普通水准测量实施
一、水准点和水准路线
水准点是测区的高程控制点，一般缩写为“BM”，用“ ”符号表示。
水准路线依据工程的性质和测区的情况，可布设成以下几种形式：
1.闭合水准路线。
如图2-13a)所示，是从一已知水准点BM A出发，经过测量各测段的高差，求得沿线其它各点高程，最后又闭合到BM A的环形路线。
2.附合水准路线。
如图2-13b)所示，是从一已知水准点BM A出发，经过测量各测段的高差，求得沿线其它各点高程，最后附合到另一已知水准点BM B的路线。
3.支水准路线。
如图2-13c)所示；是从一已知水准点BM1出发，沿线往测其它各点高程到终点2，又从2点返测到BM1，其路线既不闭合又不附合，但必须是往返施测的路线。
图2-13 水准路线图
二、施测方法
普通水准测量通常用经检校后的DS3型水准仪施测。
水准尺采用塔尺或单面只，测量时水准仪应置于两水准尺中间，使前、后视的距离尽可能相等。
具体施测方法如下：
(1)如图2-14，置水准仪于距已知后视高程点A一定距离的Ⅰ处，并选择好前视转点ZD1，将水准尺置于A点和ZD1点上。
(2)将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。
精平后读取后视读数值a1，并记入五等水准测量记录表中，见表2-3。
(3)平转望远镜照准前视尺，精平后，读取前视读数值b1，并记入五等水准测量记录表中。
至此便完成了普通水准测量一个测站的观测任务。
(4)将仪器搬迁到第Ⅱ站，把第Ⅰ站的后视尺移到第Ⅱ站的转点ZD2上，把原第Ⅰ站前视变成第Ⅱ站的后视。
(5)按(2)、(3)步骤测出第Ⅱ站的后、前视读数值a2、b2，并记入五等水准测量记录表中。
(6)重复上述步骤测至终点B为止。
Ｂ点高程的计算是先计算出各站高差：
h i = a i - b i (i=1,2,3……n)(2-6)
再用Ａ点的已知高程推算各转点的高程，最后求得Ｂ点的高程。
即：h1=a1-b1H ZD1=H A+h1
h2=a2-b2H ZD2=H ZD1+h2
…………
h n=a n-b n H B=H ZDn+h n
将上列左边求和得：
∑h=∑a-∑b=h AB (2-7) 从上列右边可知：
H B=H A+∑h(2-8)
需要指出的是，在水准测量中，高程是依次由ZD1、ZD2……等点传递过来的，这些传递高程的点称为转点。
转点既有前视读数又有后视读数，转点的选择将影响到水准测量的观测精度，因此转点要选在坚实、凸起、明显的位置，在一般土地上应放置尺垫。
三、校核方法
1．计算校核
由公式(2-7)看出，B点对A点的高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和的差值，即：
h AB=∑h=∑a-∑b(2-9)
经上式校核无误后，说明高差计算是正确的。
按照各站观测高差和A点已知高程，推算出各转点的高程，最后求得终点B的高程。
终点B的高程H B减去起点A的高程H A应等于各站高差的代数和，即：
H B-H A＝∑h(2-10)
经上式校核无误后，说明各转点高程的计算是正确的。
2．测站校核
水准测量连续性很强，一个测站的误差或错误对整个水准测量成果都有影响。
为了保证各个测站观测成果的正确性，可采用以下方法进行校核。
变更仪器高法：在一个测站上用不同的仪器高度测出两次高差。
测得第一次高差后，改变仪器高度(至少10cm)，然后再测一次高差。
当两次所测高差之差不大干3～5mm则认为观测值符合要求，取其平均值作为最后结果。
若大于3～5mm则需要重测。
双面尺法：本法是仪器高度不变，而用水准尺的红面和黑面高差进行校核。
红、黑面高差之差也不能大于3～5mm。
3．成果校核
测量成果由于测量误差的影响，使得水准路线的实测高差值与应有值不相符，其差值称为高差闭合差，若高差闭合差在允许误差范围之内时，认为外业观测成果合格；若超过允许误差范围时，应查明原因进行重测，直到符合要求为止。
