水准测量方法与记录

1．水准测量方法

当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时，就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。如图3－20，水准点A的高程为19．153m，现拟测量B点的高程，其观测步骤如下：

在离A点约100mm处选定转点1，在A，1两点上分别立水准尺。在距点A和点1等距离的测站①处，安置水准仪。用圆水准器将仪器粗略整平后，后视A点上的水准尺，精平后读数得1 623，记入表3－1观测点A的后视读数栏内。旋转望远镜，前视点1上的水准尺，同法读取读数为1 271，记入点1的前视读数栏内。此为一个测站上的工作。

图3－20 通水准测量

点1上的水准尺不动，把A点上的水准尺移到点2，仪器安置在点1和点2之间，同法进行观测和计算，依次测到B点。

显然，每安置一次仪器，便可测得一个高差，即

h1＝a1－b1

h2＝a2－b2

…………

h5＝a5－b5

将各式相加，得　∑h＝∑a－∑b

则B点的高程为　HB＝HA＋∑h （3－6）

由上述可知，在观测过程中，点1，2…，4仅起传递高程的作用，这些点称为转点，简写为TP。转点无固定标志，无需算出高程。测得数据记入测量记录手薄（表3－1）。

表3－1 普通水准测量记录手簿

2．水准测量的检核

（1）计算检核

由式（3－26）看出，B点对A点的高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和，因此，此式可用来作为计算的检核。如表3－2中

∑h＝＋0．429

∑a－∑b＝6．607－6．178＝＋0．429m

这说明高差计算是正确的。

终点B的高程HB减去A点的高程HA，就应等∑h，即

HB＝HA＋∑h

在表3－2中为19．582－19．153＝＋0．429m，这说明高程计算出是正确的。

计算检核只能检查计算是否正确，并不能检核观测和记录时是否产生的错误。

（2）测站检核

如上所述，B点的高程是根据A点的已知高程和转点之间的高差计算出来的。若其中测错任何一个高差，B点高程就不会正确。因此，对每一站的高差，都必须采取措施进行检核测量。这种检核称为测站检核。测站检核通常采用变动仪器高法或双面尺法。

1）变动仪器高法：是在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（应大于10cm）重新安置，再测一次高差。两次所测高差之差不超过容许值（例如等外水准容许值为5mm），则认为符合要求，取其平均值作为最后结果（记录、计算列于表3－1中），否则必须重测。

2）双面尺法：是仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。若同一水准尺红面与黑面读数（加常数后）之差，不超过3mm，且两次高差之差，又未超过5mm，则取其平均值作为该测站测高差。否则，需要检查原因，重新观测。

（3）成果检核

测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差超限。对于一条水准路线来说，还不足以说明所求水准点的高程精度符合要求。由于温度、风力、大气折光、尺垫下沉和仪器下沉等外界条件引起的误差，尺子倾斜和估读的误差，以及水准仪本身的误差等，虽然在一个测站上反映不很明显，但随着测站数的增多使误差积累，有时也会超过规定的限差。因此，还必须进行整个水准路线的成果检核，以保证测量资料满足使用要求。其检核方法有如下几种：

1）附合水准路线

如图3－21（c），从一已知高程水准点BMA出发，沿各个待定高程的点1，2，3进行水准测量，最后附合到另一个水准点BMB上，这种水准路线称为符合水准路线。

路线中各待定高程点间高差的代数和，应等于两个水准点间已知高差。如果不相等，两者之差称为高差闭合差，其值不应超过容许范围，否则，就不符合要求，须进行重测。

2）闭合水准路线

如图3－21（b），由一已知高程的水准点BMA出发，沿环线待定高程点1，2，3进行水准测量，最后回到原水准点BMA上，称为闭合水准路线。显然，路线上各点之间高差的代数和应等于零，便产生高差闭合差，其大小不应超过容许值。

图3－21 测量水准路线略图

3）支水准路线

如图3－21（a），由一个已知高程的水准点BMA出发，沿待定点1和2进行水准测量，既不附合到另外已知高程的水准点上，也不回到原来的水准点上，称为支水准路线。支水准路线应进行往返观测，往测高差与返测高差应绝对值相等、符号相反。