三四等水准测量

三等、四等⽔准测量（教程）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。

国家三、四等水准测量规范
1、简介
国家三、四等水准测量规范的主要内容是针对汇总、国家三、四等水准测量控制测量标准以及其他相关事项的规定。

本规范适用于新绘制或改绘自然科学类及利用水准测量技术支持的工程项目的测量。

2、术语
(1) 水准测量: 指在平地或高程较低的陡坡上对水准线以及高程点进行测量、校准和绘制。

(2) 机械控制水准测量: 指利用水准仪或经纬仪进行水准测量，包括基础控制测量、联网控制测量、控制测量和大地平差。

(3) 国家三等水准测量: 国家三等水准测量是国家规定的一种普通水准测量，它的目的是为了满足一般水下测量的要求，它的准确度要求较低。

3、权限
任何取得国家三、四等水准测量许可的机构或者从业人员，都可以从事国家三、四等水准测量活动。

4、设备
国家三等水准测量可以使用机械控制水准仪，它的准确度达到1：5000。

国家四等水准测量则可以使用激光投影水准仪，其准确度可达到1：10 000。

5、测量程序
(1) 测量预备工作: 首先要完成作业方案的编制以及相关设备的准备及检查工作，以及对特殊情况的考虑，以确保测量质量。

(2) 测量实施: 按照作业方案要求检查设备，校核照明条件和测量精度，依次进行机械控制、联网控制、控制测量和大地平差等流程，完成测量任务。

(3)后续处理:将测量结果进行核对，绘制及提交水准测量报告。

6、误差控制
测量过程中的各项精度和误差均按照规定的水准精度进行检查和确认，异常应及时报告以便采取处理措施，以保证作业质量。

三、四等水准测量控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。

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，若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；如果进行加密，则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行。

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，规范允许采用“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。

三、四等水准测量施测方法及有关规定1、一个测站上的观测顺序（1）瞄准后视尺黑面，读取下丝、上丝读数；（2）瞄准后视尺红面，读取中丝读数；（3）瞄准前视尺黑面，读取下丝、上丝读数；（4）瞄准前视尺红面，令气泡重新准确符合，读取中丝读数。

以上四等水准每站观测顺序简称为后（黑）——后（红）——前（黑）——前（红）。

对于三等水准测量，应按后（黑）——前（黑）——前（红）——后（红）的顺序进行观测。

2、测站上的计算及校核（1）视距部分后距＝［（1）项—（2）项］×100，记入第（9）项；前距＝［（5）项—（6）项］×100，记入第（10）项；后、前距差d＝（9）项—（10）项，记人第（11）项；后、前距差累积值∑d＝本站（11）+前站（12），记入第（12）项。

四等水准测量记录（2）高差部分四等水准测量采用双面水准尺，因此应根据红、黑面读数进行下列校核计算： A、理论上讲，同一把水准尺的黑面读数十K值减去红面读数应为零。

即：后视尺（3）项+K—（4）项＝（13）项；前视尺（7）项+K—（8）项＝（14）项；其中K为水准尺红、黑面起始读数的差值，系一常数值。

在本例中47号尺的K＝4.787米；46号尺的K＝4.687米。

由于测量有误差，（13）项和（14）项往往不为零，但其不符值不得超过±3毫米（三等水准不得超过±2毫米）。

B、理论上讲，用黑面尺测得的高差与用红面尺测得的高差应相等。

（3）项—（7）项＝（15）项（黑面尺高差）；（4）项—（8）项＝（16）项（红面尺高差）。

因为两把尺的红面起始读数各为4.787米和4.687米，两者相差0.1米，所以理论上在（16）项上加或减去0.1米之后与（15）项之差应为零，但由于测量有误差，往往不为零，其不符值不得超过±5毫米（三等水准不得超过±3毫米），并记入第（17）项。

（17）项＝（15）项—［（16）项±0.1米］表中第（17）项除了检查用黑、红面测得的高差是否合乎要求外，同时也用作检查计算是否有误，这是因为：（17）项＝（15）项—［（16）项±0.1米］＝（13）项—（14）项当以上计算合格后，再按下式计算出高差中数：高差中数（18）项＝（（15）项+（16）项±0.1米）。

三、四等水准测量控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。

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、2一般布设成闭合环3能长久保存标志和便5km，山岭重丘区可根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行。

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）（黑一黑一红一红)”，对于红一黑一红)2①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)后尺黑面与红面中丝读数之差≯(③±0．100]或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。

3、每页计算校核①高差部分在每页上，后视红、黑面读数总和与前视红、黑面读数总和之差，应等于红、黑面高差之和。

对于测站数为偶数的页：2[(3)+(8)]—2[(6)+(7)]=∑对于测站数为奇数的页：∑100②∑(12)，水准路线4三、四等水准测量的闭合路线或附合路线的成果整理，首先其高差闭合差应满足表7-10 的要求。

《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。

一、观测方法三四等水准测量仍采用DS3水准仪，水准尺可用双面尺，观测程序可简述为后前前后，即在每个测站上的观测顺序为：1，后视黑面，依次读取下丝、上丝和中丝读数；2，前视黑面，依次读取下丝、上丝和中丝读数；3，前视红面，读取中丝读数；4，后视红面，读取中丝读数。

三、四等水准测量的观测和计算次序（表1）K 为水准尺常数，即尺底红面分划读数四等水准测量观测顺序也可以采用后后前钱，四等水准测量还可采用单面尺进行观测，其观测顺序为后—前—变更仪器高—前—后 二、计算与检核的方法1，三等和四等水准测量的技术要求 四等水准测量的主要技术指标（表2）2、计算与检核（1）视距计算后视距离：（9）=[(1)-（2）]X100前视距离：(10)=[(4)-(5)]X100前、后视距差：（11）=（9）-（10）前、后视距差（11）之值应符合表2中之规定前、后视距累积差：（12）=前一站的（12）+本站的（11）（12）之值应符合表2中前、后视距累积差的限差要求。

（2）高差计算①同一水准差红面、黑面中丝读数的校核红、黑面中丝读数差按下式计算：前尺：（13）=（6）+K 前-（7） 后尺：（14）=（3）+K 后-(8)其中：K 前、K 后为水准尺红、黑面的常数差，分别为和。

（13）、（14）之值应符合表2中红、黑面读数差限差的要求。

②计算黑面、红面的高差黑面： （15）=（3）-（6） 红面： (16)=(8)-(7)由于两尺的红面常数差K 分别为和，因此(16)±后才是红面测得的高差。

若后尺为,前尺为，应取“+“号，反之，后尺为，前尺为，则应取”-“号。

校核：(17)=(15)-(16)±=(14)-(13)(17)之值应符合表2中红、黑面所测高差之差的限差要求。

③计算平均高差平均高差：(18)=21[(15)+(16)±]=(15)- 21(17)=(16)±+(17) (3)测段的最终校核 ①高差部分∑[(3)+(8)]- ∑[(6)+(7)]= ∑(15)+(16)]=2∑(18)(±其中，括号中的±在测站数为奇数的情况下才需要。