测绘人必看，知道这些才能去水准测量

高冷的哥哥 · 发表于 2017-12-15 14:18

水准测量的原理

水准测量的原理实际上就是利用仪器获得水平视线，来测定两点间的高差，依据已知点的高程，求待定点的高程。

如图所示，A点的高程已知，要想获得B点的高程，可以在A、B两点之间安置一台可以得到水平视线的水准仪，设水平视线截在两标尺上的读数分别为a、b(标尺的零点在底部)。顾及A、B两点间的距离很短，可用水平面代替待大地水准面。过A点做一条水平线，由图可知A、B两点的高差为

hAB=a-b

测绘人必看，知道这些才能去水准测量

是不是很容易理解?接下来是知识点，拿出笔来……

当水准测量的前进方向由A到B时，则A点叫做后视点，其上的标尺读数a为后视读数;B点叫做前视点，其读数b为前视读数。前后视与仪器位置无关，只与水准测量的前进方向有关。方向决定结果!所以，在水准测量中规定：

高差=后视读数 - 前视读数

这一规定已使高差的正、负号随着确定，这是因为高差本身可正、可负，但是由图可知，若A点低于B点高，相应后视读数(a)大，前视读数(b)小，因此高差为正数，反之为负。这个是很好理解的吧!

每个人都难免犯错，那么为了避免在计算中发生正负号的错误，我们应该怎么怎么做呢?很简单，在书写高差的时候，必须注意h 的下标。hAB表示从A到B的高差，hBA表示从B到A的高差。水准测量的方法分为中间水准测量和向前水准测量。

将仪器安置在标尺之间进行水准测量，叫中间水准测量，主要用于高程控制测量，上图就是中间水准测量。将仪器安置在A、B两点中的任何一点上来进行测量时，叫做向前水准测量，这一方法应用于工程测量中的高程放样。

转点、测站、测段

知道原理之后，我们再来说说在实际测量中会遇到的一些名词的解释。

在水准测量中，当两点间距离较远或者较大的时候，仅安置一次仪器不能求得高差，这时候需要加设若干临时的立尺点，作为传递高程的过渡点(p1,p2,p3……pn)，称之为转点。每安置一次仪器，叫做一个测站。在水准线路中，从已知点到待定点或者从待定点到待定点之间，称为一个测段。如下图所示，欲求A、B两点间的高差，选择一条施测路线，用水准仪依次测出每一测站的高差。

hAB=hAP1+hp1p2+……+hpnB

连续应用中间水准测量以求得两点间高差的方法，叫做复合水准测量。水准测量在绝大多数情况下都是按照这种方法进行的。

如图所示，每一测站上的视线方向与水准面切线方向平行，所以整个水准路线上水平视线与大地水准面一致，所以又称为水准测量为集合水准测量。

我们知道，在实际的测量中，并不能总是在理想的状态下，实际测绘中会受到许多因素的影响，接下来我们就看看再实际的测绘中，哪些因素会产生影响，我们应该怎样进行避免。

地球曲率的影响

在图一中，将大地水准面当做水平面，因而可以用hAB=a-b来计算高差。但实际上，大地水准面是一个曲面，一个测站上的水准测量应该如hAB=hAP1+hp1p2+……+hpnB，图中用圆弧表示过A点的大地水准面。因为θ角很小(AB 相距200m时，θ≈6″)，故A、B两点树立的水准尺接近于平行，实际此时的高差hAB为：

hAB=a-b-△hAB

式子中△hAB是地球曲率的影响值。

从过A点的水准面与测站垂线的交点处做切线，由图可知：

测绘人必看，知道这些才能去水准测量

则，上式为地球曲率对一个测站的影响。若Sa=Sb，则△hAB=0，说明当后、前视距相等时，地球曲率对一个测站的高差影响可以相互抵消。

对一条水准路线而言，如二图所示的情形，则有：

以上三个式子不同之处是，用后、前视距差的综合替换每站的后、前视距之差。实际工作中将Σ(S后-S前)加以限制，以使△hAB不致过大。由于S后-S前表示每一测站的后视距离减去前视距离，它可正、可负，只要作业中随时注意它的积累，将Σ(S后-S前)限制在某一范围并不十分困难。例如S后+S前平均为200m，Σ(S后-S前)≤10m时，△hAB=≤0.16mm，以普通水准测量对成果的精度要求而言，这样的误差可以忽略不计。

大气折光的影响

除了地球曲率对水准测量有影响外，大气折光也有影响。在水准测量的原理中，我们是以直线来描述视线的，然而由于空气的密度从上到下是不均匀的，受到大气折光的影响，视线不是一条直线，而是一条曲线。如下图，当后、前视距离相等时，大气折光的影响是△A≈△B，，所以大气折光的影响可以相互抵消。