水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)指導(dǎo)書

1、中鐵三局廣州分公司工程管理部水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)指導(dǎo)書編制： 審核： 批準(zhǔn)： 批準(zhǔn)日期：2011年09月 發(fā)布日期：2011年09月中鐵三局集團(tuán)有限公司廣州分公司目 錄一、水準(zhǔn)測(cè)量原理1二、水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作1（一）、水準(zhǔn)點(diǎn)及水準(zhǔn)測(cè)量路線形式1（二）、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施1（三）、水準(zhǔn)等級(jí):5（四）、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核5三、水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)7（一）、附合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算和調(diào)整及成果計(jì)算7（二）、閉合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算與調(diào)整7（三）、水準(zhǔn)測(cè)量的精度8四、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差9（一）、儀器誤差9（二）、觀測(cè)誤差10五、外界條件的影響10六、水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)11一、水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測(cè)定地面上兩

2、點(diǎn)間高差的方法。在地面兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀，觀測(cè)豎立在兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)標(biāo)尺，按尺上讀數(shù)推算兩點(diǎn)間的高差。通常由水準(zhǔn)原點(diǎn)或任一已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測(cè)定各點(diǎn)的高程。由于不同高程的水準(zhǔn)面不平行，沿不同路線測(cè)得的兩點(diǎn)間高差將有差異，所以在整理國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量成果時(shí)，須按所采用的正常高系統(tǒng)加以必要的改正，以求得正確的高程。二、水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作（一）、水準(zhǔn)點(diǎn)及水準(zhǔn)測(cè)量路線形式為了統(tǒng)一全國(guó)的高程系統(tǒng)和滿足各種測(cè)量的需要，測(cè)繪部門在全國(guó)各地埋設(shè)并測(cè)定了很多高程點(diǎn)，這些點(diǎn)稱為水準(zhǔn)點(diǎn)(Bench Mark)，簡(jiǎn)記為BM。水準(zhǔn)測(cè)量通常是從水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其它點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性兩種。國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)一般用石

3、料或鋼筋混凝土制成，深埋到地面凍結(jié)線以下。在標(biāo)石的頂面設(shè)有用不銹鋼或其它不易銹蝕材料制成的半球狀標(biāo)志。有些水準(zhǔn)點(diǎn)也可設(shè)置在穩(wěn)定的墻腳上，稱為墻上水準(zhǔn)點(diǎn)。 建筑工地上的永久性水準(zhǔn)點(diǎn)一般用混凝土或鋼筋混凝土制成，臨時(shí)性的水準(zhǔn)點(diǎn)可用地面上突出的堅(jiān)硬巖石或用大木樁打入地下，校頂釘以半球形鐵釘。 埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)后，應(yīng)繪出水準(zhǔn)點(diǎn)與附近固定建筑物或其它地物的關(guān)系圖，在圖上還要寫明水準(zhǔn)點(diǎn)的編號(hào)和高程，稱為點(diǎn)之記，以便于日后尋找水準(zhǔn)點(diǎn)位置之用。水準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)前通常加BM字樣，作為水準(zhǔn)點(diǎn)的代號(hào)。 水準(zhǔn)測(cè)量路線形式主要有：閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)路線。 （1）、閉合水準(zhǔn)路線從某一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMI開始，沿各高程待定

4、的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后仍回到原水準(zhǔn)點(diǎn)BMI，稱為閉合水準(zhǔn)路線。（2）、附合水準(zhǔn)路線從某一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMI出發(fā)，沿各高程待定的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BMII上，稱為附合水準(zhǔn)路線。（3）、支水準(zhǔn)路線從某一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMI出發(fā)，沿各高程待定的水準(zhǔn)點(diǎn)1、2進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，其路線既不閉合又不附合，稱為支水準(zhǔn)路線。（二）、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施1、當(dāng)欲測(cè)的高程點(diǎn)距水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)或高差很大時(shí)，就需要連續(xù)多次安置儀器采用以測(cè)出兩點(diǎn)的高差，一般采用后-前-前-后的方法進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行二等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，。為測(cè)A、B點(diǎn)高差，在AB線路上增加1、2、3、4、等中間點(diǎn)，將AB高差

