国家三四等水准测量详解
三等、四等水准测量（教程）
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。
测绘 国 家 三 、四 等 水 准 测量
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3.仪器技术指标
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六、水准观测
1.观测方法 三等水准测量采用中丝读数法进行往返测。
当使用有光学测微器的水准仪和线条式因瓦水 准标尺观测时，也可进行单程双转点观测。
四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测。 支线必须往返测或单程双转点观测。
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2.设置测站的要求
a．易受水淹、潮湿或地下水位较高处； b．易发生土崩、滑坡、沉陷的地点； c．距铁路50m 、距公路30m 以内（特殊情况可
酌情处理）； d.短期内由于建设发展，可能毁坏标石或阻碍观
测的地点。
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2.标石类型
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五、仪器的技术要求
1.仪器的选用
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2.仪器检验
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国家三、四等水准测量规范 (GB1 2898-91) 要点说明
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一、布设原则
1.三、四等水准网是在一、二等水准网的基础上 布设符合路线、环线或结点网，直接提供地形 测图和各种工程建设所必需的高程控制点。
2. 三等水准附合路线，长度应不超过150 km； 环线周长应不超过200 km；同级网中结点间距
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3.间歇与检测
工作间歇时，最好能在水准点上结束观测。否 则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置 标尺的固定点，作为间歇点。间歇后，应进行检 测，检测结果符合限差要求即可起测。如无固定 点可选择，则间歇前最后两测站的转点处打入带 有帽钉的木桩作间歇点。间歇后进行检测，比较 任意两转点间歇前后所测高差，若符合限差要求， 即可由此起测。否则，须从前一水准点起测。
三四等水准测量
经研究，因大气折光引起 的视线曲率半径约为地球 曲率半径的7倍，取k=1/7
f c r f1 f 2 0 . 43 D R
2
2R
上式中地球半径R=6371 km ，水平距离D以km为单位
三.三角高程测量的 其他特点
三、三角高程测量的其他特点
三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改正； 两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响； 三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精度； 三角高程测量通常用于代替等外水准测量，而不用 于代替等级水准测量； 据有关资料称，用电子全站仪进行三角高程测量，能 代替四等水准测量。
视距差检核：
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本页总视距
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三等水准测量记录（双面尺法）
测 站 点号 编 号 后 下丝 前 下丝 尺 上丝 尺 上丝 方向 后视距
视距差d(m)
及尺 前视距 号
Σ d(m)
三等水准测量记录（双面尺法）
测 站 点号 编 号 后 下丝 前 下丝 尺 上丝 尺 上丝 方向 后视距
视距差d(m)
及尺 前视距 号
Σ d(m)
水准尺读数 （ m） 黑面 红面
平均 K+黑-红 高差 （m）
备 注
（1） （2） （9） （11）
后 （3） （8） （14） 前 （6） （7） （5） （13） （10） 后-前 （15） （16） （17）
二、三四等水准测量作业方法
1.采用双面尺法作测站检核 2.每站观测次序： 后视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、序言国家三四等水准测量是地理信息领域的一项重要测量工作，其结果直接影响到地图及地理信息产品的质量和精度。
为了保证三四等水准测量的准确性和可靠性，国家相关部门对这一测量活动进行了规范，确立了一系列测量规范。
二、三四等水准测量的定义和分类三四等水准测量是指用水准仪进行的高程测量，主要用于控制三角网测量和工程测量，精度要求较低。
按照测量精度的不同，可以将三四等水准测量分为三等和四等。
三、三四等水准测量的基本原理和方法1.三四等水准测量的基本原理三四等水准测量的基本原理是通过观测目标点的高程值与参考点的高程值的差值，从而确定目标点的高程。
在观测过程中，需要考虑自然地形的影响，进行合理的高程校正。
2.三四等水准测量的方法三四等水准测量的方法主要包括单基准测量和闭合回程测量两种。
