摘 要：本文作者介紹了三等水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)原則，探討了三等水準(zhǔn)測量中的技術(shù)設(shè)計部分，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：三等,水準(zhǔn)測量技術(shù),分析

　　在三等水準(zhǔn)外業(yè)觀測時我們還應(yīng)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(yīng)一手抱住儀器一手抱住腳架，不準(zhǔn)把儀器扛在肩上;儀器若架設(shè)在較為松軟的地方觀測時，必須踩實(shí)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(zhuǎn)彎處，每一測站上儀器和前后視水準(zhǔn)尺應(yīng)盡量在一條直線上。本文對三等水準(zhǔn)測量中的技術(shù)設(shè)計部分的探討，對測量生產(chǎn)中高程控制測量技術(shù)設(shè)計具有參考意義。

　　1 三等水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)原則

　　三等水準(zhǔn)測量的路線一般應(yīng)根據(jù)需要在測區(qū)高級水準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)加密，布設(shè)成附合路線，并盡可能互相交叉，構(gòu)成閉合環(huán)。單獨(dú)的附合路線長度應(yīng)不超過 200 km;環(huán)線周長應(yīng)不超過 300 km。在水準(zhǔn)測量中其網(wǎng)形布設(shè)應(yīng)盡量遵循下述原則：

　　1.1 水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量沿坡度小的道路布設(shè)，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(zhǔn)路線若與高壓輸電線或地下電纜平行，則應(yīng)使水準(zhǔn)路線在輸電線或電纜 50 m 以外布設(shè)，以避免電磁場對水準(zhǔn)測量的影響。

　　1.3 布設(shè)首級高程控制網(wǎng)時，應(yīng)考慮留有余地，以便在后面的工作中能夠進(jìn)一步加密。

　　1.4 水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)盡可能布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，個別情況下亦可布設(shè)成附合路線。水準(zhǔn)點(diǎn)間的距離：一般地區(qū)為 2 km～4 km;城市建筑區(qū)和工業(yè)區(qū)為 1 km～2 km。

　　1.5 測區(qū)水準(zhǔn)路線應(yīng)與國家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，以使高程系統(tǒng)保持統(tǒng)一，并注意對測區(qū)已有水準(zhǔn)成果的利用。

　　2 野外選點(diǎn)和埋石

　　2.1 選點(diǎn)

　　在地形圖上設(shè)計好高程點(diǎn)控制點(diǎn)后，還應(yīng)到實(shí)地選點(diǎn)，最終確定水準(zhǔn)路線。選點(diǎn)時應(yīng)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(yīng)盡量避開土質(zhì)松軟的地段;三是應(yīng)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(zhǔn)點(diǎn)位置的選定需能保證埋設(shè)標(biāo)石的穩(wěn)定、安全和長久保存，并便于觀測利用。因此，下列地點(diǎn)不應(yīng)埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)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(diǎn);二是有土崩、滑坡、沉陷、隆起等地殼局部形變較大的地點(diǎn);三是土堆、河堤、沖積層河岸以及其他土質(zhì)松軟、地下水位變化較大(如油井、機(jī)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(nèi)，或其他易受劇烈震動的地點(diǎn);五是不堅固或準(zhǔn)備拆修的建筑物上，或短期內(nèi)將因修建而可能毀掉標(biāo)石或阻礙觀測的地點(diǎn)。

　　2.2 埋石

　　基本水準(zhǔn)標(biāo)石和普通水準(zhǔn)標(biāo)石，根據(jù)其制作材料和埋設(shè)規(guī)格的不同，可分為：基本水準(zhǔn)標(biāo)石和普通水準(zhǔn)標(biāo)石兩種。所埋設(shè)的水準(zhǔn)標(biāo)石的類型和規(guī)格應(yīng)根據(jù)地區(qū)及土質(zhì)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(qū)，埋設(shè)混凝土水準(zhǔn)標(biāo)石;二是在翻漿、沼澤、鹽堿地區(qū)埋設(shè)混凝土水準(zhǔn)標(biāo)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(qū)，應(yīng)按凍土地區(qū)的埋石規(guī)定進(jìn)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(diǎn)，可埋設(shè)巖層水準(zhǔn)標(biāo)石;五是確實(shí)需要在沙漠地區(qū)埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)石時，須埋設(shè)螺旋鋼管標(biāo)石，埋石地點(diǎn)必須選于植物叢生之處;六是凡在堅固建筑物(房屋、紀(jì)念碑、塔、橋基等)和堅固石崖處，應(yīng)盡可能埋設(shè)墻腳水準(zhǔn)標(biāo)志。

