高等水准测量
三、四等水准网作为小区域或测区的首级控制网，一般应布设成闭合环线，然后用附合水准路线和结点网进行加密。只有的山区等特殊情况下才允许布设支水准路线。水准路线一般尽可能沿铁路、公路以及其它坡度较小、施测方便的路线布设。尽可能避免穿越湖泊、沼泽和江河的地段。水准点应选在土质坚实、地下水位低、易于观测的位置。凡易受淹没、潮湿、震动和沉陷的地方均不宜布设水准点。水准点选定后，应埋设水准标识和水准标志并绘制标志之记（以便日后查询）。水准点间距城区1~2km、其它地区2~4km，环线或符合于高级点水准路线的最大长度三等50km、四等16km，工矿区水准点的距离还可适当的减小。一个测区至少应埋设三个水准点。水准测量的主要技术要求见表6-7-1。
表6-7-1 水准测量主要技术要求
等级
每公里高差中误差
mm
路线长度
km
水准仪型号
水准尺
观测次数
往返较差、附合
或环线闭合差
与已知点联测
附合路线或环线
平地
（mm）
山地
（mm）
二等
2
±1mm/km
因瓦
往返各一次
往返各一次
4L1/2
三等
6
≤50
±1mm/km
因瓦
往返各一次
往一次
12L1/2
4n1/2
±3mm/km
双面
往返各一次
四等
10
≤16
±3mm/km
双面
往返各一次
往一次
20L1/2
6n1/2
五等
15
±3mm/km
单面
往返各一次
往一次
30L1/2
图根
20
≤5
±3mm/km
往返各一次
往一次
40L1/2
12n1/2
注：①、结点之间或低级点与高级点之间，其路线的长度、不应大于表中规定的0.7倍；②、L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数
三、四等水准测量的实施要点
三、四等水准测量的实施要点主要有以下10点。
（1）三等水准测量必须进行往返观测。当使用±1mm/km水准仪和因瓦标尺时，可采用单程双转点观测，每个测站的观测程序仍按后~前~前~后，即黑~黑~红~红。
（2）四等水准测量除支线水准必须进行往返和单程双转点观测外，对于闭合水准和附合水准路线，均可单程观测。每个测站的观测程序也可为后~后~前~前，即黑~红~黑~红。采用单面尺，用后~前~前~后的读数程序时，在两次前视之间必须重新整置仪器，用双仪高法进行测站检查。
（3）三、四等水准测量每一测段的测站数必须为偶数，否则应加入标尺零位误差改正。由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并应重新安置仪器。
（4）在每一测站上，三等水准测量不得两次对光。四等水准测量尽量少作两次对光。
（5）、工作间歇时，最好能在水准点上结束观测。否则应选择两个坚固可靠、便于放置标尺的固定点作为间歇点，并作出标记。间歇后，应进行检查。如检查两点间歇点高差不符值三等水准小于3mm，四等小于5mm，则可继续观测。否则须从前一水准点起重新观测。
（6）在一个测站上，只有当各项检核符合限差要求时，才能迁站。如其中有一项超限，可以在本站立即重测，但须变更仪器高。如果仪器已迁站后才发现超限，则应前一水准点或间歇点重测。
（7）当每公里测站数小于15个时，闭合差按平地限差公式计算；如超过15站，则按山地限差公式计算。
（8）当成像清晰、稳定时，三、四等水准的视线长度，可容许按规定长度放大20%。
（9）水准网中，结点与结点之间或结点与高级点之间的附合水准路线长度，应为规定的0.7倍。
（10）当采用单面标尺进行三、四等水准观测时，变更仪器高前后所测两尺垫高差之差的限制，与红黑面所测高差之差的限差相同。
三、四等水准测量的观测方法
三、四等水准测量是建立测区首级高程控制最常用的方法。通常用±3mm/km级水准仪和双面水准尺进行，各项技术要求见表6-7-1。
表6-7-2 四等水准测量记录
观测方法
（1）四等水准测量
视线长度应不超过100m。每一测站上，按下列顺序进行观测。
1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数（1）、（2）、（3）；
2）后视水准尺的红面，读中丝读数（4）；
3）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数（5）、（6）（7）；
4）前视水准尺的红面，读中视读数（8）。
以上观测顺序称“后~后~前~前”，在后视和前视读数时均先读黑面再读红面，读黑面时读三丝读数，读红面时只读中丝读数。括号内数字为读数顺序。记录和计算格式见表6-7-2，有中括号内数字表示观测和计算的顺序，同时也说明了有关数字在表格内应填写的位置。
（2）三等水准测量
视线长度应不超过75m。观测顺序应为后~前~前~后，即：
1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数；
2）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数；
3）前视水准尺的红面，读中数视读数；
4）后视水准尺的红面，读中数丝读数。
计算和检核
记录、计算和检核的内容包括（参见表6-7-2）。
（1）测站上的计算和检核
1）视距计算
后视距离（9）=（1）－（2）
前视距离（10）=（5）－（6）
前、后视距在表内均以m为单位，即（下丝－上丝）×100
前后视距差（11）=（9）－（10）。对于四等水准测量，前后视距差不得超过5m；对于三等水准测量，不得超过3m。
前后视距累积差（12）=本站的（11）+上站的（12）。对四等水准测量，前后视距累积差不得超过10m；对于三等水准测量，不得超过6m。
2）同一水准尺红、黑面读数差的检核
同一水准尺红、黑面读数差为：
（13）=（3）+K－（4）
（14）=（7）+K－（8）
K为水准尺红、黑面常数差，一对水准尺的常数差K分别为4.687m和4.787m。对于四等水准测量，红、黑面读数差不得数差不得超过3mm；对于三等水准测量，不得超过2mm。
3）高差的计算和检核
黑面读数和红面读数所得的高差分别为：
（15）=（3）－（7）
（16）=（4）－（8）
黑面和红面所得高差之差（17）可同时按以下2式计算，式中“±100”为两水准尺常数K之差。“±100”在一个测段的观测中是交替变化的。
（17）=（15）－（16）±100
（17）=（13）－（14）
四等水准测量黑、红面高差之差不得超过5mm；三等水准测量不得超过3mm。
（4）计算平均高差
（18）=[（15）＋（16）±100]/2
计算时以（15）为基准，将（16）加或减100mm使之与（15）接近。
（2）总的计算和检核
在手簿每页末或每一测段完成后，应作下列检核。
（1）视距的计算和检核
末站的（12）=∑（9）－∑（10）
总视距=∑（9）－∑（10）
（2）高差的计算和检核
当测站数为偶数时
总高差=∑（18）=[∑（15）＋∑（16）]/2={∑[（3）＋（4）]－∑[（7）＋（8）]}/2
当测站数为奇数时
总高差=∑（18）=[∑（15）＋∑（16）±100]/2