单基准测量是在一个已知高程的基准点附近进行测量，闭合回程测量是在一个封闭的环路内进行测量。
四、三四等水准测量的测量设备和精度要求1.测量设备三四等水准测量所需要的测量设备主要包括水准仪、测台、水准尺和高程校正器。
这些设备应具备精度高、稳定性好的特点，以保证测量结果的准确性。
2.精度要求三四等水准测量的精度要求一般为1:5000~1:20000，其中三等水准的精度要求较高，为1:10000~1:20000，而四等水准的精度要求较低，为1:5000。
五、三四等水准测量的测量步骤和操作流程1.布设测站在开始测量之前，需要选择合适的测站位置，并进行测站布设。
布设测站时应考虑地形和测量范围，选择平整、稳固的位置。
2.观测测量观测测量包括目标点的高程观测和高程校正观测。
在观测过程中需要注意仪器的校正和环境因素的影响，以保证观测结果的准确性。
3.数据处理测量完成后，需要对观测数据进行处理，包括数据校正、数据平差和误差分析等步骤，以得到最终的测量结果。
4.结果验证对测量结果进行验证，与历史数据和其他测量结果进行对比，验证测量结果的可靠性。
国家三、四等水准测量规范
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
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。
三四等水准的测量方法
三四等水准的测量方法水准测量是一种测量地面高程差异的方法，用于确定点之间的相对高度。
根据精度的要求，水准测量可以分为一、二、三和四等水准。
在此，我们将重点介绍三、四等水准的测量方法。
三等水准是一种中等精度要求的水准测量，适用于城市规划、工程建设及土地调查等方面。
它通常采用变换水准法进行测量。
变换水准是通过仪器测量控制点的高程，然后沿着测量线进行测量，将高程值通过计算和调整传递到目标点。
变换水准测量包括以下步骤：1.建立高程基准点：在观测区域内选择合适的基准点，其高程已知。
这些基准点可以是水准标志或测量图上的高程点。
2.设置测量线路：根据测量任务的需求，在测量区域内选择测量线路。
测量线路应具备避开障碍物、地形较为平坦的特点。
3.布设控制点：根据测量线路的长度和地形的变化，确定适量的控制点，控制点应覆盖整个测量区域，使之与基准点连成闭合回路。
4.进行测量观测：使用水准仪或全站仪，在控制点上进行测量观测，记录高差和水平距离。
5.数据处理与计算：将观测到的高差和水平距离数据进行处理与计算，得到各控制点的高程值。
6.调整水准回路：根据计算得到的结果，对整个水准回路进行调整，以消除系统误差和观测误差。
常用的调整方法有平差法和最小二乘法。
7.高程传递：将调整后的高程值通过计算沿着测量线路传递到目标点。
四等水准是一种相对精度较低的水准测量，适用于一般土地调查和农田的高程测量。
相对于三等水准，四等水准需要更少的控制点和观测次数，因此成本更低。
四等水准采用的是闭合水准测量法。
闭合水准测量法包括以下步骤：1.建立高程基准点：在观测区域内选择一个基准点，其高程已知。
这个基准点可以是水准标志或测量图上的高程点。
2.设置测量线路：根据测量任务的需求，在测量区域内选择测量线路。
测量线路应具备地形较为平坦的特点。
3.布设控制点：根据测量线路的长度和地形的变化，确定适量的控制点，控制点应覆盖整个测量区域。
4.进行测量观测：使用水准仪或全站仪，在控制点上进行测量观测，记录高差和水平距离。
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、引言三四等水准测量是国家测绘工作的重要组成部分，是对地球形状和地球重力场的测量。
其精度和精密度要求高，对全国测绘工作及相关领域的发展具有重要意义。
因此，国家对三四等水准测量工作的规范十分重视，制定了相关的测量规范，以确保测量结果的准确性和可靠性。
二、三四等水准测量的定义和目的三四等水准测量是指对地球表面高程的测量，通常在大地测量网中进行。
其目的是确定地表上任意点的高程数值，为工程测量、地质勘探、测绘建设等提供高程控制，为国家地理信息基础数据库的建设提供数据支撑。
三、三四等水准测量的分类和特点1.三等水准测量三等水准测量是对地球表面高程的高精度测量，其精度要求高，通常用于巨细地貌、测量较高精度的建筑工程等需要高精度高程控制的领域。
2.四等水准测量四等水准测量是对地球表面高程的中等精度测量，其精度要求适中，通常用于一般地貌、普通建筑工程等需要一般精度高程控制的领域。
三四等水准测量的特点包括：（1）精度高：三四等水准测量的精度要求高，是国家有关部门对测绘工作的严格要求；（2）数据量大：由于测量需要覆盖较大范围的地域，因此三四等水准测量的数据量较大；（3）工作量大：三四等水准测量是一项系统工程，需要一定数量的测量人员及设备；（4）成本高：三四等水准测量的成本较高，包括人力、物力和财力。
四、三四等水准测量的基本原理1.大地水准面大地水准面是一个理想的参考曲面，它与地球的真实形状比较接近。
大地水准面是地球的等势面，它控制着地球表面上任意点的高程。
2.高程测量高程测量是对地球表面上任意点的高程数值进行测量。
常见的高程测量方法包括水准测量、高程传感器测量等。
水准测量是通过在不同地点设立水准点，用水准仪观测两个水准点之间的高程差，从而确定各个水准点的高程。
3.大地水准面的建立大地水准面的建立是通过连接各个水准点，确定它们之间的高程差，为地球表面上任意点的高程提供基准。
同时，大地水准面的建立还需要考虑地球的形状、重力场、潮汐等因素。
三、四等水准测量
《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、四等水准测量.
