三、四等水準測量
控制測量除了要完成平面控制測量外，還要進行高程控制測量。小區域地形測圖或施工測量中，多採用
三、四等水準測量作為高程控制測量的首級控制。
一、三、四等水準測量(leveling)的技術要求
1、高程系統：三、四等水準測量起算點的高程一般引自國家
一、二等水準點，若測區附近沒有國家水準點，也可建立獨立的水準網，這樣起算點的高程應採用假定高程。
2、布設形式：如果是作為測區的首級控制，一般布設成閉合環線；如果進行加密，則多採用附合水準路線或支水準路線。三、四等水準路線一般沿公路、鐵路或管線等坡度較小、便於施測的路線布設。
3、點位的埋設：其點位應選在地基穩固，能長久儲存標誌和便於觀測的地點，水準點的間距一般為1—1．5km，山嶺重丘區可根據需要適當加密，乙個測區一般至少埋設三個以上的水準點。
4、三、四等及五等水準測量的精度要求和技術要求列於表中。
二、三、四等水準測量的觀測方法
三、四等水準測量觀測應在通視良好、望遠鏡成像清晰及穩定的情況下進行。一般採用一對雙面尺。
1、 三等水準乙個測站的觀測步驟：（後-前-前-後；黑-黑-紅-紅）
（1）照准後視尺黑面，精平，分別讀取上、下、中三絲讀數，並記為（1）、（2）、（3）。
（2）照准前視尺黑面，精平，分別讀取上、下、中三絲讀數，並記為（4）、（5）、（6）。
（3）照准前視尺紅面，精平，讀取中絲讀數，記為（7）
（4）照准後視尺紅面，精平，讀取中絲讀數，記為（8）
這四步觀測，簡稱為「後一前一前一後(黑一黑一紅一紅)」，這樣的觀測步驟可消除或減弱儀器或尺墊下沉誤差的影響。對於四等水準測量，規範允許採用「後一后一前一前（黑一紅一黑一紅)」的觀測步驟。
2、 乙個測站的計算與檢核：
觀測記錄參看書本表7-11。
①視距的計算與檢核
後視距 (9)=[(1)—(2)]x100m
前視距 (10)=[(4)—(5)]xl00m 三等≯75m，四等≯l00m
前、後視距差 (11)=(9)—(10) 三等≯3m，四等≯5m
前、後視距差累積 (12)=本站(11)+上站(12) 三等≯6m，四等≯l0rn
②水準尺讀數的檢核
同一根水準尺黑面與紅面中絲讀數之差：
前尺黑面與紅面中絲讀數之差 13)=(6)十k—(7)
後尺黑面與紅面中絲讀數之差 (14)=(3)十k—(8)三等≯2mm，四等≯3mm
(上式中的k為紅面尺的起點數，為4．687m或4．787m)
③高差的計算與檢核
黑面測得的高差 (15)=(3)—(6)
紅面測得的高差 （16)=(8)—(7)
校核：黑、紅面高差之差 (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
在測站上，當後尺紅面起點為4．687m，前尺紅面起點為4．787m時，取十0．100，反之，取—0．100。
3、每頁計算校核
①高差部分
在每頁上，後視紅、黑面讀數總和與前視紅、黑面讀數總和之差，應等於紅、黑面高差之和。
對於測站數為偶數的頁：
2[(3)+(8)]—2[(6)+(7)]=∑[(15)+(16)]=2∑(18)
對於測站數為奇數的頁：
∑[(3)+(8)]—2[(6)+(7)]= ∑[(15)十(16)]=2∑(18)±0．100
②視距部分
在每頁上，後視距總和與前視距總和之差應等於本頁末站視距差累積值與上頁末站視距差累積值之差。校核無誤後，可計算水準路線的總長度。
∑(9)—∑(10)=本頁末站之(12)—上頁末站之(12)，水準路線總長度=∑(9)+ ∑(10)
4、成果整理
三、四等水準測量的閉合路線或附合路線的成果整理，首先其高差閉合差應滿足表7-10 的要求。然後，對高差閉合差進行調整，調整方法可參見第二章有關部分，最後按調整後的高差計算各水準點的高程。若為支水準路線，則滿足要求後，取往返測量結果的平均值為最後結果，據此計算水準點的高程。
5、四等水準採用塔尺進行觀測的步驟如下：
後（上、下、中）---前（上、下、中）----改變儀器高----前（中）--後（中）
注：第2章2.3節介紹的圖根水準測量成果處理方法是一種近似的成果處理方法，他不能用於
三、四等水準測量的成果處理。《城市測量規範》規定，各等級高程控制網(指
一、二、三、四等水準網)應採用條件平差或間接平差進行成果計算，條件平差或間接平差是符合最小二乘原理的嚴密平差方法，本書沒有介紹它們的內容，所以，三、四等水準測量成果處理的方法已經超出了本書的範圍。如果需要，可以使用專用平差計算軟體如武漢大學測繪學院開發的「科傻」軟體或南方測繪公司的「平差易」軟體進行計算。
§7-8 三角高程測量(trigonometric leveling)
原因：1、丘陵地區和山區，地面高低起伏較大
2、水準點位於較高建築物上。
方法：測距儀三角高程測量（可以代替四等水準測量）、全站儀三角高程測量、經緯儀三角高程測量（主要用於山區圖根高程控制）
一、三角高程測量的原理
已知：a點高程
觀測：儀器高i、覘標高l、豎直角α、a、b兩點間的水平距離dab
