第三节三四等水准测量

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。

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。

南京工程技术学校理论课程教师教案本（20 —20 学年第学期）专业名称造价课程名称建筑工程测量授课教师学校南京工程高等职业学校授课主要内容或板书设计课间实验：四等水准路线测量一、目的和要求（1）熟练水准仪的操作，掌握四等闭合水准路线测量的观测、记录和计算方法。

（2）了解四等闭合水准测量的主要技术指标，掌握闭合差改正方法。

二、计划和设备（1）实验时数安排为4学时。

实验小组由4人组成，轮流分工为：1人操作仪器，1人记录，2人立水淮尺。

（2）实验设备为DS3水准仪，水准尺2支，尺垫2只，记录板一块。

三、方法和步骤1、了解四等水准测量方法四等水准测量是高程控制测量的常用方法，在每个测站上安置一次水准仪，采用视距测量方法保证仪器处于中间位置。

采用后后前前的观测顺序，进行测站检核。

除此以外，还有其他的一些检核。

2、闭合水准测量实习（1）从实习场地的已知水准点出发，选定一条闭合水准点路线；或从一个水准点出发至另一水准点，选定一条附合水准路线。

路线长度为200~400 m，设置8~12个测站，视线长度约为30 m左右。

立尺点可以选择有凸出点的固定地物或安放尺垫。

（2）安置水准仪时，可用步测使前、后视距相等。

在每一测站，按顺序进行观测：后视水准尺黑面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；前视水准尺黑面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺红面，精平，读中丝读数； 后视水准尺红面，精平，读中丝读数。

（3）记录者在记录表“四等水准测量记录”中每站读数结束，随即进行各项计算，并行各项检核，满足规定的限差要求后，才能搬站。

四等水准测量的技术要求规定如下表：（4）依次设站，用相同的方法进行观测，直至路线终点，计算路线高差闭合差。

按四等水准测量的规定，路线高差闭合差的容许值为,20mm L L 为路线总长（单位：km ）。

四、注意事项（1）四等水准测量比普通水淮测量有更严格的技术规定，要求达到较高的精度，其关键在于：前、后视距要相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反），望远镜不能重新调焦；水准尺应竖直，最好用附有圆水准器的水准尺。

三、四等水准测量施测方法、有关规定及注意事项1、一个测站上的观测顺序（1）瞄准后视尺黑面，读取上丝（1）、下丝读数（2）读取中丝读数（3）；（2）瞄准后视尺红面，读取中丝读数（4）；（3）瞄准前视尺黑面，读取上丝（5）、下丝读数（6）；中丝读数（7）。

（4）瞄准前视尺红面，令气泡重新准确符合，读取中丝读数（8）。

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

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）3、注意事项（1）四等水准测量比工程水准测量有更严格的技术规定，要求达到更高的精度，其关键在于：安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。

《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。

三、四等水准的测量方法三四等水准测量主要用于普通的铁路和公路建设，采用DS3级水准仪和双面水准尺进行，观测和计算方法如下：1、观测方法：四等水准测量，视线长度不超过100米。

每一测站，按下列顺序进行观测：（1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数（1）（2）（3）；（2）后视红面，读中丝（4）；（3）前视黑面，读下丝、上丝和中丝读数（5）（6）（7）；（4）前视红面，读中丝读数（8）。

以上观测顺序为后后前前，在后视和前视读数时，均先读黑面再读红面，黑面要读三丝读数，用于计算视线长度，红面只读中丝读数，括号内数字为读数顺序。

记录和计算格式见下表。

三等水准测量，视线长度不超过75米，观测顺序为后前前后，观测方法和记录计算格式同四等。

2、计算和检核；计算和检核算内容如下，见下表（一）测站上的计算和检核（1）视距计算；后视距离（9）=（1）-（2），前视距离（10）=（5）-（6）前后视距在表中以米为单位，即（下丝-上丝）*100前后视距差（11）=（9-（10）。

对于四等水准测量，前后视距差不超过5米，对于三等水准测量，不超过3米。

前后视距累积差（12）=本站的（11）+上站的（12）。

对于四等水准测量，前后视距累积差不超过10为米，三等不超过6米。

（二）、同一水准尺红黑面读数差的检核同一水准尺红、黑面读数差为：（13）=（3）+K-（4）（14）=（7）+K-（8）K为水准尺两面的常数差，一对水准尺的常数差分别为4.687和4.787。

对于四等水准测量两面的读数差不得超过3mm。

对于三等水准测量不得超过2mm。

（三）、高差的计算和检核按黑面读数和红面读数测得的高差分别为：（15）=（3）-（7）（16）=（4）-（8）两面的高差之差可按下式计算，±100为两尺常数K之差（17）=（15）-（16）±100=（13）-（14）对于四等水准测量，两面高差之并不大于5mm，三等不大于3mm。