一般等外水准测量的高差容许闭合差为：
平原微丘区f h容=±12n mm
山岭重丘区f h容=±40L mm (2-11)式中：L——水准路线长度，以km为单位。
五等水准测量的成果校核，主要考虑其高差闭合差是否超限。
根据不同的水准路线，其校核的方法也不同，各水准路线的高差闭合差计算公式如下：
(1)附合水准路线：实测高差的总和与始、终已知水准点高差之差值称为附合水准路线的高差闭合差。
即：
f h=∑h-（H终-H始）(2-12)
(2)闭合水准路线：实测高差的代数和不等于零，其差值为闭合水准路线的高差闭合差。
即：
f h =∑h (2-13)
(3)支水准路线：实测往、返高差的绝对值之差称为支水准路线的高差闭合差。
即：
f h ＝-｜h 往｜-｜h 返｜ （2-14）
如果水准路线的高差闭合差f h 小于或等于其容许的高差闭合差f h 容，即f h ≤f h 容，就认为外业观测成果合格，否则须进行重测。
四、成果处理
五等水准测量的成果处理就是当外业观测成果的高差闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差的调整，使调整后的各测段高差值等于应有值，也就是使f h =0。
最后用调整后的高差计算各测段水准点的高程。
高差闭合差的调整原则是以水准路线的测段站数或测段长度成正比，将闭合差反号分配到各测段上，并进行实测高差的改正计算。
1．按测站数调整高差闭合差
若按测站数进行高差闭合差的调整，则某一测段高差的改正数V i 为：
V i
=
n
f h
∑n i (2-15)
式中：∑n ——水准路线各测段的测站数总和； n i ——某一测段的测站数。
按测站数调整高差闭合差和高程计算示例如图2-15所示，并参见表2-4。
图2-15 符合水准路线
按测站数调整高差闭合差及高程计算表 表2-4
测段 编号 测点 测站数(个) 实测高差(m) 改正数(m) 改正后的高差(m) 高程(m) 备 注
1 BM A BM 1 BM
2 BM
3 BM B
12 +2.785 -0.010 +2.775 36.345 39.120 34.745 36.704 39.039
H BMB -H BMA =2.694 f h ＝∑h - (H BMB －H BMA )＝
2.741－2.694 ＝+0.047 ∑n ＝54
V i =－
n
f h
∑·n i 2 18 -4.369 -0.016 -4.385 3 13 +1.980 -0.011 +1.969 4
11 +2.345 -0.010 +2.335 ∑
54
+2.741
-0.047
+2.694
2．按测段长度调整高差闭合差
若按测段长度进行高差闭合差的调整，则某一测段高差的改正数Ｖi 为：
V i ＝-L
f h
∑L i (2-16)
式中：∑L ——水准路线各测段的总长度；
L i——某一测段的长度。
按测段长度调整高差闭合差和高程计算示例如图2-15所示，并参见表2-5。
按路线长度调整高差闭合差及高程计算表表2-5
测段编号测点
测段数
(个)
实测高差
(m)
改正数
(m)
改正后的
高差(m)
高程(m) 备注
1 BM A
BM1
BM2
BM3
BM B 2.1 +2.785 -0.011 +2.774 36.345
39.119
34.736
36.704
39.039
f h＝∑h- (H BMB－H B,MA)
＝2.741－2.694
＝+0.047
∑L＝0.1
V i=－
L
f
h
·L i
2 2.8 -4.369 -0.014
-4.383
3 2.3 +1.980 -0.012
+1.968
4 1.9 +2.34
5 -0.010
+2.335
∑
9.1 +2.741 -0.047 +2.694
还是按测段长度调整高差闭合差(见表2-5)，都应满足下列关系：
∑V＝f h
也就是水准路线各测段的改正数之和与高差闭合差大小相等符号相反。