摘 要：本文作者介紹了三等水準網布設原則，探討了三等水準測量中的技術設計部分，供同行參考。

　　關鍵詞：三等,水準測量技術,分析

　　在三等水準外業觀測時我們還應注意以下幾個方面：觀測時，必須用遮陽傘遮蔽陽光，遷站時應一手抱住儀器一手抱住腳架，不準把儀器扛在肩上;儀器若架設在較為松軟的地方觀測時，必須踩實腳架腿，以減小儀器下沉引起的誤差;遷站時，只能將儀器和后視尺向前移動，本站的前視尺的尺墊不動，作為下一測站的后視尺;除線路轉彎處，每一測站上儀器和前后視水準尺應盡量在一條直線上。本文對三等水準測量中的技術設計部分的探討，對測量生產中高程控制測量技術設計具有參考意義。

　　1 三等水準網布設原則

　　三等水準測量的路線一般應根據需要在測區高級水準網內加密，布設成附合路線，并盡可能互相交叉，構成閉合環。單獨的附合路線長度應不超過 200 km;環線周長應不超過 300 km。在水準測量中其網形布設應盡量遵循下述原則：

　　1.1 水準路線應盡量沿坡度小的道路布設，以減弱前后視折光誤差的影響。盡量避免跨越河流、湖泊、沼澤等障礙物。

　　1.2 水準路線若與高壓輸電線或地下電纜平行，則應使水準路線在輸電線或電纜 50 m 以外布設，以避免電磁場對水準測量的影響。

　　1.3 布設首級高程控制網時，應考慮留有余地，以便在后面的工作中能夠進一步加密。

　　1.4 水準網應盡可能布設成環形網或結點網，個別情況下亦可布設成附合路線。水準點間的距離：一般地區為 2 km～4 km;城市建筑區和工業區為 1 km～2 km。

　　1.5 測區水準路線應與國家水準點進行聯測，以使高程系統保持統一，并注意對測區已有水準成果的利用。

　　2 野外選點和埋石

　　2.1 選點

　　在地形圖上設計好高程點控制點后，還應到實地選點，最終確定水準路線。選點時應遵循以下原則：一是盡量沿公路、鐵路以及其他坡度較小的道路;二是應盡量避開土質松軟的地段;三是應避免通過大城市、大火車站和來往車輛與行人較多的道路;四是盡量避免跨過湖泊、沼澤、山谷、較寬的河流及其他障礙物。

　　同時，水準點位置的選定需能保證埋設標石的穩定、安全和長久保存，并便于觀測利用。因此，下列地點不應埋設水準標石：一是地勢隱蔽、不便于觀測之處，或易于淹沒、潮濕或地下水位甚高的地點;二是有土崩、滑坡、沉陷、隆起等地殼局部形變較大的地點;三是土堆、河堤、沖積層河岸以及其他土質松軟、地下水位變化較大(如油井、機井附件)之處;四是距鐵路 50 m、公路 20m(特殊情況可酌情處理)以內，或其他易受劇烈震動的地點;五是不堅固或準備拆修的建筑物上，或短期內將因修建而可能毀掉標石或阻礙觀測的地點。

　　2.2 埋石

　　基本水準標石和普通水準標石，根據其制作材料和埋設規格的不同，可分為：基本水準標石和普通水準標石兩種。所埋設的水準標石的類型和規格應根據地區及土質情況決定，一般遵循下述原則：一是在土壤不凍或凍土深度不大于 0.8 m 的地區，埋設混凝土水準標石;二是在翻漿、沼澤、鹽堿地區埋設混凝土水準標石時，須加涂瀝青，以防腐蝕;三是在凍土深度大于 0.8 m 的地區，應按凍土地區的埋石規定進行埋石;四是在堅硬巖石層露出地面或在地面下不超過 1.5 m 的地點，可埋設巖層水準標石;五是確實需要在沙漠地區埋設水準標石時，須埋設螺旋鋼管標石，埋石地點必須選于植物叢生之處;六是凡在堅固建筑物(房屋、紀念碑、塔、橋基等)和堅固石崖處，應盡可能埋設墻腳水準標志。

　　為了長期保存和便于尋找水準點，水準標石埋設后，應按下列要求進行水準點的外部整飾：一是埋在地下的水準標石，均應在點位正北方 1.5 m 處埋設一指示牌，既做到對點位的保護宣傳，也作為后續測量人員找點的標志;二是埋設在工廠、機關、學校、住宅院內的地下水準標石可不埋設指示牌，不挖護溝，但應在點位上方埋設指示牌;三是三等水準點埋設在地下水準標石(明標)時，僅在水準標石的四周(距水準標石中心 1.0 m 以內)挖一護溝;四是基巖水準標石埋設后，應在其四周砌筑圍墻，在砌筑時應注意不妨礙觀測。