记录计算表格。
三 等 水 准 测 量 手 簿
工程名称∶ 日 期∶ 观测员∶ 仪器型号∶ 天 气∶ 成 像： 记录员∶ 测 下丝 下丝 后尺 前尺 方向 标尺读数 点 平均高 站 上丝 上丝 及 K +黑-红 号 后距 前距 差（ m） 编 尺号 黑面 红面 视距差 d ∑d 号 （1） （5） 后 （3） （8） （14） （2） （6） 前 （4） （7） （13） （18） （9） （10） 后—前 （15） （16） （17） （11） （12）
四、注意事项
1、按要求对水准仪和水准尺进行检校和检定 水准仪 i 角误差、交叉误差、圆水准器的检验校正； 水准标尺上的圆水准器、水准标尺每米间隔真长误 差等的检校和检定。
2、除路线转弯处外，每一测站上仪器和前后视标尺 的3个位置，应尽量在一条直线上； 最好每测站用测绳丈量确定仪器和标尺位置；
3、同一测站上观测时，不得两次调焦。转动仪器的 倾斜螺旋和测微螺旋时，其最后的旋转方向均应为旋进；
备注
K 3 =4787 K 4 =4687
计算校核
2、计算 ① 视距计算 后视距离：（9）=[（1）-（2）] ×100 前视距离：（10）=[（5）-（6）] ×100 前后视距差：（11）=（9）-（10）
视距累积差：（12）=上一站（12）+本站（11）
水准路线长度：D = ∑（9）+∑（10）
校核：末站（12）=∑（9）-∑（10）
其中（9）、（10）、（11）、（12）以 m 为单位。
② 同一根水准尺黑、红面尺零点差计算 零点差=黑面尺零点 + Ki - 红面尺零点 （13）=（4）+ Ki -（7） （14）=（3）+ Kj -（8） 式中：
(完整版)三、四等水准测量方法
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）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4.687m 和4.787m 。
（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4.687m 和4.787m ，因此(16)±0.100后才是红面测得的高差。
若后尺为4.687m,前尺为4.787m ，应取“+“号，反之，后尺为4.787m ，前尺为4.687m ，则应取”-“号。
校核：(17)=(15)-(16)±0.100=(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)±0.100]=(15)- 21(17)=(16)±0.100+(17) (3)测段的最终校核 ①高差部分∑[(3)+(8)]- ∑[(6)+(7)]= ∑(15)+(16)]=2∑(18)(±0.100) 其中，括号中的±0.100在测站数为奇数的情况下才需要。
《三四等水准测量》课件
二、测量原理
1 基准面的确定
通过选择合适的基准面，可以确保测量结果的准确性和可比性，常用的基准面包括平均 海平面和大地水准面。
2 观测方法与仪器
三四等水准测量使用水准仪进行观测，通过测量水准仪的仰角和目标点的高差，可以计 算出目标点的高程。
三、三等水准测量
1
测区划分
将需要进行三等水准测量的区域划分成多个测区，以便进行有序的测量工作。
测高精度控制
在测量过程中，使用高精度控 制点进行校正，以提高测量结 果的准确性。
五、实际应用Байду номын сангаас
基准面的应用
基准面的确定对于土地规划和建筑工程非常重要， 可以确保地势高低的准确性。
水准网的应用
通过水准网的测量结果，可以生成高程图和制作数 字地图，为地理信息系统提供数据支持。
六、结论
1 三四等水准测量的意义
2
化简水准网
根据测区的特点，对三等水准网进行化简，以减少工作量并保证测量精度。
3
测高精度控制
在测量过程中，使用高精度控制点进行校正，以提高测量结果的准确性。
四、四等水准测量
测区划分
将需要进行四等水准测量的区 域划分成多个测区，以便进行 有序的测量工作。
化简水准网
根据测区的特点，对四等水准 网进行化简，以减少工作量并 保证测量精度。
《三四等水准测量》PPT 课件