5、分成若干個(gè)水準(zhǔn)測(cè)站。其中間點(diǎn)僅起傳遞高程的作用，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)（Turning Point），簡(jiǎn)寫為TP。轉(zhuǎn)點(diǎn)無固定標(biāo)志，無需算出高程。顯然，每安置一次儀器，便可測(cè)得一個(gè)高差。如圖所示：2、水準(zhǔn)測(cè)量的一般規(guī)定 （1）觀測(cè)前30分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測(cè)時(shí)應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽光；遷站時(shí)應(yīng)罩以儀器罩。 （2）儀器距前、后視水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準(zhǔn)測(cè)量中規(guī)定，一測(cè)站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。這樣，可以消除或削弱與距離有關(guān)的各種誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響，如角誤差和垂直折光等影響。 （3）對(duì)氣泡式水準(zhǔn)儀，觀測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋

6、的置平零點(diǎn)，并作標(biāo)記，隨著氣溫變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，須嚴(yán)格置平。 （4）同一測(cè)站上觀測(cè)時(shí)，不得兩次調(diào)焦；轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)，以避免傾斜螺旋和測(cè)微器隙動(dòng)差對(duì)觀測(cè)成果的影響。 （5）在兩相鄰測(cè)站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)于往測(cè)奇數(shù)測(cè)站按“后前前后”、偶數(shù)測(cè)站按“前后后前”的觀測(cè)程序在相鄰測(cè)站上交替進(jìn)行。返測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站與偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序與往測(cè)時(shí)相反，即奇數(shù)測(cè)站由前視開始，偶數(shù)測(cè)站由后視開始。這樣的觀測(cè)程序可以消除或減弱與時(shí)間成比例均勻變化的誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響，如角的變化和儀器的垂直位移等影響。 （6）在

7、連續(xù)各測(cè)站上安置水準(zhǔn)儀時(shí)，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準(zhǔn)路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。 （7）每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)，其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí)，兩水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在水準(zhǔn)路線上每一測(cè)段儀器測(cè)站安排成偶數(shù)，可以削減兩水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差等誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響。 （8）每一測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線應(yīng)進(jìn)行往測(cè)和返測(cè)，這樣，可以消除或減弱性質(zhì)相同、正負(fù)號(hào)也相同的誤差影響，如水準(zhǔn)標(biāo)尺垂直位移的誤差影響。 （9）一個(gè)測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線的往測(cè)和返測(cè)應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行，如分別在上午和下午觀測(cè)。 （10)使用補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀觀測(cè)的操作程序與水準(zhǔn)器水準(zhǔn)儀相同。觀測(cè)

8、前對(duì)圓水準(zhǔn)器應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)與校正，觀測(cè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。 （11）水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)工作間歇時(shí)，最好能結(jié)束在固定的水準(zhǔn)點(diǎn)上，否則，應(yīng)選擇兩個(gè)堅(jiān)穩(wěn)可靠、光滑突出、便于放置水準(zhǔn)標(biāo)尺的固定點(diǎn)，作為間歇點(diǎn)加以標(biāo)記，間歇后，應(yīng)對(duì)兩個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如符合限差要求（對(duì)于二等水準(zhǔn)測(cè)量，規(guī)定檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差應(yīng)1.Omm），就可以從間歇點(diǎn)起測(cè)。若僅能選定一個(gè)固定點(diǎn)作為間歇點(diǎn)，則在間歇后應(yīng)仔細(xì)檢視，確認(rèn)沒有發(fā)生任何位移，方可由間歇點(diǎn)起測(cè)。3、水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法 測(cè)站觀測(cè)程序 往測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)?后視標(biāo)尺的基本分劃； 前視標(biāo)尺的基本分劃； 前視標(biāo)尺的輔助分劃； 后視標(biāo)尺的輔助