　　埋石過程中應向當地廣大群眾和干部宣傳保護測量標志的重大意義和注意事項，埋石結束后應將有關事項填注于點之記中，并向當地政府機關辦理委托保管手續。

　　3 水準儀和水準標尺的檢校

　　水準儀和水準標尺是進行水準測量的主要工具，水準儀和水準標尺是否合乎要求，直接關系到成果精度的好壞。因此，對于水準儀和水準尺必須定期按規定進行檢校，平時應注意保管和維護，使儀器和標尺經常保持良好狀態，以保證測量任務的順利完成。

　　3.1 水準儀檢校項目

　　水準儀的檢校項目包括：檢驗水準儀及腳架各部件;望遠鏡光學性能的檢驗;圓水準器(概略整平用的水準器)安置正確性的檢驗校正;符合水準器分劃值、符合精度的測定及符合水準質量的檢驗，或補償式自動安平水準儀補償性能與自動安平精度的測定;傾斜螺旋效用的正確性和分劃值的測定;十字絲的檢查及視距絲和分劃值的測定;光學測微器效用的正確性和分劃值的測定;調焦透鏡運行正確性的檢驗;視準軸與水平軸相互關系(交叉誤差和 i 角)的檢驗與校正，或補償式自動安平水平儀的視準軸位置正確性的檢驗;按三等水準測量的觀測方法和限差測試一條不短于 2 km 的水準路線。

　　3.2 水準標尺檢校項目

　　水準標尺的檢校項目包括：檢視水準標石各部分是否牢固無損;水準標尺上圓水準器安置正確性的檢驗與校正;水準標石分劃面彎曲差(矢距)的測定;水準標尺分劃線每米分劃間隔真長的測定;水準標尺分劃線分米分劃誤差的測定;一對水準標尺零點差及基、輔分劃讀數差常數的測定;水準標尺零點差及水準標尺中軸線與標尺底面垂直性的測定。

　　4 水準觀測限差規定和超限處理

　　4.1 限差規定

　　對表 2 的說明：

　　4.1.1 表 2 中的 R、L、F 分別為測段、路線、環線長度，以 km 為單位，K 為路線或區段、測段長度，以 km 為單位。

　　4.1.2 表 2 中“檢驗已測測段高差之差”的限差對單程檢測和雙程(往、返)檢測均使用。

　　4.1.3 當一個測段的長度小于 1 km 時，表 2 中的 R 按 1 km 計算。

　　4.2 誤差超限的處理

　　當觀測結果超限時，作業人員須對超限的原因進行客觀的具體分析，并遵循下列原則進行重測和取舍：

　　4.2.1 凡超出表 1 和表 2 規定限差的結果，均應進行重測。

　　4.2.2 因測站觀測限差超限，在本站檢查發現后可立即重測，若遷站后才檢查發現，則應從水準點或間歇點(須經檢測符合限差)起測，重新觀測。

　　4.2.3 測段往返測高差不符值超限，應先就可靠程度較小的往測或返測進行整測段重測。若重測的高差與同方向原測高差的不符值不超過往返測高差不符值的限值，且其中數與另一單程原測高差的不符值亦不超出限差，則取此中數作為該單程高差結果(若同向超限則取重測結果)。若該單程重測后仍超出限差，則重測另一單程。如果出現同向不超限，但異向間超限的分群現象時，要進行具體分析，找出產生系統誤差的主要原因，采取有效措施(如縮短視距、加強腳架與尺臺的穩固、選擇最有利的觀測時間等)，再進行觀測，以達到符合限差要求。

　　4.2.4 路線和閉合差超限時，應先就路線上可靠程度較小的(往返測高差不符值較大或觀測條件不佳者)某些測段進行重測，如重測后仍不符合限差時，則應重測該路線上的其余有關路段。

　　5 結束語

　　三等水準測量可為地形圖測繪和各種工程建設提供高程控制。新中國成立不久我國就布設了覆蓋整個國家的三等高程控制網，在過去的 60 年中，基本滿足了生產和科學研究的需求。但隨著測繪科學技術的發展和人類活動的頻繁，一方面，國家基本等級高程控制網表現出一定的局限性，如城市化進程的加快，原來沿著公路沿線布設的水準路線在公路改線后復測很不方便;測量標志保護不力，大量水準點遭到破壞，復測已失去意義。另一方面，隨著我國經濟建設的快速發展，對高程測量提出了更頻繁的需求。

　　參考文獻：

　　[1] 孔祥元，郭際明，劉宗泉.大地測量學基礎[M].武漢：武漢大學出版社，2006.

　　[2] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 12898—2009 國家三/四等水準測量規范[S].2009-10-01.