三四等水准测量是地理测量中重要的技术之一。本课件将介绍这一测量方法 的定义、作用以及测量原理。
一、引言
1 三四等水准测量的定义
三四等水准测量是用于确定地表高程的测量 方法，通过测量高程信息可以绘制高程图和 制作数字地图。
2 三四等水准测量的作用
国家三四等水准测量规范
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。
4三、四等水准测量的主要技术要求
4三、四等水准测量的主要技术要求四、三、四等水准测量的主要技术要求三、四等水准路线一般沿道路布设，尽量避开土质松软地段，水准点间的距离一般为2～4Km，在城市建筑区为1～2km。
水准点应选在地基稳固，能长久保存和便于观测的地方。
三、四等水准测量的主要技术要求参看表6.6，在观测中，每一测站的技术要求见表6.14。
三、四等水准测量的方法（一）观测方法三四等水准测量的观测应在通视良好、望远镜成像清晰稳定的情况下进行，若用普通DS3水准仪观测，则应注意：每次读数前都应精平（即：使符合水准气泡居中）。
如果使用自动安平水准仪，则无需精平（测量原理详见第二章），工作效率大为提高。
下介绍用双面水准尺法在一个测站的观测程序：①后视水准尺黑面，读取上、下视距丝和中丝读数，记入记录表(表6.15)中(1)、(2)、(3)；②前视水准尺黑面，读取上、下视距丝和中丝读数，记入记录表中(4)、(5)、(6)；③前视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中(7)；④后视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中(8)；这样的观测顺序简称为“后-前-前-后”，其优点是可以减弱仪器下沉误差的影响。
概括起来，每个测站共需读取8个读数，并立即进行测站计算与检核，满足三、四等水准测量的有关限差要求后方可迁站。
（二）测站计算与检核①视距计算根据前、后视的上、下视距丝读数计算前、后视的视距：后视距离：(9)=100×{(1)-(2)} 前视距离：(10)=100×{(4)-(5)}计算前、后视距差(11)：(11)=(9)-(10)对于三等水准测量，(11)不得超过3m，对于四等水准测量，不得超过5m。
计算前、后视距离累积差(12)：(12)=上站(12)+本站(11)对于三等水准测量，(12)不得超过6m，对于四等水准测量，不得超过10m。
②尺常数K检核同一水准尺黑面与红面读数差的检核：K1=(13)=(7)-(6)K2=(14)=(8)-(3)Ki为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差（常数为4.687m或4.787m）。
三四等水准测量
也不宜在日出后和日落前2h内观察，在每条边上均应作对向 观察。
➢觇标高和仪器高用钢尺丈量两次，读至毫米，其较差对于四等 三角高程不应不小于2mm，对于五等三角高程不不小于4mm。
三角高程测量
第三节 三角高程测量措施
光电测距三角高程测量 技术要求
顾及地球曲率旳影响加上曲率改正P，此项改正称为球差改正，如
图所示。同步，因为大气密度垂直梯度旳存在，将使倾斜视线产生 折射而成为一条凸向天空旳曲线，还必须加上大气垂直折光差改正
r，此项改正称为气差改正。以上两项改正合称为球气差改正，简 称两差改正，常用f表达，其值为
三角高程测量
三角高程测量
第三节 三角高程测量措施
当水准路线需要跨越较宽旳河流或山谷时， 因跨河视线较长，超出了要求旳长度，使水准
仪i角旳误差、大气折光和地球曲率误差均增大，
且读尺困难。所以必须采用特殊旳观察措施， 这就是跨河水准测量措施。
第四节 跨河水准测量
进行跨河水准测量，首先是要选择好跨河地点，如选在江河 最窄处，视线避开草丛沙滩旳上方，仪器站应选在开阔通风处， 跨河视线离水面2~3m以上。
计算和检核
第二节 三、四等水准测量措施 四等水准测量旳数据计算和检核
2．总旳计算和检核(观察结束后旳计算与检核 )
在手簿每页末或每一测段完毕后，应作下列检核： （1）视距旳计算和检核
末站旳
（2）高差旳计算和检核
当测站数为偶数时
总高差
当测站数为奇数时
