三、四等水准测量(教材)

三、四等水平丈量三、四等水平丈量所使用地水平仪,其精度应不低于DS3型地精度指标 .水准仪望远镜放大倍率应大于30 倍,切合水平器地水平管分划值为20’’/2mm.三、四等水平丈量地技术指标及观察要求拜见表 1.表 1三、四等水平丈量地技术指标及观察要求高差闭合差地限差前后视前后视黑红面黑红面水平测使用<mm ）视野长视野距离累所测高距离差念书差量等级仪器附合、闭往、返侧度 <m）高度积差差之差m m m合路线较差m m m三等S312L12K75三丝能2523读数S05 S1100四等DS320L20K100三丝能31035读数S05 S1150注：表中L 、 K 均表示路线长度,以 Km 为单位 .一、观察方法三、三、四等水平丈量主要采纳双面水平尺观察法,除各样限差有所差别外,观察方法迥然不同 .在每一测站上 ,第一部署仪器 ,如超限 ,则需挪动前视尺或水平仪,以知足要求 .而后按以下次序进行观察,并计入三 <四）等水平丈量手簿中 <表 2）.（1）读取后视尺黑面读数：下丝 <1）,上丝 <2）,中丝<3）.（2）读取前视尺黑面读数：中丝 <4）,下丝 <5）,上丝<6）.（3）读取前视尺红面读数：中丝 <7）.（4）读取后视尺红面读数：中丝 <8）.测得上述 8 个数据后 ,随即进行计算 ,假如切合规定要求 ,能够迁站持续施测；不然应从头观察 ,直至所测数据切合规定要求后 ,才能迁到下一站 .二、测站计算与校核测站上地计算有下边几项<表 2）.1.视距部分后距：(9>= [(1> －(2>]× 100<式中“ 100”为视距乘常数, 下同）前距： (10>= [(5> －(6>]× 100后、前视距差： (11>= (9> － (10> <绝对值不该超出2m）后、前视距离积累差：(12>= 本站地 (11> ＋前站地 (12> <绝对值不该超出5m）2.高差部分后视尺黑、红面读数差：(13> = K1 ＋(3>-(8>前视尺黑、红面读数差：(14> = K2 ＋(4>-(7><绝对值不该超出 2mm）<绝对值不该超出 2mm）上两式中地 K1 和 K2 分别为两水平尺地黑、红面地起点念书差,亦称尺常数或起点差 .表 2 观察所用双面<黑、红面）水平尺地尺常数为：K1=4.787m、K2=4.687m.尺常数地作用是检核黑、红面观察读数能否正确.黑面高差： (16>= (3> －(4>红面高差： (17>= (8> －(7>黑红面高差之差： (15>=(16>-[(17>± 0.100] = (13>－(14><绝对值不该超出3mm）由于两水平尺地红面开端读数相差 0.100m, 即 4.787m 与 4.687m 之差 , 所以 ,红面测得地实质高差应为 (17> ±0.100. 取“＋”或取“－”应依据后、前视尺地 K值来确立 .每一测站经过上述计算 , 切合限差要求后 , 才能计算高差中数： (18>= [(16>＋(17> ±0.100]/2, 作为该站测得地高差值 .表 2 为三等水平丈量手簿 , 括号内陆数字表示观察记录和计算校核地次序 .当整个水平路线丈量完成, 应逐页校核计算有无错误, 校核地方法是：先计算：Σ(3> 、Σ (4> 、Σ (7> 、Σ (8> 、Σ (9> 、Σ (10> 、Σ (16> 、Σ(17> 、Σ (18>.则：Σ (3> －Σ (4> =Σ (16>Σ(8> －Σ (7> =Σ(17>Σ(9> －Σ (10> = (12> 末站当测站总数为奇数时：[Σ(16> ＋<Σ(17> ± 0.100 ）]/2 = Σ(18>当测站总数为偶数时：[Σ(16> ＋<Σ(17>]/2 = Σ(18>水平路线总长度：L =Σ (9> ＋Σ (10>四等水平丈量一个测站地观察次序, 可采纳：后<黑）、后 <红）、前 <黑）、前 <红） . 即读取后视尺黑面读数后随即读红面读数 , 尔后对准前视尺 , 读取黑面及红面读数 , 测站记录计算与三等水平丈量完好同样 .三、成就整理三、四等水平丈量 , 一般布设单调水平路线<附合水平路线、闭合水平路线和支水平路线） , 外业成就经检查合格、高差闭合差切合表 1 地限差要求时 , 方可进行高差闭合差地调整和高程计算.闭合差地调整和高程计算与一般水平丈量方法同样, 它是把闭合差反符号,按与测段长度成正比率进行分派. 支水平路线进行往、返丈量, 取来回测高差地均匀值计算高程 .