水准测量规范

⽔准测量规范
⽔准测量规范
⽔准测量
⽔准测量:
国家⽔准测量依精度不同分为⼀、⼆、三、四等。

⼀、⼆等⽔准测量是国家⾼程控制的全⾯基础，三、四等⽔准测量直接为地形测图和各种⼯程建设提供所必须的⾼程控制。

精度低于四等的⽔准测量称为等外⽔准测量。

本节阐述四等及等外⽔准测量的布设形式、技术要求、选点埋⽯、外业施测和内业计算等有关内容。

⼀、⽔准路线的布设形式
由⽔准原点或任⼀已知⾼程点出发进⾏⽔准测量所经过的路线称为⽔准路线。

⽔准路线每隔⼀定的距离需要埋设⼀个固定点，称为⽔准点。

⽔准测量的⽬的就是以已知⾼程点为起算点，沿选定的⽔准路线逐站测定各⽔准点的⾼程。

根据已知⽔准点的情况和测量⼯作的实际需要，⽔准路线可以布设成以下三种形式。

(1) 附合⽔准路线：从⼀已知⾼程的⽔准点出发，进⾏⽔准测量，最后附合到另⼀已知⾼程的⽔准点上。

(2) 闭合⽔准路线：从⼀已知⾼程的⽔准点出发，沿⼀条环形路线进⾏⽔准测量，测定沿线上⽔准点的⾼程，最后⼜回到该⽔准点。

(3) ⽀⽔准路线：从⼀已知⾼程的⽔准点出发，沿⼀条⽔准路线测定沿线上其他⽔准点的⾼程，最后不与任⼀已知⾼程点连测。

为了提⾼成果的精度及其可靠性，规范规定⽀⽔准路线必须进⾏往返观测或单程双转点观测，且应限制⽀⽔准路线的长度。

(4)⽔准⽹
⼆、四等及等外⽔准测量的主要技术要求
各等⽔准测量对所使⽤的仪器类型、⽔准路线长度、不符值或闭合差的限差等都有相应的规定，其中四等及等外⽔准测量的主要技术要求如表4-27所列。

三、⽔准路线选线和⽔准标⽯埋设
（1）收集资料
在确定⽔准路线布设形式之前，⾸先要收集已有的⽔准测量资料，包括⽔准路线图、⽔准点“点之记”、成果表、技术总结等。

⽽且还应到实地调查，确定已知成果可否利⽤。

（2）图上初步选线
在测区已有的地形图上设计拟定的⽔准路线。

⽔准路线应尽量选设在地势平坦、⼟质坚实、施测⽅便的道路附近，尽量避免通过⽔滩、沙⼟、易塌陷易受⾬⽔冲刷的地区。

选线的同时还应考虑⽔准点的埋设位置。

最后绘制⼀份⽔准路线布设图，图上按⼀定⽐例绘出⽔准路线、⽔准点的位置，注明⽔准路线的等级、⽔准点的编号。

（3）实地选线
在图上设计的基础上到实地选线。

根据实地的具体情况，如沿线的实际坡度、⼟质特征来修改图上的设计路线，确定最有利的⽔准路线。

同时选定⽔准标⽯埋设的确切地点。

⽔准点应尽量埋设在⼟质坚实、便于保存、使⽤⽅便之处。

墙脚⽔准点⼀定要选设在永久性的建筑物或构筑物上。

⽔准点的密度应满⾜测量任务的需要，且符合有关“规范”的规定。

（4）埋设标志
⽔准点位置确定之后，按规范规定埋设⽔准标⽯(如图4-2)。

⽔准标⽯的中央嵌有瓷质和⾦属标志，其式样如图4-38所⽰。

埋⽯结束后，应详细绘制⽔准点“点之记”，以便使⽤时易于寻找。

图4-39所⽰为“点之记”⽰例。

⽔准点“点之记”应与⽔准测量成果⼀起妥为保存，⼀并上交。

四、四等及等外⽔准测量的外业观测
(⼀) 观测⽅法与记录格式
(讲法：画⼀测站观测图，画⼿簿表格，按观测程序边讲边填写数字)
四等及等外⽔准测量的观测⽅法采⽤中丝读数法。