总高差
第二节 三、四等水准测量措施 三、四等水准测量旳数据计算和检核
当用一台水准仪观察时 ，宜采用图中（ a ） 旳形式，图中 I I2既是仪器站又是立尺点。当使用两台水准仪作对向观察时， 宜布置成图中旳（ b ） 或（ c ） 旳形式。图中I 1 、 I 2 为仪器 站，b1、b2为立尺点。
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、引言水准测量是一种基本的测量手段，广泛应用于土地测量、建筑工程、地质勘探等领域。
国家三四等水准测量规范是为了规范水准测量工作，提高水准测量的准确性和可靠性而制定的。
本规范详细规定了水准测量的各项工作内容、技术要求和质量标准，具有重要的指导意义和应用价值。
二、概述水准测量是通过测定大地水准面上各点的高程，确定它们之间的高程差值，从而确定地面上各点的高程位置。
水准测量主要包括一、二、三、四等水准测量，其中一等水准测量是最精密的，四等水准测量是最简单的。
本规范重点介绍了三、四等水准测量的规范。
三、水准测量的基本原理水准测量的基本原理是利用水准仪或测量水准管来测定水准点的高程值，通过比较各水准点的高程值，计算出高程差值，得到地面上各点的高程位置。
水准测量的准确性和可靠性直接依赖于测量设备的精度和测量方法的正确与否。
四、水准测量的准备工作1.测区选择根据工程需要和地形地貌的复杂程度，选择适合的测量范围。
一般情况下，三等水准测量适合于城市和平原地区，四等水准测量适合于乡村和丘陵地区。
2.设站选择根据测区的地形条件和工程要求，选择合适的设站点，要求站点地势平坦，视线通畅，避免建筑物和高大树木等障碍物。
3.设备准备准备好水准仪、三角尺、三脚架、水准杆等测量设备，对设备进行检查和校准，确保设备的正常工作。
4.人员培训对水准测量人员进行培训，包括测量设备的使用方法、测量技术和安全操作规程等方面的培训。
五、水准测量的具体操作1.设站在设站点上架设水准仪，对水准仪进行调平和校正，使其准确指向水准点。
2.观测根据测区的地形地貌和测量要求，按照测区的具体情况选择合适的观测方法，进行高程值的观测。
3.书写记录观测数据要及时书写记录，并进行审核，保证数据的准确性和可靠性。
4.数据处理对观测得到的数据进行处理，计算各个水准点之间的高程差值，并绘制等高线图。
六、水准测量的质量控制1.设备检查水准测量前要对测量设备进行严格的检查和校准，确保设备的准确性和完好性。
(完整版)三、四等水准测量方法
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）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4.687m 和4.787m 。
（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4.687m 和4.787m ，因此(16)±0.100后才是红面测得的高差。
若后尺为4.687m,前尺为4.787m ，应取“+“号，反之，后尺为4.787m ，前尺为4.687m ，则应取”-“号。
校核：(17)=(15)-(16)±0.100=(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)±0.100]=(15)- 21(17)=(16)±0.100+(17) (3)测段的最终校核 ①高差部分∑[(3)+(8)]- ∑[(6)+(7)]= ∑(15)+(16)]=2∑(18)(±0.100) 其中，括号中的±0.100在测站数为奇数的情况下才需要。
三四等水准测量
视线长度 前、后视 前、后视 红、黑面 红、黑面
等级
距离差 距离累积差 读 数 差 高差之差
(m)
(m)
(m)
(mm)
(mm)
三 等 ≤65 ≤3
≤6
≤2 ≤3
四 等 ≤80 ≤5
≤10
≤3 ≤5
表6-5
三、四等水准测量主要技术要求
等级 每公里高 附合路 差中误差 线长度 (mm) (km)
水准仪 测段往返测 附合路线或
三、四等水准测量
● 三、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。