表 2测段：自 SB-3 时始：刻：末：测站点名编号SB-3 1至SA-4SA-4 2至X-6X-63至表 2三等水平丈量手簿三等水平丈量手簿至 SB-1日期：仪器型号：S3 2100338 时8 分天气：晴观察者：李晓明9 时 6 分呈像：清楚稳固记录者：张国立下丝下丝水平尺读数 (m>后尺前尺方向上丝上丝K+黑- 红及高差中数后视距 (m>前视距 (m>(mm>尺号黑色面红色面视距差 d累计差∑ d(1>(5>后-尺号(3>(8>(13>(2>(6>前-尺号(4>(7>(14>(18>(9>(10>后 - 前(16>(17>(15>(11>(12>K1 = 4.787K2 = 4.6871.6140.774后 1 1.384 6.17101.1560.326前 20.551 5.239-145.844.8后 - 前0.8330.93210.8325112.188 2.252后 2 1.934 6.622-11.682 1.758前 12.008 6.796-150.649.4后 - 前-0.074-0.1740-0.07401.22.21.9222.066后 1 1.726 6.51211.529 1.668前 2 1.866 6.554-1X-539.339.8后 - 前-0.14-0.0422-0.141 -0.5 1.72.041 2.220后 2 1.832 6.520-1X-5 1.622 1.790前 1 2.007 6.7931 4至41.943后 - 前-0.175-0.273-2-0.1740X-4-1.10.6∑ (18>=0.4435∑(9>=177.6后∑(3>= 6.876∑ (8>=25.825检核∑(10>=177.0前∑(4>= 6.432∑ (7>=25.382∑d =(12> 末=0.6后 - 前∑ (16>=0.444∑ (17>=0.443L =354.6[ ∑ (16>+ ∑ (17>]/2=0.4435=∑ (18>下边介绍一下 3 中丈量方式 <附合、闭合、支水平路线）地闭合差地调整和高程计算 .观点：进行水平丈量地路线称为水平路线. 依据测区实质状况和需要可部署成单调水平路线和水平网 .单调水平路线又分为闭合水平路线、附和水平路线和支水平路线三种形式.两条以上单调水平路线订交于某一待定水平点则称为水平网, 其订交点称为结点 , 在以下图中 , 水平点 5 即为结点 .当 A、B 两点地距离较远或许高差较大时 , 部署一次仪器不可以测得它们地高差 , 这时需要设置转点 . 在转点搁置尺垫即可 <注意在相邻两站观察过程中转点尺垫不准有任何地改动） , 每部署一次仪器称为一个测站 .BM2BM2BM33241115BM12123 23BM1BM1BM1BM4闭合水平路线附合水平路线支水平路线水平网1 闭合水平路线计算【例】：如下图 , 一闭合水平路线各段高差观察值及其长度均注于图中, 已知水平点 BM5地高程为 37.141m, 求 1、 2、 3 点高程 .9 m19mh 2.9-1 0 k L = - =1211. =.7 .4h =120 m1 5k m LBM52h 4L4=0k mm0.9.225=51.8+1.6k m= =+1L 338m3h 3现联合下表说明闭合水平路线高差闭合差调整与高程地计算方法和步骤.<1）计算路线闭合差 f h ：f hh 测 44mmfh 允40 Lmm 80mm可见f h f h 允 ,说明成就切合要求 .闭合水平路线高差闭合差调整与高程计算点号距离 高差观察值高差更正数更正后高差高程 已知点高程<km ） <m ） <m ）<m ） <m ）BM51.10- 1.999-0.012-2.01137.141135.1300.75- 1.420-0.008-1.428233.702H BM5= 37.1411.20+ 1.825-0.013+1.812335.514m0.95+ 1.638-0.011+1.627BM537.141Σ4.00+ 0.044-0.044<2）计算高差闭合差更正数 v i ：更正数 v i 与闭合差符号相反 , 且更正数 v i 数值总和与闭合差相等 .在同一水平路线上 , 一般可以为观察条件是同样地 , 所以可以为偏差地大小与路线地长度或许测站数成正比. 这样闭合差地调整方法是：按与距离或许测站数成正比率、反符号分派 . 则各段路线高差闭合差地更正数v i为：v fh L i或vfh n ii L i n式中 ,L 为水平路线地总长, L i为各测段距离；n 为水平路线测站数总和 , n i为各测段地测站数 .分派完后 ,一定知足v f h ,不然说明计算有误 ,应从头计算 .<3）计算更正后高差：高差观察值 + 高差更正数 ,即为更正后地高差 .<4）计算待测点高程：前一点高程 + 两点间更正后高差 , 即为最后各测点地高程 .2附合水平路线计算<1）计算路线高差闭合差 f h：f h h测（H-H）终始<2）、 <3）、 <4）与闭合路线同样 .3支水平路线计算<1）计算路线高差闭合差 f h：f h h往h返<2）计算高差值：取各测段来回测高差中数<来回测高差绝对值之和地均匀值）作为本测段地高差 , 符号过去测为准 .<3）计算各测点高程值：由开端点高程今后计算 , 即“前一点高程 + 两点间高差 = 后一点高程”。