9、分劃； 往測(cè)時(shí)，偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)?前視標(biāo)尺的基本分劃； 后視標(biāo)尺的基本分劃； 后視標(biāo)尺的輔助分劃； 前視標(biāo)尺的輔助分劃。 返測(cè)時(shí)，奇、偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇數(shù)測(cè)站相同。 按光學(xué)測(cè)微法進(jìn)行觀測(cè)，以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站為例，一測(cè)站的操作程序如下： （1）置平儀器。氣泡式水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，水準(zhǔn)氣泡兩端影像的分離，不得超過lcm，對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，要求圓氣泡位于指標(biāo)圓環(huán)中央。 （2）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)標(biāo)尺，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像近于符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀應(yīng)置于第擺位）。隨后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（如表5-2中的（1）和（2）。視距讀取4位，

10、第四位數(shù)由測(cè)微器直接讀得。然后，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合，使用測(cè)微螺旋用楔形平分線精確照準(zhǔn)標(biāo)尺的基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（3）。測(cè)微分劃讀數(shù)取至測(cè)微器最小分劃。 （3）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第擺位），用楔形平分線照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（4）。然后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（5）和（6）。 （4）用水平微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀置于第擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行標(biāo)尺輔助分劃與測(cè)微分劃讀數(shù)（7）。

11、（5）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)后視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行輔助分劃與測(cè)微分劃讀數(shù)（8）。表5-2中第（1）至（8）欄是讀數(shù)的記錄部分，（9）至（18）欄是計(jì)算部分，現(xiàn)以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序?yàn)槔瑏碚f明計(jì)算內(nèi)容與計(jì)算步驟。 視距部分的計(jì)算 （9）=（1）-（2） （10）=（5）-（6） （11）=（9）-（10） （12）=（11）+前站（12） 高差部分的計(jì)算與檢核 （14）（3）+ K -（8）式中K為基輔差（對(duì)于N3水準(zhǔn)標(biāo)尺而言K=3.0155m) （13）=（4）+ K -（7） （15）=（3）-（4）

12、（16）=（8）-（7） （17）=（14）-（13）=（15）-（16）檢核：（18）=（15）+（16）表1：水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)手簿測(cè)自 至 19 年 月 日時(shí)間 始 時(shí) 分 末 時(shí) 分 成 像 溫度 云量 風(fēng)向風(fēng)速 天氣 土質(zhì) 太陽方向 測(cè)站編號(hào)后尺下絲前尺下絲方 尺及向 號(hào)標(biāo)尺讀數(shù)基+K減輔（一減二）備考上絲上絲后距前距基本分劃（一次）輔助分劃（二次）視距差（1）（5）后（3）（8）（14）（2）（6）前（4）（7）（13）（9）（10）后-前（15）（16）（17）（11）（12）（18）后前后-前（三）、水準(zhǔn)等級(jí):水準(zhǔn)等級(jí)分為六級(jí)，一、二、三、四、五、圖根（等外）。1、一等水準(zhǔn)網(wǎng)是國(guó)家高

13、程控制網(wǎng)的骨干。二等水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)于一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)，是國(guó)家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)。三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)為國(guó)家高程控制網(wǎng)的進(jìn)一步加密。建立國(guó)家高程控制網(wǎng)，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法。2、城市首級(jí)高程等級(jí)：二等42%；三等42%；四等16%。3、各級(jí)公路及構(gòu)造物的水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)應(yīng)按規(guī)范要求選定。（四）、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核1、計(jì)算檢核 B點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的高差等于各轉(zhuǎn)點(diǎn)之間高差的代數(shù)和，也等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和，因此，此式可用來作為計(jì)算的檢核。但計(jì)算檢核只能檢查計(jì)算是否正確，不能檢核觀測(cè)和記錄時(shí)是否產(chǎn)生錯(cuò)誤。 2、測(cè)站檢核 B點(diǎn)的高程是根據(jù)A點(diǎn)的已知高程和轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的高差計(jì)算出來。若其中測(cè)錯(cuò)任何一個(gè)高差，B點(diǎn)高程就不會(huì)正確

