三、四等水准测量方法
三等、四等水准测量（教程）
三等、四等⽔准测量（教程）三、四等⽔准测量三、四等⽔准测量所使⽤的⽔准仪，其精度应不低于DS 3型的精度指标。
⽔准仪望远镜放⼤倍率应⼤于30倍，符合⽔准器的⽔准管分划值为20’’/2mm 。
三、四等⽔准测量的技术指标及观测要求参见表1。
表1 三、四等⽔准测量的技术指标及观测要求注：表中L 、K 均表⽰路线长度，以Km 为单位。
⼀、观测⽅法三、三、四等⽔准测量主要采⽤双⾯⽔准尺观测法，除各种限差有所区别外，观测⽅法⼤同⼩异。
在每⼀测站上，⾸先安置仪器，如超限，则需移动前视尺或⽔准仪，以满⾜要求。
然后按下列顺序进⾏观测，并计⼊三（四）等⽔准测量⼿簿中（表2）。
（1）读取视尺⾯读数：下丝（1），上丝（2），中丝（3）。
（2）读取视尺⾯读数：中丝（4），下丝（5），上丝（6）。
（3）读取视尺⾯读数：中丝（7）。
（4）读取视尺⾯读数：中丝（8）。
测得上述8个数据后，随即进⾏计算，如果符合规定要求，可以迁站继续施测；否则应重新观测，直⾄所测数据符合规定要求后，才能迁到下⼀站。
⼆、测站计算与校核测站上的计算有下⾯⼏项（表2）。
1.视距部分(9)= [(1)－(2)] × 100 （式中“100”为视距乘常数，下同）(10)= [(5)－(6)] × 100(11)= (9)－(10) （绝对值不应超过2m）(12)= 本站的(11)＋前站的(12)（绝对值不应超过5m）2.⾼差部分(13) = K1＋(3)-(8)（绝对值不应超过2mm）(14) = K2＋(4)-(7)（绝对值不应超过2mm）上两式中的K1和K2分别为两⽔准尺的⿊、红⾯的起点读书差，亦称尺常数或起点差。
表2观测所⽤双⾯（⿊、红⾯）⽔准尺的尺常数为：K1=4.787m、K2=4.687m。
尺常数的作⽤是检核⿊、红⾯观测读数是否正确。
(16)= (3)－(4)(17)= (8)－(7)(15)=(16)-[(17)±0.100] = (13)－(14)（绝对值不应超过3mm）由于两⽔准尺的红⾯起始读数相差0.100m，即4.787m与4.687m之差，因此，红⾯测得的实际⾼差应为(17)±0.100。
测绘 国 家 三 、四 等 水 准 测量
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3.仪器技术指标
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六、水准观测
1.观测方法 三等水准测量采用中丝读数法进行往返测。
当使用有光学测微器的水准仪和线条式因瓦水 准标尺观测时，也可进行单程双转点观测。
四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测。 支线必须往返测或单程双转点观测。
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2.设置测站的要求
a．易受水淹、潮湿或地下水位较高处； b．易发生土崩、滑坡、沉陷的地点； c．距铁路50m 、距公路30m 以内（特殊情况可
酌情处理）； d.短期内由于建设发展，可能毁坏标石或阻碍观
测的地点。
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2.标石类型
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五、仪器的技术要求
1.仪器的选用
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2.仪器检验
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国家三、四等水准测量规范 (GB1 2898-91) 要点说明
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一、布设原则
1.三、四等水准网是在一、二等水准网的基础上 布设符合路线、环线或结点网，直接提供地形 测图和各种工程建设所必需的高程控制点。
2. 三等水准附合路线，长度应不超过150 km； 环线周长应不超过200 km；同级网中结点间距
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3.间歇与检测
工作间歇时，最好能在水准点上结束观测。否 则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置 标尺的固定点，作为间歇点。间歇后，应进行检 测，检测结果符合限差要求即可起测。如无固定 点可选择，则间歇前最后两测站的转点处打入带 有帽钉的木桩作间歇点。间歇后进行检测，比较 任意两转点间歇前后所测高差，若符合限差要求， 即可由此起测。否则，须从前一水准点起测。
