《建筑工程测量》水准测量

《建筑工程测量》水准测量

水准测量原理

一、高程测量

1 高程测量的概念

高程是确定地面点位置的基本要素之一，所以高程测量是测量的基本工作之一。测定地球表面上点的高程的工作，称为高程测量。高程测量的目的是获得未知点的高程，它一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程。

2 高程测量的方法

进行高程测量的主要方法有水准测量和三角高程测量。水准测量是利用水平视线来测量两点之间的高差。由于此方法施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测和各项施工测量中。三角高程测量是通过测量两点之间的水平距离或倾斜距离和倾斜角，然后利用三角公式计算出两点间的高差。此方法的精度受到各种条件的限制，一般只在适当的条件下才被采用。除了上述两种方法以外，还有利用大气压力的变化测量高差的气压高程测量，以及20世纪90年代开始使用的GPS定位测量等形式。

本章着重介绍水准测量的方法。

3 我国高程基准

为了统一全国的高程系统，我国采用与黄海平均海平面相吻合的大地水准面作为全国高程系统的基准面，设该面上的各点的绝对高程（海拔）为零。建国后，我国曾采用青岛验潮站1950年～1956年观测资料，求得的黄海平均海水面作为高程的基准面，称之为“1956年黄海高程系”，并据此测得青岛观象山的国家水准原点的高程为72.289m，1987年我国国测[1987]365号文规定采用“1985年国家高程基准”。即用青岛验潮站1953年～1979年验潮资料推算出的黄海平均海水面作为高程基准面，其高程起算点是位于青岛的“中华人民共和国水准原点”，其高程值为72.260m。目前全国均应以此水准原点高程为准。

从青岛的水准原点出发，国家测绘部门分别用一、二、三、四等水准测量，在全国范围内测定一系列的水准点（代号为BM，英文Bench Mark的缩写）的高程。根据这些

水准点的高程，为地形测量而进行的水准测量，称为图根水准测量；为某一工程而进行

的水准测量，称为工程水准测量。图根水准测量和工程水准测量，一般称为普通水准测量。

二、水准测量原理

1 基本原理

水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，通过竖立在两点的水准尺上读数，采用一定的计算方法，测定两点的高差，从而由一点的已知高程，推算另一点的高程。水准测量是高程测量中精度较高且最常用的一种方法。

如图2-1所示，已知地面上A点高程为H A，欲求B点高程H B，则必先测出A、B两点之间的高差h AB。将水准仪安置在A、B两点之间，利用水准仪建立一条水平视线，在测量时用该视线截取

已知高程A点上所立水准尺之读数a，称为后视读数；再截取未知高程B点上所立水准尺之读数b，称为前视读数。观测是从已知高程A点向未知高程B点进行，则称A点为后视点，B点为前视点。

由图2-1可知A、B两点之间的高差h

AB

为：

h

AB

= a - b（2-1）

即两点间的高差等于后视读数减前视读数。从图中可以看出当a>b时，h

AB

为正，当

a

AB 为负。根据A点已知高程H

A

和测出的高差h

AB

，则B点的高程H

B

为：

H B = H A + h AB = H A +（a-b）（2-2）

图2-1 水准测量原理

2 仪高法测量

在图2-1中，亦可通过仪器的视线高H

i 求得B点的高程H

B

：

H i = H

A

+ a

H B = H

i

- b （2-3）

公式（2-2）是利用高差h

AB

计算B 点高程，称为高差法。

公式（2-3）是通过仪器的视线高程H

i

计算B点高程，称为仪高法，又称视高法。若在一个测站上要同时测算出许多点的高程，则用公式（2-3）计算更为方便。

综上所述要测算地面上两点间的高差或点的高程，所依据的就是一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成立，测算将发生错误。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。