準點一定要選設在永久性的建筑物或構筑物上.水準點的密度應滿足測量 任務的需要,且符合有關“標準的規定.(4)埋設標志水準點位置確定之后,按標準規定埋設水準標石 (如圖4-2) 0水準標石的中央嵌有瓷質和金屬標志,具式樣如圖4-38所示.埋石結束后,應詳細繪制水準點“點之記,以便使用時易于尋找.圖 4-39所 示為“點之記例如.水準點“點之記應與水準測量成果一起妥為保存, 一并 上交.四、四等及等外水準測量的外業觀測(一)觀測方法與記

5、錄格式(講法：畫一測站觀測圖,畫手簿表格,按觀測程序邊講邊填寫數字)四等及等外水準測量的觀測方法采用中絲讀數法.下面介紹使用雙面水準尺時在 一個測站上的觀測程序與記錄格式.四等及等外觀測程序：后一后一前一前、黑一紅一黑一紅(1)在測站上安置儀器,使圓水準器氣泡居中,照準后視尺黑面,用上、下視距絲讀數,記入記錄表格(表4-28)中(1)、(2)的位置.轉動微傾螺旋,使符號水準氣泡居中,用中 絲讀數,記入表中(3)的位置；(2)照準后視尺紅面,調整微傾螺旋,使符合水準氣泡居中,用中絲讀數,記入 表中(4)的位置；(3)照準前視尺黑面,用上、下視距絲讀數,記入表中(5)、(6)的位置,轉動微 傾螺旋

6、,使符合水準氣泡居中,用中絲讀數記入表格中(7)的位置；(4)照準前視尺紅面,調整微傾螺旋,使符合水準氣泡居中,用中絲讀數,記入 表中(8)的位置.以上觀測程序簡稱為“后一后一前一前、黑一紅一黑一紅.?國家水準測量標準?規定：當采用單面標尺進行觀測時,需采用兩次儀 器高觀測.四等和等外水準路線應盡量布設成附合或閉合路線,此時一般只需進行單 程觀測.假設布設成支水準路線,那么應進行往返觀測或單程雙轉法觀測.所謂單程雙轉法觀測,就是用四個尺墊；布置成左、右兩條路線,在每一測站上觀測完一 條路線后,重新整置儀器觀測另一路線.(二)測站上的計算與檢核表4-28中,第(1)至(8)欄是讀數的記錄局部,(

7、9)至(18)欄是計算檢核部 分.1 .視距局部的計算(1)后視距(9) : (9)= (1)-(2) X100(2)前視距(10) : (10)= (5)-(6) X 100(3)前后視距差(11): (11)= (9)-(10) 10(4)前后視距累積差(12) : (12)=前站的(12)+(11)2 .高差局部的計算與檢核(1) 后視黑紅面讀數之差(13):(13) =(3)+ K-(4)=(3)+(5000-213)-(4)(K05=4787)e.g.0=1400+(5000-213)-6187(2) 前視黑紅面讀數之差(14):(14)=(7)+K-(8)=(7)+(5000-31

8、3)-(8)(K06=46e.g.- 1=0567+(5000-313)-5255限差：四等3mm等外4mm規律：黑面讀數后三位減紅面讀數后三位,具值應為313 (的當K=4687時)或213 (當K=4787時,否那么,即為黑紅面讀數支差.e.g. (13): V 400-187=213 0=213-213(14): v 567 -255=312 -1=312-313(3)黑面所測高差(15) : (15)=(3)-(7)=1400-567=0833(4)紅面所測高差(16) : (16)=(4)-(8)=6187-5255=0932(5)黑紅面所測高差之差(17)/ 17)=(15)- (

9、16) 100=0833-(0932-100)=1=(13)-(14)=0-(-1)=1(較簡便)限差：四等5mm外6mm(6)高差中數(18): (18)=(15)+(16) 100/2=(0833+0932 -100)/2=0832.5(表4-28四等(等外)水準測量記錄手簿)(三)測段的計算與檢核所謂測段即相鄰兩水準點間的觀測路線.當每個測段觀測完畢后,應驗算 以下各項,以檢查本測段觀測、記錄與計算的正確性.1 .視距局部末站(12)= E(9) -E(10)總視距=三(9)+ E(10)2 .高差局部 (15) = E (3) - E (7) (16) = E(4) -E(8)3.高差

10、中數當測段的測站數為偶數時,該測段的高差中數可用下式進行檢核：!2h 中=匯(15)+三(16)/2= E(18)假設為奇數站,那么上式應為Eh 中=-(15)+(16) 100/2= E(18) 零點差：測站數應為偶數五、四等及等外水準測量的內業計算外業觀測成果通過檢核確認無誤后,可轉入內業計算.(一)水準路線閉合差的計算由于誤差的存在,水準測量的實測高差與其理論值往往不相符合,其差值稱為水準路線的閉合差.1 .附合水準路線高差閉合差的計算公式附合水準路線的始、終點間高差的理論值為(H終-H始),而實測值為各測站所測高差的總和三h測.于是附合水準路線高差閉合差為fh=Eh 測-(H 終-H

11、始尸 Eh 測-HB-HA2 .閉合水準路線高差閉合差的計算公式閉合水準路線始終點為同一個點,(H終-H始)=0.從而得到閉合水準路線 高差閉合差的計算公式為fh=Eh 測即為閉合路線觀測高差的總和.3 .支水準路線高差閉合差的計算公式由于往返測的方向相反,因此,從理論上來講,往測高差總和往與返 測高差的總和返符號相反,絕對值相等,它們的代數和等于零.那么支水準路 線往、返測高差閉合差的計算公式為fh= Z2h 往+!% 返閉合差計算出來之后,應與標準中規定的限差進行比擬(表 4-27) o當在限差 之內時,認為外業觀測精度合格,成果可用；否那么,應檢查原因,返工重測,直 至符合限差要求為止.

12、(二)水準路線閉合差的分配當|fh| |fh限|時,應對fh進行合理的分配.一般方法是按測站數成正比將閉合差反號分配到各測段高差中. 這是由于水準路 線的高差誤差大小與測站數有關, 測站數愈多,誤差積累也就愈大.在一般平坦 地區,同一級水準測量每千米的測站數根本相等, 因此,又可按路線的長度成正 比分配閉合差.設第i測段的改正數為vi ,根據上述方法那么有 式中：En為所有測段測站數總 和；ni為第i測段的測站數；ER為水準路線總長；R i為第i測段長度.將各測段的觀測高差h測加上改正數v之后,閉合差fh即被消除.即12 (h 測+v)- !2h 理=0或者Z2v=-fh以此檢核改正數計算的正確性.(三)水準點高程的計算消除閉合差之后,即可根據水準點的高程和改正后的高差逐一推算出 各水準點的高程.Hi=Hi-1+hi-1 i當推求至最后一個點時,應檢查