三、四等水准测量三、四等水准测量所使用的水准仪，其精度应不低于DS 3型的精度指标。

水准仪望远镜放大倍率应大于30倍，符合水准器的水准管分划值为20’’/2mm 。

三、四等水准测量的技术指标及观测要求参见表1。

表1 三、四等水准测量的技术指标及观测要求注：表中L 、K 均表示路线长度，以Km 为单位。

一、 观测方法三、三、四等水准测量主要采用双面水准尺观测法，除各种限差有所区别外，观测方法大同小异。

在每一测站上，首先安置仪器，如超限，则需移动前视尺或水准仪，以满足要求。

然后按下列顺序进行观测，并计入三（四）等水准测量手簿中（表2）。

（1） 读取 视尺 面读数：下丝（1），上丝（2），中丝（3）。

（2） 读取 视尺 面读数：中丝（4），下丝（5），上丝（6）。

（3） 读取 视尺 面读数：中丝（7）。

（4） 读取 视尺 面读数：中丝（8）。

测得上述8个数据后，随即进行计算，如果符合规定要求，可以迁站继续施测；否则应重新观测，直至所测数据符合规定要求后，才能迁到下一站。

二、测站计算与校核测站上的计算有下面几项（表2）。

1.视距部分(9)= [(1)－(2)] × 100 （式中“100”为视距乘常数，下同）(10)= [(5)－(6)] × 100(11)= (9)－(10) （绝对值不应超过2m）(12)= 本站的(11)＋前站的(12)（绝对值不应超过5m）2.高差部分(13) = K1＋(3)-(8)（绝对值不应超过2mm）(14) = K2＋(4)-(7)（绝对值不应超过2mm）上两式中的K1和K2分别为两水准尺的黑、红面的起点读书差，亦称尺常数或起点差。

表2观测所用双面（黑、红面）水准尺的尺常数为：K1=4.787m、K2=4.687m。

尺常数的作用是检核黑、红面观测读数是否正确。

(16)= (3)－(4)(17)= (8)－(7)(15)=(16)-[(17)±0.100] = (13)－(14)（绝对值不应超过3mm）由于两水准尺的红面起始读数相差0.100m，即4.787m与4.687m之差，因此，红面测得的实际高差应为(17)±0.100。

三、四等水准测量控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进展高程控制测量。

小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。

一、三、四等水准测量(leveling)的技术要求1、高程系统：三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，假设测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。

2、布设形式：如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进展加密，那么多采用附合水准路线或支水准路线。

三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。

3、点位的埋设：其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为1—1．5km，山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。

4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。

二、三、四等水准测量的观测方法三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进展。

一般采用一对双面尺。

1、三等水准一个测站的观测步骤：〔后-前-前-后；黑-黑-红-红〕〔1〕照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为〔1〕、〔2〕、〔3〕。

〔2〕照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为〔4〕、〔5〕、〔6〕。

〔3〕照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为〔7〕〔4〕照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为〔8〕这四步观测，简称为“后一前一前一后(黑一黑一红一红)〞，这样的观测步骤可消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。