下⾯介绍使⽤双⾯⽔准尺时在⼀个测站上的观测程序与记录格式。

四等及等外观测程序：“后—后—前—前、⿊—红—⿊—红”
(1) 在测站上安置仪器，使圆⽔准器⽓泡居中，照准后视尺⿊⾯，⽤上、下视距丝读数，记⼊记录表格(表4-28)中(1)、(2)的位置。

转动微倾螺旋，使
符号⽔准⽓泡居中，⽤中丝读数，记⼊表中(3)的位置；
(2) 照准后视尺红⾯，调整微倾螺旋，使符合⽔准⽓泡居中，⽤中丝读数，记⼊表中(4)的位置；
(3) 照准前视尺⿊⾯，⽤上、下视距丝读数，记⼊表中(5)、(6)的位置，转动微倾螺旋，使符合⽔准⽓泡居中，⽤中丝读数记⼊表格中(7)的位置；
(4) 照准前视尺红⾯，调整微倾螺旋，使符合⽔准⽓泡居中，⽤中丝读数，记⼊表中(8)的位置。

以上观测程序简称为“后—后—前—前、⿊—红—⿊—红”。

《国家⽔准测量规范》规定：当采⽤单⾯标尺进⾏观测时，需采⽤两次仪器⾼观测。

四等和等外⽔准路线应尽量布设成附合或闭合路线，此时⼀般只需进⾏单程观测。

若布设成⽀⽔准路线，则应进⾏往返观测或单程双转法观测。

所谓单程双转法观测，就是⽤四个尺垫；布置成左、右两条路线，在每⼀测站上观测完⼀条路线后，重新整置仪器观测另⼀路线。

(⼆) 测站上的计算与检核
表4-28中，第(1)⾄(8)栏是读数的记录部分，(9)⾄(18)栏是计算检核部分。

1.视距部分的计算
(1) 后视距(9)： (9)=［(1)-(2)］×100
(2) 前视距(10)：(10)=［(5)-(6)］×100
(3) 前后视距差(11)：(11)=［(9)-(10)］÷10
(4) 前后视距累积差(12)：(12)=前站的(12)+(11)
2.⾼差部分的计算与检核
(1) 后视⿊红⾯读数之差(13)：
(13) =(3)+Ｋ-(4)
=(3)+(5000-213)-(4) (K05=478 7)
0=1400+(5000-213)-6187
(2) 前视⿊红⾯读数之差(14):
(14)=(7)+K-(8)
=(7)+(5000-313)-(8) (K06=4 687)
e.g. –1=0567+(5000-313)-5255
限差：四等3mm;等外4mm
规律：⿊⾯读数后三位减红⾯读数后三位，其值应为313（的当K=4687时）或213（当K=4787时,否则，即为⿊红⾯读数⽀差。

e.g. (13):∵ 400-187=213
∴ 0=213-213
(14):∵ 567-255=312
∴ -1=312-313
(3) ⿊⾯所测⾼差(15)：(15)=(3)-(7)=1400-567=0833
(4) 红⾯所测⾼差(16)：(16)=(4)-(8)=6187-5255=0932
(5) ⿊红⾯所测⾼差之差(17): 17)=(15)-{(16)±100}=0833-(0932-100)=1
=(13)-(14)=0-(-1) =1 (较简便)
限差：四等5mm;等外6mm
(6) ⾼差中数(18)：(18)={(15)+(16)±100}/2=(0833+0932-100)/2=0832.5
(表4-28 四等(等外)⽔准测量记录⼿簿) (三) 测段的计算与检核
所谓测段即相邻两⽔准点间的观测路线。