● 三、四等水准测量可用精密水准测量方法进行， 而本节主要介绍用DS3水准仪进行三、四等水准测 量的方法
一、三、四等水准测量及其技术要求
● 三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水 准点引测；如在独立地区，可采用闭合水准路线；
+0.1 +0.1
TP.12 TP.2
1.954 1.373 58.1
1.276 0.694 58.3
后6 1.664 6.350 前5 0.985 5.773 后-前 +0.679 +0.577
+1 -1 +2 +0.6780
安-徽0.工2 业大学-0.1
土木工程系
2020年3月19日星期四
三、三四等水准测量成果整理
• 单一水准线路的计算方法与等外水 准路线相同。 （如附合水准路线、闭合水准路线） • 结点水准路线、水准网的平差计算， 要考虑“权”。
安徽工业大学
土木工程系
2020年3月19日星期四
级别 高差不符值 环线闭合差
(mm)
(mm)
1-4三、四等水准测量
方向及 尺号
后 前 后-前
标尺读数
黑面
（3） （4） （16）
红面
（8） （7） （17）
后A 前1 后-前
1 384 0551 +0833
6 171 5 239 +0932
后1 前2 后-前
1 934 2 008 -0074
6 171 5 239 +0932
后2 前3 后-前
1 726 1 866 -0140
2、测段为偶数测站；
3、测站观测限差要求
等级
仪器 类型
标准视 线长度
/m
前后 视距 差/m
前后视 黑红面 距差累 读数差 计/m /mm
黑红面 所测高 差之差
/mm
检测间歇 点高差之
差/mm
三等 DS3 65 3.0 6.0 2.0 3.0
3.0
四等 DS3 80 5.0 10.0 3.0 5.0
5.0
路线类型
附合路线 支水准路线
150KM
20KM
视线高度 三丝能读数
四等 100KM 80KM
20KM
三丝能读数
2）、 三四等水准测量区格式水准尺
①特点：基本刻划1cm；黑红面注记；黑红面读数之差为 4687/4787 mm；成对使用。
19 18
66 65
19 18
67 66
03 02
01 00
50 49
刻划不准确、尺长变化及 标尺弯曲
水准尺零点偏差
气泡不居中带来的视准轴 不水平所引起的误差
同一测站调焦引起的视准 轴变化带来的误差
mm位的估读误差
水准尺若竖立不直引起的 误差
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、引言1.1研究背景1.2目的和意义二、国家三四等水准测量的基本概念2.1水准测量的定义2.2国家三四等水准测量的特点三、国家三四等水准测量的原理和方法3.1水准测量的原理3.2国家三四等水准测量的方法3.3仪器设备四、国家三四等水准测量的工作流程4.1前期准备工作4.2测量数据采集4.3数据处理和分析五、国家三四等水准测量的质量控制5.1测量误差的分析与控制5.2定向精度的检查方法5.3质量管理要求六、国家三四等水准测量的实施和管理6.1水准测量项目的组织和管理6.2测量报告的编制和归档6.3数据共享和利用七、国家三四等水准测量的发展趋势和挑战7.1未来发展趋势7.2面临的挑战和问题八、结论8.1总结回顾8.2展望未来引言1.1研究背景水准测量是地理信息领域的重要组成部分，通过对地面高程的测量，能够为道路建设、城市规划、地质勘探等领域提供精准的数据支持。
国家三四等水准测量作为水准测量领域中的重要工作，其规范的制定和实施对于保证测量数据的准确性和可靠性具有重要意义。
1.2目的和意义本文旨在系统地阐述国家三四等水准测量的相关规范，包括其基本概念、原理和方法、工作流程、质量控制、实施和管理等方面的内容，以期能够为相关从业人员提供参考，促进水准测量工作的规范化和标准化，提高水准测量工作的质量和效率。
国家三四等水准测量的基本概念2.1水准测量的定义水准测量是通过比较地面上的参考点的高程值，测算它们之间的高差，并依此建起高程系统的测量工作。
