水準測量

水準測量是一種使用水準儀和水準尺測量地面點高程的方法，因其操作方法簡單、易於操作，且精度可靠，所以是目前測定地面點高程的主要方法之一。

原理

水準測量的基本原理是測定兩點間的高差，從而根據已知點高程而推算出未知點的高程。求兩點高差的方法如下圖所示：

後尺讀數 $L_{a}=1.205$ m，前尺讀數 $L_{b}=0.386$ m
高差 D = $L_{a}$ - $L_{b}$ = 0.819 m

如果知道後視點的高程 $H_{a}$ ，則前視點的高程即為 $H_{b}$ = $H_{a}$ + D 。這種計算高程的方法稱為高差法。如果已知儀器高程（視線高程） $H_{i}$ ，可直接求得要求的前視點高程 $H_{b}$ = $H_{i}$ ± $L_{b}$ ，此法稱為視線高法，常用於建築工程施工中。

方法

P1與P2點之間的高差即為3個測站所測得的高差之和。

如果已知點與未知點的距離較遠或高差較大時，僅安置一次儀器便不能測得它們的高差，這時需要加設若干個臨時的立尺點，作為傳遞高程的過渡點，稱為轉點。每安置一次儀器，稱為一個測站，每個測站所測的高差之和，即為待測兩點的高差。

儀器

水準測量的儀器主要是水準儀和水準尺，根據水準測量精度的要求需選擇相應精度的水準儀和相應的水準尺。

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  微傾式光學水準儀
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  帶光學測微器水準儀
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  自動安平水準儀
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  電子水準儀
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  電子水準儀使用的銦瓦水準尺
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  尺墊與水準尺

誤差

水準測量的誤差主要來自以下三種：

• 儀器誤差：視準軸與水準器軸不平行的誤差、水準標尺每米真長誤差和兩根水準標尺零點差等；
• 外界因素：溫度變化對i角（視準軸與水準器軸在豎直面上投影的夾角）、大氣垂直折光影響、儀器腳架和尺台（樁）升降的影響等；
• 觀測誤差：測量員整平誤差、照準誤差和讀數誤差，數字水準儀的調焦誤差。

水準測量的誤差無法完全避免，但是可以在測量作業時採取一定措施來減少誤差的影響。比如觀測時用傘遮擋儀器，儘量使前、後視的距離相等或視距累計差規定一個限值，可以降低i角誤差和調焦誤差；在一測段中使測站數為偶數可以消除水準尺零點差；採用「後-前-前-後」的觀測順序可以減少儀器下沉的影響；進行往返觀測，取高差平均值可以減少水準尺下沉的影響等。

參考

• 潘正風 楊正堯 程效軍 成樞 王騰軍. 数字测图原理与方法 (M) 1. 武漢: 武漢大學出版社. 2004: 62. ISBN 978-7-307-04311-4. 
• 水準測量原理，測量員網，2009年11月30日，2009年12月16日查閱，（中文）