当每个测段观测完毕后，应验算以下各项，以检查本测段观测、记录与计算的正确性。

1.视距部分
末站(12)=∑(9)-∑(10)
总视距=∑(9)+∑(10)
2.⾼差部分
∑(15) =∑(3)-∑(7)
∑(16) =∑(4)-∑(8)
3．⾼差中数
当测段的测站数为偶数时,该测段的⾼差中数可⽤下式进⾏检核：
∑h中={∑(15)+∑(16)}/2=∑(18)
若为奇数站，则上式应为
∑h中={∑(15)+∑(16)±100}/2=∑(18)
零点差：测站数应为偶数
五、四等及等外⽔准测量的内业计算
外业观测成果通过检核确认⽆误后，可转⼊内业计算。

(⼀)⽔准路线闭合差的计算
由于误差的存在，⽔准测量的实测⾼差与其理论值往往不相符合，
其差值称为⽔准路线的闭合差。

１．附合⽔准路线⾼差闭合差的计算公式
附合⽔准路线的始、终点间⾼差的理论值为(H终-H始)，⽽实
测值为各测站所测⾼差的总和∑h测。

于是附合⽔准路线⾼差
闭合差为
fh=∑h测-(H终-H始)= ∑h 测-HB-HA
3.闭合⽔准路线⾼差闭合差的计算公式
闭合⽔准路线始终点为同⼀个点,(H终-H始)＝0。

从⽽得到闭合⽔准
路线⾼差闭合差的计算公式为
fh=∑h测
即为闭合路线观测⾼差的总和。

4.⽀⽔准路线⾼差闭合差的计算公式
由于往返测的⽅向相反，因此，从理论上来讲，往测⾼差总和∑h往
与返测⾼差的总和∑h返符号相反，绝对值相等，它们的代数和等于
零。

则⽀⽔准路线往、返测⾼差闭合差的计算公式为
fh=∑h往+∑h返
闭合差计算出来之后，应与规范中规定的限差进⾏⽐较（表4-27）。

当在限差之内时，认为外业观测精度合格，成果可⽤；否则，应检查
原因，返⼯重测，直⾄符合限差要求为⽌。

(⼆)⽔准路线闭合差的分配
当|fh|≤|fh限|时，应对fh进⾏合理的分配。

⼀般⽅法是按测站数成正⽐将闭合差反号分配到各测段⾼差中。

这是因为⽔准路线的⾼差误差⼤⼩与测站数有关，测站数愈多，误差积累也就愈⼤。

在⼀般平坦地区，同⼀级⽔准测量每千⽶的测站数基本相等，因此，⼜可按路线的长度成正⽐分配闭合差。

设第i测段的改正数为vi，根据上述⽅法则有式中：∑n 为所有测段测站数总和；ni为第i测段的测站数；∑R为⽔准路线总长；Ｒi为第i测段长度。

将各测段的观测⾼差h测加上改正数v之后，闭合差fh 即被消除。

即
∑(h测+v)-∑h理=0 或者∑v=-fh
以此检核改正数计算的正确性。

(三)⽔准点⾼程的计算
(四)消除闭合差之后，即可根据已知⽔准点的⾼程和改正后的⾼
差逐⼀推算出各⽔准点的⾼程。

Hi=Hi-1+hi-1～i
当推求⾄最后⼀个已知点时，应检查推求值是否与已知值相等，以保证各点的⾼程计算正确⽆误。

⾼差闭合差的分配及⾼程计算在表格中进⾏。

(例4-9 ，P158，图4-40) 图4-40
六、⽔准测量应提交的资料
⽔准测量内外业结束之后，应提交以下资料：
(1) ⽔准路线图；
(2) 全部外业观测记录⼿簿和⽔准仪、⽔准尺检验资料；
(3) ⽔准点“点之记”及⽔准点标志委托保管书；
(4) 全部内外业计算资料、精度评定及成果表；
(5) 技术总结。