2.2　水準測量的原理

水準測量是利用水平視線來求得兩點的高差。例如圖2-2中，為了求出A、B兩點的高差h_AB，在A、B兩個點上豎立帶有分劃的標尺——水準尺，在A、B兩點之間安置可提供水平視線的儀器——水準儀。當視線水平時，在A、B兩個點的標尺上分別讀得后視讀數a和前視讀數b，則A、B兩點的高差等于兩個標尺讀數之差。即

　　（2-1）

圖2-2　水準測量原理

如果A為已知高程的點，B為待求高程的點，則B點的高程為

　　（2-2）

讀數a是在已知高程點上的水準尺讀數，稱為“后視讀數（Backsight）”；b是在待求高程點上的水準尺讀數，稱為“前視讀數（Foresight）”。高差必須是后視讀數減去前視讀數。利用高差計算高程的方法，稱為高差法。高差的值可能是正，也可能是負，正值表示待求點B高于已知點A，負值表示待求點B低于已知點A。此外，高差的正負號又與測量進行的方向有關，如圖2-2中測量由A向B進行，高差用表示，其值為正；反之由B向A進行，則高差用表示，其值為負。所以說明高差時必須標明高差的正負號，同時要說明測量進行的方向。

令，稱為儀器視線高程，簡稱視線高，則有

　　（2-3）

利用視線高計算高程的方法，稱為視線高法。適用于在一個測站上，需要觀測多個前視讀數時，較為方便。

由此可見，水準測量的基本原理是利用水準儀提供的一條水平視線，借助前后兩把水準尺，測得兩點的高差，進而由已知點的高程推求未知點的高程。