14、。因此，對(duì)每一站的高差，都必須采取措施進(jìn)行檢核測(cè)量。 （1）變動(dòng)儀器高法：同一測(cè)站用兩次不同的儀器高度，測(cè)得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。 （2）雙面尺法：儀器高度不變，立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測(cè)得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。 3、成果檢核 測(cè)站檢核只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差超限。由于溫度、風(fēng)力、大氣折光、尺墊下沉和儀器下沉等到外界條件引起的誤差，尺了傾斜和估讀的誤差，以及水準(zhǔn)儀本身的誤差等，雖然在一個(gè)測(cè)站上反映不很明顯，但隨著測(cè)站數(shù)的增多使誤差積累，有時(shí)也會(huì)超過規(guī)定的限差。 （1）附合水準(zhǔn)路線檢核各段高差的代數(shù)和（h測(cè)）理論值應(yīng)等于零：h理= HA -

15、 HA =0如果不等于零，便產(chǎn)生閉合差，fh= HA - HA =h測(cè)，其值不應(yīng)超高容允許值：fh fh容（2）閉合水準(zhǔn)路線檢核 各段的高差代數(shù)和理論值應(yīng)等于兩端已知水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差：h理= HA -HB =h測(cè)如果不相等，兩者之差稱為高程閉合差，fh=h測(cè)-h理，其值不應(yīng)超高容許值：fh fh容。（3）支水準(zhǔn)路線檢核 往返高差的代數(shù)和理論值應(yīng)為零（往測(cè)高差總和與返測(cè)高差總和絕對(duì)值應(yīng)相等而符號(hào)相反）：h往+h返=0如果不等于零，便產(chǎn)生閉合差，fh=h往+h返，其值不應(yīng)超高容許值：fh fh容。水準(zhǔn)測(cè)量容許值符合表3水準(zhǔn)測(cè)量的限差要求的規(guī)定三、水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)式作結(jié)束后，要檢查手簿，再計(jì)

16、算各點(diǎn)間的高差。經(jīng)檢核無誤后，才能進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整高差閉合差。最后計(jì)算各點(diǎn)的高程。 （一）、附合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算和調(diào)整及成果計(jì)算1、高差閉合差的計(jì)算 高差閉合差可用來衡量測(cè)量成果的精度，等外水準(zhǔn)測(cè)量的高差閉合差容許值。 2、閉合差的調(diào)整 在同一條水準(zhǔn)路線上，假設(shè)觀測(cè)條件是相同的，可認(rèn)為各站產(chǎn)生的誤差機(jī)會(huì)是相同的，故閉合差的調(diào)整按與測(cè)站數(shù)（或距離）成正比反符號(hào)分配的原則進(jìn)行。 3、高程計(jì)算 根據(jù)檢核過的改正后高差，由起始點(diǎn)A開始，逐點(diǎn)推算出各點(diǎn)的高程。（二）、閉合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算與調(diào)整 1、閉合水準(zhǔn)路線各段高差的代數(shù)和應(yīng)等于零，即 由于存在著測(cè)量誤差，必然產(chǎn)生高差閉合差，閉合水準(zhǔn)路線高差閉