三四等水准测量步骤
三四等水准测量步骤1.配置测量仪器：选取合适的水准仪、三脚架和测量杆。
水准仪的精度应满足实际要求，三脚架应稳固可靠，测量杆应符合测量精度要求。
2.设置基准点：选择目标区域内的基准点，通常选择地面上稳固的建筑物或其他固定物体作为基准点。
在基准点上设置一块固定的水平基准面，可以使用水泥、磁砖等材料制成。
3.定位和测量基准点：使用测量杆定位并记录基准点的坐标，确保基准点的位置准确无误。
4.设置测量线：在目标区域内选择合适的测量线路，一般使用直线或直角线路。
测量线的选择应依据目标区域的地理条件和要求确定，确保测量结果的精度。
5.建立起测点：在测量线上依据设定的测量间距建立一系列测点。
每个测点应在地表上标注，并使用固定的标识牌或其他可识别性的方式标记起来。
6.进行测量：一般情况下，采用直接测量法进行水准测量。
操作员站在基准点上，测量仪器放置在附近的测点上，进行观测和记录。
观测时，操作员应控制测量仪器的准确水平，确保测量结果的准确性。
7.处理数据：记录测量数据，包括观测点的坐标和观测结果。
根据测量数据进行计算和分析，求得各个测点的高程差异。
8.修正和纠正：根据实际情况，对测量数据进行修正和纠正。
包括环境条件的考虑、仪器误差的校正和观测点的异常处理等。
9.分析结果：对测量结果进行分析和总结，根据实际情况进行合理的解释和推断，并生成测量报告。
10.验证结果：对测量结果进行验证，可以使用其他测量方法进行比对，评估水准测量的准确性和可靠性。
11.定期检查和维护：定期对测量仪器进行检查和维护，保持其正常运行和精度。
以上是三、四等水准测量的基本步骤，通过严格按照步骤进行操作，可以得到较为可靠和准确的测量结果。
但需要注意的是，实际的水准测量工作可能由于测量条件、环境因素等影响因素的存在，可能会有一定的误差和偏差。
因此，在进行水准测量时，应该对测量结果进行合理的评估和判断。
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、序言国家三四等水准测量是地理信息领域的一项重要测量工作，其结果直接影响到地图及地理信息产品的质量和精度。
为了保证三四等水准测量的准确性和可靠性，国家相关部门对这一测量活动进行了规范，确立了一系列测量规范。
二、三四等水准测量的定义和分类三四等水准测量是指用水准仪进行的高程测量，主要用于控制三角网测量和工程测量，精度要求较低。
按照测量精度的不同，可以将三四等水准测量分为三等和四等。
三、三四等水准测量的基本原理和方法1.三四等水准测量的基本原理三四等水准测量的基本原理是通过观测目标点的高程值与参考点的高程值的差值，从而确定目标点的高程。
在观测过程中，需要考虑自然地形的影响，进行合理的高程校正。
2.三四等水准测量的方法三四等水准测量的方法主要包括单基准测量和闭合回程测量两种。
单基准测量是在一个已知高程的基准点附近进行测量，闭合回程测量是在一个封闭的环路内进行测量。
四、三四等水准测量的测量设备和精度要求1.测量设备三四等水准测量所需要的测量设备主要包括水准仪、测台、水准尺和高程校正器。
这些设备应具备精度高、稳定性好的特点，以保证测量结果的准确性。
2.精度要求三四等水准测量的精度要求一般为1:5000~1:20000，其中三等水准的精度要求较高，为1:10000~1:20000，而四等水准的精度要求较低，为1:5000。
五、三四等水准测量的测量步骤和操作流程1.布设测站在开始测量之前，需要选择合适的测站位置，并进行测站布设。
布设测站时应考虑地形和测量范围，选择平整、稳固的位置。
2.观测测量观测测量包括目标点的高程观测和高程校正观测。
在观测过程中需要注意仪器的校正和环境因素的影响，以保证观测结果的准确性。
3.数据处理测量完成后，需要对观测数据进行处理，包括数据校正、数据平差和误差分析等步骤，以得到最终的测量结果。
4.结果验证对测量结果进行验证，与历史数据和其他测量结果进行对比，验证测量结果的可靠性。
三四等水准测量方法
三等、四等水准测量方法三等、四等水准测量常用于小地区测绘地形图和施工测量的高程基本控制。
1、观测程序以DS3型水准仪及双面水准尺在一个测站上的观测步骤为例：（1）瞄准后视水准尺黑面，精平，读取上、下视距丝和中丝读数，记入记录表2-2中（1）、（2）、（3）；（5）、（6）；（3）瞄准前视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中（7）；（4）瞄准后视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中（8）。
这样的观测顺序简称为“后-前-前-后”，其优点是可以减弱仪器下沉误差的影响。
概括起来，每个测站共需读取8个读数，并立即进行测站计算与检核，满足三等、四等水准测量的有关限差要求后方可迁站。
