2.1　水準測量原理

2.1.1　基本原理

水準測量是利用水準儀所提供的水平視線,并借助水準尺,測定地面兩點間的高差,然后根據其中一點的高程推算出另一點高程的測量方法。

如圖2.1所示,要測出B點的高程HB,在已知高程點A和待求高程點B上分別豎立水準尺,利用水準儀所提供的水平視線,在兩尺上分別讀數a、b,則a、b的差值就是A、B兩點間的高差,即

已知點A稱為后視點,A點尺上的讀數a稱為后視讀數;B點是待求高程點稱為前視點,B點尺上的讀數b稱為前視讀數。高差等于后視讀數減前視讀數。a>b時高差為正,表明前視點高于后視點;a<b時高差為負,表明前視點低于后視點。在計算高程時,高差應連同其符號一并運算。高程計算的方法有兩種。

1.高差法

直接由高差計算高程,即

此法一般在水準路線的高程測量中應用較多。

2.儀高法

由儀器的視線高程計算B點高程,稱為儀高法。從圖2.1中可看出,A點的高程加后視讀數即得儀器的水平視線高程,即

由此得B點高程

當安置一次儀器要求測出若干個前視點的高程時,應用儀高法,此法在工程測量中被廣泛應用。

2.1.2　連續水準測量

實際工作中,通常A、B兩點相距較遠或高差較大,僅安置一次儀器難以測得兩點的高差,必須分成若干站,逐站安置儀器連續觀測,如圖2.2所示。

A、B兩點的高差hAB應為各測站高差的代數和。即

若A點高程已知,則B點的高程為

在水準測量中,A、B兩點之間的臨時性立尺點,僅起傳遞高程的作用,這些點稱為轉點,通常以TP表示,如圖中的TP1、TP2、…、TPn-1。

2.1.3　幾何水準測量的規律

(1)每站高差等于水平視線的后視讀數減去前視讀數。

(2)起點至終點的高差等于各站高差的總和,也等于各站后視讀數的總和減去前視讀數的總和。