2.2国家三四等水准测量的特点国家三四等水准测量是指在国家统一的高程系统下，对重要控制点进行高程测量的工作。
其特点包括数据准确性要求高、覆盖范围广、测量精度要求高等。
国家三四等水准测量的原理和方法3.1水准测量的原理水准测量的原理主要包括：水准线的建立、高程测量点的选取、高程测量点之间的高差测量等。
3.2国家三四等水准测量的方法国家三四等水准测量的方法包括：高程测量点的选取和设置、高程测量的仪器和设备、高程测量的具体步骤和过程等。
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视尺迁移到下一站成下一站前视尺；前视尺尺垫千万不能移
动，成下一站后视尺，直至下一站工作完成，依次类推。 前、后尺不能交换混用！
2）观测程序“后、前、前、后”与“前、后、后、前”交
替进行。 3）最后一站前尺返回起始固定点，并使测站数为偶数。 4）线路检核（见记录手簿最后部分）。 5）安排专人检查全部记录计算，确认无误，完成实验。若 不合格，返工！！
限差检核。（固定点直接立尺，转点用尺垫立尺）
记录表（括号内序号为观测及记录计算顺序，还
有相关计算及检核 ） 4.687m 一对标尺的k= 4.787m
三 、四 等 水 准 测 量 记 录表
注意事项：
1）步骤（3）、（4）、（7）、（8）就是执行“后、前、
前、后”（黑、黑、红、红）的观测程序——削弱仪器沉
线最低高度和低尺不能读数）。
5.3 岗位轮换，作到人人到每个岗位工作一遍。
5.4 几点认识
1）结合实验，认识水准测量误差来源，理解观测程序对 消除（减弱）误差的作用，熟记各种限差，严格检核； 掌握各岗位工作要点，重视协调配合。
2）将这些认识带到今后工作实践中，制订、执行相关规
程和科学管理。 3）举一反三。学习分析、解决问题的思想方法，培养求 实严谨的工作态度，建立协调配合的团队作风。
不能涂改；计算准确无误；牢记各项限差，严格检核；确
认一站合格后，慎重下达迁站指令。
立尺：放稳尺垫，注意力集中，立直立稳，配合观测及时 转换红黑面，不能碰动尺垫，迁站只听记录指令。
打伞：防太阳暴晒仪器，影响i角变化。
5.2 为了作到前后视距相等，迁站时用步量法确定站点和 前尺点，上、下坡度大时，要注意视线高度是否超限（视
尺垫
n-1站
尺垫
n站
起始点
1站
尺垫2站前进方向尺垫5 总结与认识
5.1 各岗位成员各司其职，协调配合非常重要：
组长：指挥协调，组织岗位轮换，技术把关。
观测：动作轻准果断，按程序读好八个数，口齿清楚，对 记录回报的读数确认无误并回应。 记录：是小组的神经中枢。必须精神集中，对观测者每个 读数要清楚回报，得到确认再记录，作到准确清楚工整，
3
技术规定
L—线路长度（km），N—测站数。
相关规定与误差的关系（按列号）：
4—限制读数误差和大气折光的影响。
5、6—后视距=前视距，消除（减弱）i角及地球曲
率与大气折光影响。
7—贴近地面大气不稳定，大气折光误差大（前后视
高度不对称）。
8、9—检验前限制读数误差。
10—评价线路测量误差。
4 实验过程
实验2
国家三、四等水准测量
目 的 任 务 技术规定 实验过程 总结与认识
1目
的
掌握国家三、四等水准测量的观测
程序、技术要求和记录计算技能。通过 实践，加深对水准测量误差来源及其消
除（减弱）方法的理解，加强执行规范
的自觉性。
2任
务
按四等规范，每组完成一条闭合线路测
量，每人完成一个测站的观测和记录计算工 作，上交合格的记录计算成果。
降误差。（为了削弱站间该项工程误差的非线性影响，下 一站应执行“前、后、后、前”程序，交替进行。）
2）每次中丝读数前的最后一个动作：严格居中气泡（自安
平仪器除外）。 3）记录者必须作到记录计算准确无误，严格检核。超限返 工。一个测站工作全部合格后，只能由记录者下达迁站指 令。
4.3 一条测线的工作程序
4.1 线路布置
闭合线路，从水准点（固定点）出发，测
量若干站（中间为转点），再回归出发的
水准点。 注意：n应为偶数—可消除标尺零点误差
闭合水准线路：
n站 —水准点 —转点（临时）
1站
2站
注意：n应为偶数—消除标尺零点误差
4.2 一个测站的工作程序
安置好仪器（程序同试验1） 按记录表标示顺序观测和记录计算并按技术规定