2、测站的计算与校核（1）视距部分视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以100。
后视距：（9）=100×[（1）-（2）]前视距：（10）=100×[（4）-（5）]计算前、后视距差（11）：（11）=（9）-（10），对于四等水准测量，（11）不得超过5m。
计算前、后视距离累积差（12）：（12）=上站（12）+本站（11），对于四等水准测量，（12）不得超过10m。
（2）水准尺读数检核同一水准尺黑面与红面读数差的检核：K1=（13）=（7）-（6）K1=（14）=（8）-（3）Ki为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差（常数，为4.687m或4.787m）。
三等水准测量不得大于2mm，四等水准测量不得大于3mm。
（3）高差计算与校核按前、后视水准尺红、黑面中丝读数分别计算该站高差：黑面高差：（15）=（3）-（6）红面高差：（16）=（8）-（7）红黑面高差之差：（17）=（15）-（16）=（14）-（13）（17）应为100mm（原因是：使用配对的水准尺，尺常数相差100mm）。
如果观测没有误差，对于四等水准测量，（17）与100mm的误差不得超过5mm。
红黑面高差之差在容许范围以内时取其平均值，作为该站的观测高差：（18）=｛（15）+[（16）±100mm]｝/2上式计算时，当（15）＞（16），100mm前取正号计算；当（15）＜（16），100mm前取负号计算。
三四等水准的测量方法
三四等水准的测量方法水准测量是一种测量地面高程差异的方法，用于确定点之间的相对高度。
根据精度的要求，水准测量可以分为一、二、三和四等水准。
在此，我们将重点介绍三、四等水准的测量方法。
三等水准是一种中等精度要求的水准测量，适用于城市规划、工程建设及土地调查等方面。
它通常采用变换水准法进行测量。
变换水准是通过仪器测量控制点的高程，然后沿着测量线进行测量，将高程值通过计算和调整传递到目标点。
变换水准测量包括以下步骤：1.建立高程基准点：在观测区域内选择合适的基准点，其高程已知。
这些基准点可以是水准标志或测量图上的高程点。
2.设置测量线路：根据测量任务的需求，在测量区域内选择测量线路。
测量线路应具备避开障碍物、地形较为平坦的特点。
3.布设控制点：根据测量线路的长度和地形的变化，确定适量的控制点，控制点应覆盖整个测量区域，使之与基准点连成闭合回路。
4.进行测量观测：使用水准仪或全站仪，在控制点上进行测量观测，记录高差和水平距离。
5.数据处理与计算：将观测到的高差和水平距离数据进行处理与计算，得到各控制点的高程值。
6.调整水准回路：根据计算得到的结果，对整个水准回路进行调整，以消除系统误差和观测误差。
常用的调整方法有平差法和最小二乘法。
7.高程传递：将调整后的高程值通过计算沿着测量线路传递到目标点。
四等水准是一种相对精度较低的水准测量，适用于一般土地调查和农田的高程测量。
相对于三等水准，四等水准需要更少的控制点和观测次数，因此成本更低。
四等水准采用的是闭合水准测量法。
闭合水准测量法包括以下步骤：1.建立高程基准点：在观测区域内选择一个基准点，其高程已知。
这个基准点可以是水准标志或测量图上的高程点。
2.设置测量线路：根据测量任务的需求，在测量区域内选择测量线路。
测量线路应具备地形较为平坦的特点。
3.布设控制点：根据测量线路的长度和地形的变化，确定适量的控制点，控制点应覆盖整个测量区域。
4.进行测量观测：使用水准仪或全站仪，在控制点上进行测量观测，记录高差和水平距离。
三四等水准测量步骤
三、四等水准测量控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。
小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。
一、三、四等水准测量(leveling) 的技术要求1、高程系统：三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，若测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。
2、布设形式：如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进行加密，则多采用附合水准路线或支水准路线。
三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。
3、点位的埋设：其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为 1 —1. 5km山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。