則可求得a、b兩點間的高差 hab = dab tanα +i – l
上述公式沒有考慮地球曲率和大氣折光的影響，適合於兩點距離小於200m的高差計算。
二、三角高程測量的等級及技術要求
對於三角高程控制測量，—般分為兩級，即四等和五等三角高程測量，它們可作為測區的首級控制。其技術要求見表。
三、地球曲率和大氣折光的影響（球氣差改正數）
在做三角高程測量時，在一定情況下，還需要考慮地球曲率和大氣折光對所測高差的影響，即要進行地球曲率和大氣折光的改正，簡稱球氣兩差改正。
1．地球曲率的改正
在用三角高程測量兩點間的高差時，若兩點間的距離較長(超過300m)，則圖7-15中的大地水準面不能再用水平面來代替，而應按曲面看待，因此還應考慮地球曲率影響的改正，簡稱為球差改正，其改正數用f1表示。
2、大氣折光的改正
在觀測豎直角時，由於大氣的密度不均勻，視線將受大氣折光的影響而總是成為一條向上拱起的曲線，這樣使所測得的豎直角(水平方向與視線的切線方向)總是偏大，因此，要進行大氣折光的改正，簡稱氣差改正，其改正數用f2表示
3、三角高程嚴密計算公式的推導
4、 措施
球氣兩差在單向三角高程測量中，必須進行改正。對於雙向三角高程測量(又稱對向觀測或直反覘觀測，即
5、 三角高程測量的觀測和計算
先在已知高程的a點安置經緯儀，在另一b點立覘標，測得高差hab，稱為直覘。然後再在b點安置經緯儀，a點立覘標，測得高差hba，稱為反覘。若將直、反覘測得的高差值取平均值，可以抵消球氣兩差的影響，所以三角高程測量一般都用對向觀測，且宜在較短的時間內完成。
一、方法與步驟
1、了解四等水準測量的方法
雙面尺法四等水準測量是在小地區布設高程控制網的常用方法，是在每個測站上安置一次水準儀，但分別在水準尺的黑、紅兩面刻劃上讀數，可以測得兩次高差，進行測站檢核。除此以外，還有其他一系列的檢核。
2、四等水準測量的實驗
（1）從某一水準點出發，選定一條閉合水準路線。路線長度200~400公尺，設定4~6站，視線長度30m左右。
（2）安置水準儀的測站至前、後視立尺點的距離，應該用步測使其相等。在每一測站，按下列順序進行觀測：
後視水準尺黑色面，讀上、下絲讀數，精平，讀中絲讀數；
前視水準尺黑色面，讀上、下絲讀數，精平，讀中絲讀數；
前視水準尺紅色面，精平，讀中絲讀數；
後視水準尺紅色面，精平，讀中絲讀數
（3）記錄者在「四等水準測量記錄」表中按表頭表明次序⑴~⑻記錄各個讀數，⑼~ ⒃為計算結果：
後視距離⑼=100×
前視距離⑽=100×
視距之差⑾=⑼-⑽
∑視距差⑿=上站⑿+本站⑾
紅黑面差⒀=⑹+k-⑺，（k=4.687或4.787）
⒁=⑶+k-⑻
黑面高差⒂=⑶-⑹
紅面高差⒃=⑻-⑺
高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀
平均高差⒅=1/2
每站讀數結束( ⑴~⑻ )，隨即進行各項計算( ⑼~⒃ )，並按技術指標進行檢驗，滿足限差後方能搬站。
（4）依次設站，用相同方法進行觀測，直到線路終點，計算線路的高差閉合差。按四等水準測量的規定，線路高差閉合差的容許值為±20√l mm，l為線路總長（單位：km）。
二、注意事項
（1）四等水準測量比工程水準測量有更嚴格的技術規定，要求達到更高的精度，其關鍵在於：前後視距相等（在限差以內）；從後視轉為前視（或相反）望遠鏡不能重新調焦；水準尺應完全豎直，最好用附有圓水準器的水準尺。
（2）每站觀測結束，已經立即進行計算和進行規定的檢核，若有超限，則應重測該站。全線路觀測完畢，線路高差閉合差在容許範圍以內，方可收測，結束實驗。
四等水準測量外業記錄表
日期： _____ 年 ___ 月 ___ 日天氣： _____ 儀器型號組號
觀測者記錄者司尺者
四等水準測量要求
四等水準測量 雙面尺法 一 目的和要求 1 進一步熟練水準儀的操作，掌握用雙面水準尺進行四等水準測量的觀測 記錄與計算方法。2 熟悉四等水準測量的主要技術指標，掌握測站及線路的檢核方法。視線高度 0.2m 視線長度 80m 前後視視距差 3m 前後視距累積差 10m 紅黑面讀數差 3mm 紅黑面高差...
四等水準測量作業方法及要求
1 採用的儀器裝置 蘇一光dsz2 雙面區格式木製標尺 2 作業前儀器檢驗 i角檢查 i角檢查 儀器 蘇一光dsz2方法 i1abi2觀測者 程春 日期 2011年12月6日標尺 a,b記錄者 婁利 時間 14 40呈像 清晰檢查者 汪義勇 3 觀測方法及技術要求 採用中絲讀數法進行單程觀測 設定測...
四等水準測量方案 secret
四等水準測量方案 一 測量準備 1.儀器工具 ds3水準儀 或同等精度及以上 一台 測傘一把 雙面水準尺二把 一對 尺墊二個 記錄板 含記錄紙 一塊。2.基本要求 1 規劃好水準路線。2 按四等水準測量的限差觀測。二 雙面尺法觀測步驟 1 觀測黑面 利用十字絲的上 下 中絲獲得後視尺黑面刻劃數字上黑...