17、合差的調(diào)整方法、容許值的計(jì)算，均與附合水準(zhǔn)路線相同。 對(duì)于DS3級(jí)微傾水準(zhǔn)儀，I值不得大于20。 校正 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使中絲對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)尺上正確讀數(shù)c2，此時(shí)視準(zhǔn)軸處于水平位置，但管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心。用撥針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的上、下兩個(gè)校正螺絲，使氣泡的兩個(gè)半象符合。2、水準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)規(guī)范要求：表2 水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求：等級(jí)儀器類型視線長(zhǎng)度前后視距差任一測(cè)站上前后視距差積累視線高度（下絲讀數(shù)）一等DSZ05，DS05300.51.50.5二等DS1,DS0550130.3三等DS37525三絲能讀數(shù)DS1,DS0510025三絲能讀數(shù)四等DS3100310三絲能讀數(shù)DS1,DS05150310三絲

18、能讀數(shù)表3 水準(zhǔn)測(cè)量的限差要求水準(zhǔn)測(cè)量限差要求（mm）等級(jí)測(cè)段、區(qū)段、路線往返測(cè)不符值附和路線閉合差或環(huán)閉合差檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差只差平原山區(qū)平原山區(qū)一等±1.8K-±2F±3R二等±4K±0.8n±4L±4F±6R三等±12K±2.4n±12L±15L±20R四等±20K±4n±20L±25L±30R五等±30K±20K±30L±40R注：K-測(cè)段、區(qū)段或路線長(zhǎng)度，kmL-附和路

19、線長(zhǎng)度，kmF-環(huán)線長(zhǎng)度，kmR-檢測(cè)測(cè)段長(zhǎng)度，km（三）、水準(zhǔn)測(cè)量的精度水準(zhǔn)測(cè)量的精度根據(jù)往返測(cè)的高差不符值來評(píng)定，因?yàn)橥禍y(cè)的高差不符值集中反映了水準(zhǔn)測(cè)量各種誤差的共同影響，這些誤差對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量精度的影響，不論其性質(zhì)和變化規(guī)律都是極其復(fù)雜的，其中有偶然誤差的影響，也有系統(tǒng)誤差的影響。 根據(jù)研究和分析可知，在短距離，如一個(gè)測(cè)段的往返測(cè)高差不符值中，偶然誤差是得到反映的，雖然也不排除有系統(tǒng)誤差的影響，但畢竟由于距離短，所以影響很微弱，因而從測(cè)段的往返高差不符值來估計(jì)偶然中誤差，還是合理的。在長(zhǎng)的水準(zhǔn)線路中，例如一個(gè)閉合環(huán)，影響觀測(cè)的，除偶然誤差外，還有系統(tǒng)誤差，而且這種系統(tǒng)誤差，在很長(zhǎng)的路線上，

20、也表現(xiàn)有偶然性質(zhì)。環(huán)形閉合差表現(xiàn)為真誤差的性質(zhì)，因而可以利用環(huán)形閉合差來估計(jì)含有偶然誤差和系統(tǒng)誤差在內(nèi)的全中誤差，現(xiàn)行水準(zhǔn)規(guī)范中所采用的計(jì)算水準(zhǔn)測(cè)量精度的公式，就是以這種基本思想為基礎(chǔ)而導(dǎo)得的。 由個(gè)測(cè)段往返測(cè)的高差不符值計(jì)算每公里單程高差的偶然中誤差（相當(dāng)于單位權(quán)觀測(cè)中誤差）的公式為 （3-1）往返測(cè)高差平均值的每公里偶然中誤差為 （3-2）式中，是各測(cè)段往返測(cè)的高差不符值，取mm為單位；R是各測(cè)段的距離，取km為單位；是測(cè)段的數(shù)目。（3-2）式就是水準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定用以計(jì)算往返測(cè)高差平均值的每公里偶然中誤差的公式，這個(gè)公式是不嚴(yán)密的，因?yàn)樵谟?jì)算偶然誤差時(shí)，完全沒有顧及系統(tǒng)誤差的影響。顧及系統(tǒng)誤

