水准测量方法和技术要求测量基础与实训

在如图3-2所示的线路水准测量中，A为已知水准点，B为未知水准点，属于支线水准，或属于其他水准路线上的一段。支线水准一般用往返测量的方法来完成。

很明显，上述方法只有在完成了往返测之后，才能对测量结果进行一次性检验，检验结果如果超限，通常无法判断到底是往测出了问题还是返测出了问题。所以，在线路水准测量中，上述简单的一站式观测并不常用，而使用其他有可靠检核的方法。

水准测量的方法很多，主要根据水准测量的等级、参加人员的多少和使用的仪器类型来选择观测方法。最常用的有改变仪器高法、双面尺法、单程双转点法、单程双仪器法等。其中单程双转点法与单程双仪器法需要投入较多人员、仪器，在此不予专门介绍。

1.改变仪器高法

每一测站按上述一站式方法测出一个高差后，重新安置仪器（将仪器升高或降低0.1 m以上），再测一次高差，具体观测步骤如下。

①第一次观测。依次观测后视距S后、后视中丝读数、前视距S前、前视中丝读数等数据。

②变动三脚架高度（10 cm以上），重新安置水准仪。

③第二次观测。依次观测前视中丝读数、后视中丝读数。

④计算与检核。计算两次测得的高差较差，要求高差较差不得超过规标准定的数值。例如，《工程测量标准》（GB 50026—2020）规定，四等水准本测站两次仪器高测出的高差较差，不能超过5 mm（见图3-24）。

图3-24　GB 50026—2020《工程测量标准》技术要求（一）

表3-3　水准测量手簿（改变仪器高法）

表3-3是改变仪器高法水准测量的手簿记录计算。注意表中的视距只需测量一次，高差则需测量两次。表3-3中最后一行的求和与检核计算与表3-2稍有不同。

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显而易见，与上述一站式水准测量相比，用改变仪器高法进行水准测量时，通过变动三脚架高度约10 cm进行两次高差观测，可以在测站内进行互相检核，减少读数（尤其是分米级读数）错误，提高观测的可靠性和精确度。该方法的特点是测站计算工作量较小，仪器操作工作量较大。

2.双面尺法

双面尺法又称为红黑面尺法，是一种经常使用的水准测量方法。相对改变仪器高法而言，该方法现场计算工作量稍大，但野外操作量较小，因此备受推崇。双面尺法的基本工作原理有两个：①同一水准尺的红面读数和黑面读数之差应为4.687 m或4.787 m（其差数亦不得超过一定的限值）；②黑面读数的高差和红面读数的高差应相等（高差的差数应小于规范规定范围）。三、四等水准测量的观测限差要求如图3-25所示。

图3-25　GB/T 12898—2009《国家三、四等水准测量规范》技术要求（三）

双面尺法根据标尺黑面、红面的刻划特点，按规定程序完成双面标尺的观测、计算、检核，具体操作步骤有两个方案。

①方案一：后—前—前—后，即后尺黑面（上、下、中丝）—前尺黑面（上、下、中丝）—前尺红面（中丝）—后尺红面（中丝）。（如图3-26所示的顺序）

②方案二：后—后—前—前，即后尺黑面（上、下、中丝）—后尺红面（中丝）—前尺黑面（上、下、中丝）—前尺红面（中丝）。

读者可根据自己的工作要求情况确定具体操作方案。图3-26所示是双面尺法测量工作原则和记录计算表格，表中（1）～（18）表示记录、检核、计算的顺序。

图3-26的表格中（1）～（8）为观测数据，（9）～（18）为计算数据。本测站各项限差对照图3-22和图3-25，对四等水准测量而言，数据（9）、（10）不大于100 m（S3水准仪），数据（11）不大于3 m，数据（12）不大于10 m，数据（13）、（14）不大于3 mm，数据（17）与（17′）相等且不大于5 mm。

图3-26　双面尺法水准测量记录计算