2.6　三等、四等水准测量

在地形测图和施工测量中，多采用三等、四等水准测量作为首级高程控制，三等、四等水准测量与普通水准测量相比，精度高，要求严格。三等、四等水准测量的一测站的观测程序、操作方法、视线长度和读数等都有一定的技术要求。

2.6.1　三等、四等水准测量的技术要求

国家测绘局制定的三等、四等水准测量的技术要求见表2.5。

2.6.2　三等、四等水准测量的施测方法

三等、四等水准测量的观测应在通视良好、成像清晰稳定的情况下进行。一般采用双面水准尺进行观测，下面以四等水准测量为例介绍双面尺法的观测程序。

1.测站观测程序

（1）照准后尺黑面，读取下丝（1）、上丝（2）、中丝（3），并进行记录。

（2）照准后尺红面，读取中丝（4），并进行记录。

（3）照准前尺黑面，读取下丝（5）、上丝（6）、中丝（7），并进行记录。

（4）照准前尺红面，读取中丝（8），并进行记录。

以上四等水准测量的观测程序可简称为“后—后—前—前”或“黑—红—黑—红”。四等水准测量每站观测程序也可为“后—前—前—后”（或称为“黑—黑—红—红”），即：后视黑面尺读下、上、中丝；前视黑面尺读下、上、中丝；前视红面尺读中丝；后视红面尺读中丝。

2.测站的计算与校核

首先将观测数据（1）、（2）、…、（8）按表2.6的形式记录。

（1）视距计算。

后视距离（9）＝［（1）-（2）］×100；

前视距离（10）＝［（5）-（6）］×100；

前、后视距差值（11）＝（9）-（10）；

前、后视距累积差（12）＝本站（11）＋前站（12）。

（2）高差计算。

后尺黑、红面读数差（13）＝K1＋（3）-（4）；

前尺黑、红面读数差（14）＝K2＋（7）-（8）；

K1、K2分别为后、前两水准尺的黑、红面的零点差，也称尺常数，一般为4.687m、4.787m。

黑面高差（15）＝（3）-（7）；

红面高差（16）＝（4）-（8）；

黑、红面高差之差（17）＝（15）—［（16）±0.1］＝（13）-（14）。

其中（16）±0.1为两根水准尺的零点差（以米为单位），两者相差0.1m，取“＋”或“—”号应视黑面所算出的高差来确定，红面高差比黑面高差小，则应加上0.1m，反之，则应减去0.1m。

高差中数计算，当上述计算合乎限差要求时，可进行高差中数计算。

3.检核计算

（1）每站检核：（17）＝（13）-（14）＝（15）—［（16）±0.1］；

至此，一个测站测量工作全部完成，确认各项计算符合要求后，方可迁站。

（2）每页观测成果检核。

除了检查每站的观测计算外，还应在每页手簿的下方，计算本页的∑检查，并使之满足下列要求。

红、黑面后视中丝总和减红、黑面前视中丝总和应等于红、黑面高差总和，还应等于平均高差总和的两倍。

∑（9）-∑（10）＝末站（12）

当每页测站数为偶数时：

∑［（3）＋（4）］-∑［（7）＋（8）］＝∑［（15）＋（16）］＝2∑（18）

测站数为奇数时：

∑［（3）＋（4）］-∑［（7）＋（8）］＝∑［（15）＋（16）］＝2∑（18）±0.1

校核无误后，算出总视距。

水准路线总长度L＝∑（9）＋∑（10）

2.6.3　成果计算

在完成水准路线观测后，计算高差闭合差，若高差闭合差符合要求，则调整闭合差并计算各点高程。方法见本章2.5节。表2.6是四等水准测量的记录、计算与检核表。

三等水准测量一般采用“后—前—前—后”的观测顺序。这样的观测程序主要是为了减小仪器下沉误差的影响。三等水准测量的计算、检核与四等水准测量相同，只是限差要求更严格一些。