4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。
二、三、四等水准测量的观测方法三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。
一般采用一对双面尺1、三等水准一个测站的观测步骤：（后-前- 前- 后；黑- 黑- 红- 红）八、、/（1）照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（1）、（2）、（3）。
（2）照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（4）、（5）、（6）。
（3）照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（7）（4）照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（8）这四步观测，简称为“后一前一前一后（黑一黑一红一红）”，这样的观测步骤可消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。
对于四等水准测量，规范允许采用“后一后一前一前（黑一红一黑一红）”的观测步骤。
2、一个测站的计算与检核：观测记录参看书本表7-11 。
①视距的计算与检核后视距（9）=［（1）—（2）］X100m前视距（10）=［（4）—（5）］XI00m 三等〉75m 四等〉l00m前、后视距差（11）=（9）—（10）三等〉3m四等〉5m 前、后视距差累积（12）= 本站（11）+ 上站（12）三等>6m 四等》I0rn②水准尺读数的检核同一根水准尺黑面与红面中丝读数之差：前尺黑面与红面中丝读数之差13)=(6) 十K—(7) 后尺黑面与红面中丝读数之差(14)=(3) 十K—(8) 三等> 2mn,四等 > 3mm(上式中的K为红面尺的起点数，为4. 687m或4. 787m)③高差的计算与检核黑面测得的高差(15)=(3) —(6)红面测得的高差 (16)=(8) —(7) 校核：黑、红面高差之差(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在测站上，当后尺红面起点为4. 687m前尺红面起点为4. 787m时，取十0. 100,反之，取一0. 100。
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、引言三四等水准测量是国家测绘工作的重要组成部分，是对地球形状和地球重力场的测量。
其精度和精密度要求高，对全国测绘工作及相关领域的发展具有重要意义。
因此，国家对三四等水准测量工作的规范十分重视，制定了相关的测量规范，以确保测量结果的准确性和可靠性。
二、三四等水准测量的定义和目的三四等水准测量是指对地球表面高程的测量，通常在大地测量网中进行。
其目的是确定地表上任意点的高程数值，为工程测量、地质勘探、测绘建设等提供高程控制，为国家地理信息基础数据库的建设提供数据支撑。
三、三四等水准测量的分类和特点1.三等水准测量三等水准测量是对地球表面高程的高精度测量，其精度要求高，通常用于巨细地貌、测量较高精度的建筑工程等需要高精度高程控制的领域。
2.四等水准测量四等水准测量是对地球表面高程的中等精度测量，其精度要求适中，通常用于一般地貌、普通建筑工程等需要一般精度高程控制的领域。
三四等水准测量的特点包括：（1）精度高：三四等水准测量的精度要求高，是国家有关部门对测绘工作的严格要求；（2）数据量大：由于测量需要覆盖较大范围的地域，因此三四等水准测量的数据量较大；（3）工作量大：三四等水准测量是一项系统工程，需要一定数量的测量人员及设备；（4）成本高：三四等水准测量的成本较高，包括人力、物力和财力。
四、三四等水准测量的基本原理1.大地水准面大地水准面是一个理想的参考曲面，它与地球的真实形状比较接近。
大地水准面是地球的等势面，它控制着地球表面上任意点的高程。
2.高程测量高程测量是对地球表面上任意点的高程数值进行测量。
常见的高程测量方法包括水准测量、高程传感器测量等。
水准测量是通过在不同地点设立水准点，用水准仪观测两个水准点之间的高程差，从而确定各个水准点的高程。
3.大地水准面的建立大地水准面的建立是通过连接各个水准点，确定它们之间的高程差，为地球表面上任意点的高程提供基准。
同时，大地水准面的建立还需要考虑地球的形状、重力场、潮汐等因素。
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一、观测方法
三四等水准测量仍采用DS3水准仪，水准尺可用双面尺，观测程序可简述为后前前后，即在每个测站上的观测顺序为：