21、差的嚴(yán)密公式，形式比較復(fù)雜，計(jì)算也比較麻煩，而所得結(jié)果與（3-2）式所算得的結(jié)果相差甚微，所以（3-2）式可以認(rèn)為是具有足夠可靠性的。 按水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，一、二等水準(zhǔn)路線須以測(cè)段往返高差不符值按（3-2）式計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量往返高差中數(shù)的偶然中誤差。當(dāng)水準(zhǔn)路線構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)的水準(zhǔn)環(huán)超過20個(gè)時(shí)，還需按水準(zhǔn)環(huán)閉合差計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的全中誤差。 計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的全中誤差的公式為 （3-3）式中，是水準(zhǔn)環(huán)線經(jīng)過正常水準(zhǔn)面不平行改正后計(jì)算的水準(zhǔn)環(huán)閉合差矩陣，的轉(zhuǎn)置矩陣為環(huán)的閉合差，以mm為單位；為水準(zhǔn)環(huán)的數(shù)目，協(xié)因數(shù)矩陣中對(duì)角線元素為各環(huán)線的周長(zhǎng)，非對(duì)角線元素，如果圖形不相鄰，則一律為

22、零，如果圖形相鄰，則為相鄰邊長(zhǎng)度（公里數(shù)）的負(fù)值。每公里水準(zhǔn)測(cè)量往返高差中數(shù)偶然中誤差和 表4等級(jí)一等mm二等mm0.451.01.02.0全中誤差的限值列于表4中。偶然中誤差，全中誤差超限時(shí)，應(yīng)分析原因，重測(cè)有關(guān)測(cè)段或路線。四、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差 （一）、儀器誤差 1、儀器校正后的殘余誤差 I角校正殘余誤差，這種影響與距離成正比，只要觀測(cè)時(shí)注意前、后視距離相等，可消除或減弱此項(xiàng)的影響。 2、水準(zhǔn)尺誤差 由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長(zhǎng)變化、彎曲等影響，水準(zhǔn)尺必須經(jīng)過檢驗(yàn)才能使用。標(biāo)尺的零點(diǎn)差可在一水準(zhǔn)段中使測(cè)站為偶數(shù)的方法予以消除。 （二）、觀測(cè)誤差 1、水準(zhǔn)管氣泡居中誤差 設(shè)水準(zhǔn)管分劃值為，居中誤差

23、一般為±0.15，采用符合式水準(zhǔn)器時(shí)，氣泡居中精度可提高一倍。 2、讀數(shù)誤差 在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視線長(zhǎng)度有關(guān)。 3、視差影響 當(dāng)視差存在時(shí)，十字絲平面與水準(zhǔn)尺影像不重合，若眼睛觀察的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，因而也會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)誤差。 4、水準(zhǔn)尺傾斜影響 水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大。 五、外界條件的影響 1、儀器下沉 由于儀器下沉，使視線降低，從而引起高差誤差。采用“后、前、前、后”的觀測(cè)程序，可減弱其影響。 2、尺墊下沉 如果在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉，將使下一站后視讀數(shù)增大。采用往返觀測(cè)，取平均值的方法可以減弱其影響。 3、地球曲率及大氣折光

24、影響 由于大氣折光，視線并非是水平，而是一條曲線，曲線的曲率半徑為地球半徑的7倍。 如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測(cè)站的距離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含有相同的 。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此，放測(cè)站時(shí)要爭(zhēng)取“前后視相等” 接近地面的空氣溫度不均勻，所以空氣的密度也不均勻。光線在密度不勻的介質(zhì)中沿曲線傳布。這稱為“大氣折光”。總體上說，白天近地面的空氣溫度高，密度低，彎曲的光線凹面向上；晚上近地面的空氣溫度低，密度高，彎曲的光線凹面向下。接近地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大，由于空氣的溫度不同時(shí)刻不同的地方一直處于變動(dòng)之中。所以很難描述折光的規(guī)律。對(duì)策是避免用接近地面的視線工作，盡量抬高視線，用前后