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。
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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