1，后视黑面，依次读取下丝、上丝和中丝读数；
2，前视黑面，依次读取下丝、上丝和中丝读数；
3，前视红面，读取中丝读数；
4，后视红面，读取中丝读数。
三、四等水准测量的观测和计算次序〔表
1〕
下下
测
丝丝
标尺读数后
尺
前
尺
站上上
方向及K+
高差中
数备丝丝
编尺号
黑减
红(mm)注
后视距前视距
号
黑
面红面视距差
(d)Σd
(1)(4)后(3
)(8)
(14
)
K为
水准尺
常
数，即
尺
(2)(5)
(6
)(7)
(13
)
前
底
红面分
(9)(10)后—前
(15
)(16)
(17
)(18)
划
读数
(11)(12)
四等水准测量观测顺序也可以采用后后前钱，四等水准测量还可采用单面尺进行观测，其观测顺序为后—前—变更仪器高—前—后
二、计算与检核的方法
1，三等和四等水准测量的技术要求
四等水准测量的主要技术指标〔表
2〕
水
准
视线长
前后
视
前后视
距
视线离
地根本分划、辅助分划
〔黑
根本分划、辅助
分划
等级
仪
型累积差
面最低
高
〔黑红面〕所测
高差度〔m〕
距差
〔m〕红面〕读数差〔mm〕
号〔m〕度〔m)之差〔mm〕
三
D
S3
7536
23 D
S11
四DS38051035
2、计算与检核
〔1〕视距计算
后视距离：〔9〕=[(1)-〔2〕]X100
前视距离：(10)=[(4)-(5)]X100
前、后视距差：〔11〕=〔9〕-〔10〕
前、后视距差〔11〕之值应符合表2中之规定
前、后视距累积差：〔12〕=前一站的〔12〕+本站的〔11〕12〕之值应符合表2中前、后视距累积差的限差要求。
2〕高差计算
①同一水准差红面、黑面中丝读数的校核
红、黑面中丝读数差按下式计算：
前尺：〔13〕=〔6〕+K前-〔7〕
后尺：〔14〕=〔3〕+K后-(8)
其中：K前、K后为水准尺红、黑面的常数差，分别为和。
〔13〕、
14〕之值应符合表2中红、黑面读数差限差的要求。
②计算黑面、红面的高差
黑面：〔15〕=〔3〕-〔6〕
红面：(16)=(8)-(7)
由于两尺的红面常数差K分别为和，因此(16)±后才是红
面测得的高差。
假设后尺为 4.687m,前尺为，应取
“+“号，反之，后尺为
，前尺为，那么应取〞-“号。
校核：(17)=(15)-(16) ±0.100=(14)-(13)
之值应符合表2中红、黑面所测高差之差的限差要求。
③计算平均高差
平均高差：(18)=1
[(15)
+(16)
±0.100]=(1
5)-
1(17)=(16)±0.100+(1
7)
22
(3)测段的最终校核
①高差局
部
∑[(3)+( 8)]-∑[(6)+(7
)]=
∑(15)+(16
)]=2∑(18)(±0.100)
其中，括号中的±在测站数为奇数的情况下才需要。
②视距局部
(9)-∑(10)=末站的(12)
水准路线总长：
L=∑(9)+∑(10)
四等水准测量记录表格
测后下
丝前下
站尺尺丝方
向标尺读数
K+黑
编上
丝上及减
高
差
备
注
号丝尺
号红
中数
后距
前
距
黑
面
红
面
视距差d
∑
d
后0
水准
仪型前
+
1
号
DS3
1
后
-前
-
1
1号
水准尺
常数
后
-
1
2号
水准尺
常数
前0 2
后-前
-1
后0
前
-1
3
后
-前
+ 1
等级
仪器
类型
路线总长
度/km
路线闭
合差注
四等DS
3≤15
±
20
L为路线长度；n为测站
数
最
低视
前
后视距
前后视
距累积差
黑红面
读数之差
等级
最大
视距/m
线
高
黑红面所测高
差之差/mm
差
/m/m
/
mm
度
/m
四
等80±
3
±
10
±
3
±
5
测段的最终检核：
高差局部
红、黑面后视总和减红、黑面前视总和应等于红、黑面高差总和，并且等于平均高
差总
和的两倍〔本例是奇数站，应等于±〕。
检核如下：
∑[(3)+(8)]- ∑[(6)+(7)]=(1.832+6.519++5.971)-(2.007+6.793+
∑(15)+(16)]=(-0.175)+(-0.274)+(-2.218)+ 〔〕+〔〕+
〕
2 ∑
(18)-0.100=2X[(-0.1745)+(-2.2175)+(-1.2965)]-0.100=2X(-3.6885)-0.
高差计算无误。
视距局部
后视距离总和减前视距离总和应等于末站视距累积差。
检核如下：
∑(9)-∑(10)=〔〕-(26.7+43.6+45.6)=117.4-115.9=+1.5=
末站(12)
视距计算无误。
测段总长：L=∑(9)+∑
由表2知，用DS3水准仪观测，黑红面读数差(13)、(14)不得大于2mm；黑红面所测高差之差(17)不得大于3mm;前后视距差〔11〕不得大于3m;前后视距累积差〔12〕不得大于6m。
本测段的观测完全符合以上精度要求。