　　為了長期保存和便于尋找水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)后，應(yīng)按下列要求進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)的外部整飾：一是埋在地下的水準(zhǔn)標(biāo)石，均應(yīng)在點(diǎn)位正北方 1.5 m 處埋設(shè)一指示牌，既做到對點(diǎn)位的保護(hù)宣傳，也作為后續(xù)測量人員找點(diǎn)的標(biāo)志;二是埋設(shè)在工廠、機(jī)關(guān)、學(xué)校、住宅院內(nèi)的地下水準(zhǔn)標(biāo)石可不埋設(shè)指示牌，不挖護(hù)溝，但應(yīng)在點(diǎn)位上方埋設(shè)指示牌;三是三等水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在地下水準(zhǔn)標(biāo)石(明標(biāo))時，僅在水準(zhǔn)標(biāo)石的四周(距水準(zhǔn)標(biāo)石中心 1.0 m 以內(nèi))挖一護(hù)溝;四是基巖水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)后，應(yīng)在其四周砌筑圍墻，在砌筑時應(yīng)注意不妨礙觀測。

　　埋石過程中應(yīng)向當(dāng)?shù)貜V大群眾和干部宣傳保護(hù)測量標(biāo)志的重大意義和注意事項，埋石結(jié)束后應(yīng)將有關(guān)事項填注于點(diǎn)之記中，并向當(dāng)?shù)卣�府機(jī)關(guān)辦理委托保管手續(xù)。

　　3 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺的檢校

　　水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺是進(jìn)行水準(zhǔn)測量的主要工具，水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺是否合乎要求，直接關(guān)系到成果精度的好壞。因此，對于水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺必須定期按規(guī)定進(jìn)行檢校，平時應(yīng)注意保管和維護(hù)，使儀器和標(biāo)尺經(jīng)常保持良好狀態(tài)，以保證測量任務(wù)的順利完成。

　　3.1 水準(zhǔn)儀檢校項目

　　水準(zhǔn)儀的檢校項目包括：檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀及腳架各部件;望遠(yuǎn)鏡光學(xué)性能的檢驗(yàn);圓水準(zhǔn)器(概略整平用的水準(zhǔn)器)安置正確性的檢驗(yàn)校正;符合水準(zhǔn)器分劃值、符合精度的測定及符合水準(zhǔn)質(zhì)量的檢驗(yàn)，或補(bǔ)償式自動安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)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(xué)測微器效用的正確性和分劃值的測定;調(diào)焦透鏡運(yùn)行正確性的檢驗(yàn);視準(zhǔn)軸與水平軸相互關(guān)系(交叉誤差和 i 角)的檢驗(yàn)與校正，或補(bǔ)償式自動安平水平儀的視準(zhǔn)軸位置正確性的檢驗(yàn);按三等水準(zhǔn)測量的觀測方法和限差測試一條不短于 2 km 的水準(zhǔn)路線。

　　3.2 水準(zhǔn)標(biāo)尺檢校項目

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

　　4 水準(zhǔn)觀測限差規(guī)定和超限處理

　　4.1 限差規(guī)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(huán)線長度，以 km 為單位，K 為路線或區(qū)段、測段長度，以 km 為單位。

　　4.1.2 表 2 中“檢驗(yàn)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(dāng)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(dāng)觀測結(jié)果超限時，作業(yè)人員須對超限的原因進(jìn)行客觀的具體分析，并遵循下列原則進(jìn)行重測和取舍：

　　4.2.1 凡超出表 1 和表 2 規(guī)定限差的結(jié)果，均應(yīng)進(jìn)行重測。

　　4.2.2 因測站觀測限差超限，在本站檢查發(fā)現(xiàn)后可立即重測，若遷站后才檢查發(fā)現(xiàn)，則應(yīng)從水準(zhǔn)點(diǎn)或間歇點(diǎn)(須經(jīng)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(yīng)先就可靠程度較小的往測或返測進(jìn)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(shù)與另一單程原測高差的不符值亦不超出限差，則取此中數(shù)作為該單程高差結(jié)果(若同向超限則取重測結(jié)果)。若該單程重測后仍超出限差，則重測另一單程。如果出現(xiàn)同向不超限，但異向間超限的分群現(xiàn)象時，要進(jìn)行具體分析，找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因，采取有效措施(如縮短視距、加強(qiáng)腳架與尺臺的穩(wěn)固、選擇最有利的觀測時間等)，再進(jìn)行觀測，以達(dá)到符合限差要求。

　　4.2.4 路線和閉合差超限時，應(yīng)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(jìn)行重測，如重測后仍不符合限差時，則應(yīng)重測該路線上的其余有關(guān)路段。

　　5 結(jié)束語

　　三等水準(zhǔn)測量可為地形圖測繪和各種工程建設(shè)提供高程控制。新中國成立不久我國就布設(shè)了覆蓋整個國家的三等高程控制網(wǎng)，在過去的 60 年中，基本滿足了生產(chǎn)和科學(xué)研究的需求。但隨著測繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類活動的頻繁，一方面，國家基本等級高程控制網(wǎng)表現(xiàn)出一定的局限性，如城市化進(jìn)程的加快，原來沿著公路沿線布設(shè)的水準(zhǔn)路線在公路改線后復(fù)測很不方便;測量標(biāo)志保護(hù)不力，大量水準(zhǔn)點(diǎn)遭到破壞，復(fù)測已失去意義。另一方面，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對高程測量提出了更頻繁的需求。

　　參考文獻(xiàn)：

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

　　[2] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 12898—2009 國家三/四等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].2009-10-01.