对于四等水准测量，标准允许采用“后一后一前一前〔黑一红一黑一红)〞的观测步骤。

2、一个测站的计算与检核：观测记录参看书本表7-11。

①视距的计算与检核后视距(9)=[(1)—(2)]X100m前视距(10)=[(4)—(5)]Xl00m 三等≯75m，四等≯l00m前、后视距差(11)=(9)—(10) 三等≯3m，四等≯5m前、后视距差累积(12)=本站(11)+上站(12) 三等≯6m，四等≯l0rn②水准尺读数的检核同一根水准尺黑面与红面中丝读数之差：前尺黑面与红面中丝读数之差13)=(6)十K—(7)后尺黑面与红面中丝读数之差(14)=(3)十K—(8) 三等≯2mm，四等≯3mm(上式中的K为红面尺的起点数，为4．687m或4．787m)③高差的计算与检核黑面测得的高差(15)=(3)—(6)红面测得的高差〔16)=(8)—(7)校核：黑、红面高差之差(17)=(15)—[(16)±0．100]或(17)=(14)—(13) 三等≯3mm，四等≯5mm高差的平均值〔18)= [〔15)+(16)±0．100]/2在测站上，当后尺红面起点为4．687m，前尺红面起点为4．787m时，取十0．100，反之，取—0．100。

中国中铁股份有限公司《高技能人才评价示范标准》系列培训教材工程测量工培训教材王洪章主编中铁三局2010年5月III目录第一章水准测量 (1)第一节地面点位的表示方法 (1)第二节普通水准测量 (5)第三节三、四等水准测量 (12)第四节一、二等水准测量 (16)第五节精密水准仪、电子水准仪 (20)第六节E XCEL软件测量内业数据处理 (35)第二章距离测量与直线定向 (43)第一节视距测量 (43)第二节光电测距 (44)第三节直线定向 (45)第三章全站仪 (49)第一节全站仪简介 (49)第二节全站仪的基本操作及功能 (50)第三节全站仪介绍 (52)第四章GPS测量技术 (61)第一节GPS的概述 (61)第二节GPS的组成 (61)第三节GPS坐标系统 (62)第四节GPS卫星定位原理 (66)第五章测量误差的基本知识 (68)第一节测量误差概述 (68)第二节评定精度的指标 (70)第三节误差传播定律 (72)第四节等精度直接观测平差 (75)第六章平面控制测量 (78)第一节控制测量概述 (78)第二节导线测量 (79)第三节卫星定位测量 (85)第七章地形测量 (92)第一节地形图基本知识 (92)第二节全站仪数字化测图技术 (95)第八章铁路工程测量 (98)第一节铁道工程概论 (98)第二节线路初测与定测 (105)第三节全站仪任意点坐标测设曲线 (114)- III第四节路基工程施工测量 (121)第五节无砟轨道施工控制测量 (132)第六节无砟轨道铺设的施工测量 (150)第七节桥梁控制测量 (155)第八节桥梁施工测量 (157)第九节桥梁变形监控 (163)第十节山岭隧道洞外控制测量 (168)第十一节山岭隧道洞内测量 (171)第九章城市轨道工程测量概述 (178)第一节城市轨道交通工程概述 (178)第二节城市轻轨控制测量 (182)第三节轻轨施工测量 (185)第四节地铁工程控制测量 (189)第五节地铁工程施工测量 (205)第六节地铁工程变形监测 (226)第十章测量方案编制 (242)第一节测量方案编制内容 (242)第二节测量方案编制过程 (243)第三节测量方案编制示例 (244)IV- V第一章水准测量第一节地面点位的表示方法一、地球的形状和大小1.水准面和水平面测量工作是在地球的自然表面进行的，而地球自然表面是不平坦和不规则的，有高达8 848．13m 的珠穆朗玛峰，也有深至11 022m的马里亚纳海沟，虽然它们高低起伏悬殊，但与地球的半径6371km 相比较，还是可以忽略不计的。

《建筑工程测量》三、四等水准测量小地区地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制；当水准测量作高程控制时，因困难大或无法施用时，这时可考虑采用三角高程测量。

一.三、四等水准测量的施测仪器三、四等水准路线用于建立小区域首级控制网和工程施工高程控制网。

水准观测的主要技术要求见表1，仪器等级采用DS3级水准仪，水准尺不同于普通水准尺，它是双面水准尺，每次观测使用两把尺子，称为一对，每根水准尺一面为红色，另一面为黑色。

