面水准测量

精密水准仪的基本构造与一般微倾式水准仪相同，也是由基座、望远镜、水准器三部分组成。其主要特点是：

(1)望远镜光学性能好，放大倍数大，分辨率高，规范要求DS₁不小于38倍，DS₀₅不小于40倍；望远镜的物镜有效孔径大(不小于47 min)，亮度高；

(2)望远镜外表材料一般采用受温度变化小的铟瓦合金钢，以减小环境温度变化的影响，仪器结构坚固，各轴线关系稳定；

(3)水准管分划值为10”/2mm，精平精度高；

(4)采用平板玻璃测微器读数，能直读0.1mm，读数误差小；

(5)配备一副温度膨胀系数很小的精密水准尺。

测量误差主要由仪器误差、观测误差和外界环境条件三个方面的影响而产生。下面对水准测量误差的主要来源及其误差大小进行分析，并对测量过程中采取何种借施来避免和减弱这些误差进行研究。

要注意的是，以下诸项分析的误差中，由于误差产生的随机性和误差值的或正或负，其综合影响将会相互抵消一部分。在一般情况下，观测误差是主要误差，测量员要根据误差产生的规律，采取相应的措施，尽可能消除和减弱各种误差的影响，以提高测量精度。

面水准测量仪器制造缺陷的误差

仪器制造加工虽有精度要求，但不可能十分完善。在诸多仪器缺陷的误差中，最主要的是调焦误差。当转动调焦螺旋调焦时，调焦透镜可能产生非直线移动而改变视线位置，便产生调焦误差。这是一个移动调焦透镜的机械结构精度问题，如果望远镜在调焦时视准轴位置发生变动，就不能设想在不同位置的许多条视线都能够与一条固定不变的水准轴平行。因此，这项误差避免和减弱的措施是：尽量使仪器安置于前、后视等距处，后视完毕转向前视时，不必重新调焦。

仪器的旋转轴不严格竖直，可造成后、前视调平水准管气泡的误差。在前、后视读数之前都必须用微倾螺旋将水准管气泡居中，此时望远镜连同水准管必然作上下倾斜的运动。从水准仪的结构分析可知，这个上下倾斜运动的旋转轴是在物镜一端靠近水平微动螺旋之处。如果仪器的旋转轴并非严格竖直，则由后视转向前视并重新调平水准管气泡之后，仪器旋转轴处的望远镜高度将会产生微小的变化，即视准轴的高度发生了变化；也就是说后视的视准轴与前视的视准轴不构成一条直线，而是两条相互平行的线。，这项误差对于一个测站的观测高差而言影响很小，可以忽略；对于一条水准路线的影响如何则要视具体情况而定。一般在圆水准器校正完善的条件下，上述误差呈偶然性的机会多，否则将易于呈系统性影响，对测站数较多的水准路线的观测成果是不利的。

面水准测量仪器校正后的残余误差

仪器虽经校正，但还会存在一些残余误差，其中主要是水准管轴不平行于视准轴的误差，即i角校正残余误差。i角对读数的影响与距离成正比，所以前、后视距不能过大i角对高差的影响与前、后视距爵距离差成正比，因此只要观测时注意使前、后视距离大致相等，就可消除或减弱此项误差的影响。

面水准测量水准尺误差

由于水准尺刻划不准确、不均匀，尺长变化、尺面弯曲和尺底零点不准确或尺之底部有磨损等影响，水准尺必须经过检验才能使用。标尺的零点差可在一水准段中使测站为偶数的方法予以消除。

面水准测量，通常采用如下两种方法进行施测。

面水准测量方格法

首先在所测的地面上建立方格网。方格的大小取决于地区的地貌特征及面水准的用途，最小的方格边长可为3～5m，最大的方格边长可达200～250m。

布设方格时，可在测区巾心附近选择一个点，通过此点标定两条垂直的直线为主轴，定线时应尽可能考虑主轴线与施测地段的主要道路或建筑物的方向平行，并存主轴等间隔点，然后过这些点作主轴的垂线。同样在垂线上量取等间隔点，从而f构成基本格网。根据需要，还可在基本方格网的两点间再进行更小的填充方格加密，所有方格顶点均打人木桩，并按顺序编号。

整理面水准测量的成果时，应先从一个起始点开始，计算出第一个转点的高程，并依次推算整个方格网转点的高程，直至闭合到起始点为止，以求得水准路线的闭合差。若闭合差在允许范围内，即可按距离配赋求得各转点最后的高程。然后根据各转点的高程推算各立尺桩点的高程。

面水准测量平行线法

当用平行线法进行面水准测量时，应先在测区内选择一条或若干条干线，然后垂直于干线以等间距测设一系列的平行线，并在这些平行线上根据地形情况用木桩标定若干地形特征点。桩点的数量及间隔，根据地形及比例尺而定，桩距不一定相等。平行线间的距离可采用20~500 m范围内的某个整数。当距离为100 m或更大时，在每条平行线上应设置横断面。

为工程勘测设计与施工所进行的水准测量。一般分为：（1）建立高程控制网，供工程勘测设计和施工用；（2）线路水准测量，测定沿某一线路的地面高低起伏，供纵断面设计和施工用；（3）面水准测量，测定某一定面积内的地面高低起伏，供土方工程的设计和施工用。其测量的精度按工程的要求来决定，一般相当于或低于四等水准测量。2100433B

大地水准测量直接利用高差计算某点的高程,称为高差法;利用视线高程计算某点的高程称为仪高法.仪高法仅使用于安置一次仪器求出多点高程的情况.

国家水准网布设成一等、二等、三等、四等4个等级。现用的水准测量规范为：GBT_12897-2006_国家一、二等水准测量规范与GBT_12898-2009_国家三、四等水准测量规范。工程上常用的水准测量为：三、四等水准测量；等外水准测量。

三、四等水准测量主要技术要求如下：