一对水准尺的黑面尺底刻划均为零，而红面尺一根尺底刻划为4.687 m，另一根尺底刻划为4.787 m，这一数值用k表示，称为同一水准尺红、黑面常数。

下面以四等水准测量为例，介绍用双面水准尺法在一个测站的观测程序、记录与计算。

表1 水准测量主要技术要求等级水准仪的型号视线长度/m前后视较差/m前后视距累计差/m视线离地面最低高度/m黑、红面读数较差/mm黑红面所测高差较差/mm三等DS1100360.3 1.0 1.5DS375360.3 2.0 3.0四等DS31005100.2 3.0 5.0二.三、四等水准测量的观测方法与记录四等水准测量每站的观测顺序和记录见表2，括号中数字1~8号代表观测记录顺序（蓝色底纹），9~18号为计算的顺序与记录位置（棕粉色底纹）。

观测步骤为:(1)照准后视水准尺黑面，读取下、上、中三丝读数。

(2)转动水准仪，照准前视水准尺黑面读取中丝读数，下、上、中三丝读数。

(3)将水准尺转为红面，前视水准尺红面，读取中丝读数。

(4)转动水准仪，照准后视水准尺红面，读取中丝读数。

这样的观测顺序简称为“后—前—前—后”或“黑—黑—红—红”。

表2 四等水准测量记录表时间:××年××月××日天气:晴成像:清晰仪器及编号:DS××××观测者:×××记录者:×××测站编号点号后尺下丝前尺下丝方向及尺号标尺读数/m黑+K-红/mm高差中数/m备注上丝上丝黑面红面后视距/m前视距/m视距差d/m∑d/m1BN114后K01 3 8 1318K01:4687K02:4787 TP125前K026714910后-前1516171112BM1 1.8910.758后K01 1.708 6.3950+1.1340TP1 1.5250.390前K020.574 5.361036.636.8后-前+1.134+1.0340-0.2-0.2TP1 2.7460.867后K02 2.5307.319-2+1.8850TP2 2.3130.425前K010.646 5.333043.3-44.2后-前+1.884+1.986-2-0.9-1.1三.三、四等水准测量的计算与检核1.测站上的计算与检核A.视距计算：根据视线水平时的视距原理(下丝-上丝)×100计算前、后视距离。

国家三四等水准测量规范第一章：引言引言部分可以简单介绍水准测量的重要性，以及本规范的编写目的和依据。

可以说明国家三四等水准测量规范的重要性和作用，展示本规范的组织结构和编写依据。

第二章：术语和定义这一部分应该包括本规范中所用术语的定义和解释，以确保在整个规范中使用的术语具有一致的理解。

第三章：测量基准介绍测量基准的选择原则和具体方法，如何根据实际测量要求选择适当的测量基准，并简要说明测量基准的重要性。

第四章：测量仪器和设备介绍三四等水准测量中常用的仪器和设备，包括水准仪、三角架、测量杆等，对这些仪器和设备的选择、校准和使用方法进行详细的说明。

第五章：测量方法详细介绍国家三四等水准测量的具体方法和步骤，包括测量前的准备工作、实际测量的步骤和技术要点等，以及在实际测量过程中可能会遇到的问题和解决方法。

第六章：测量数据处理介绍三四等水准测量后的数据处理方法，包括数据的录入、计算、校核和整理等，以确保获得准确可靠的测量结果。

第七章：测量精度和误差控制介绍测量精度的概念和计算方法，以及在测量过程中可能产生的误差和如何进行控制，确保测量结果的准确性和可靠性。

第八章：报告和资料归档介绍国家三四等水准测量后的报告编写和资料归档方法，包括报告的格式和内容要求，以及资料的归档保存期限和管理方法。

第九章：质量控制和验收介绍国家三四等水准测量过程中的质量控制要求和验收标准，确保测量工作符合相关规范和标准，以及获得持续可靠的测量结果。

第十章：安全保障和环境保护介绍三四等水准测量过程中的安全保障和环境保护要求，确保测量工作的安全可靠，并保护周围的环境资源。

第十一章：附则介绍国家三四等水准测量中的其他相关要求，包括相关法律法规的遵守、规范的修订和更新等内容。

第十二章：附录在本章节中可以列举一些相关的标准、规定、示例和案例等内容，以帮助读者更好的理解和应用国家三四等水准测量规范。

第十三章：总结在总结部分可以简要概括全文的主要内容和核心要点，强调三四等水准测量规范的重要性和有效性，以及未来的发展方向和应用前景。