2.4 三、四等水准测量
三、四等水准是工程建设对高程控制点提出的常见精度要求，常作为小区域的首级高程控制，也常作为工程建设项目的勘察设计及施工期间、竣工后沉降观测的基本控制。三、四等水准测量以国家高级水准点作为起算依据，应埋设水准标石，也可以利用埋设的同等级平面控制点作为水准点。
《工程测量规范》和各类专业测绘规范（技术规程）均对国家三、四等水准测量提出了具体的技术要求。表22是《工程测量规范》（GB50026—93）对国家三、四等水准测量提出的主要技术要求。
表2 2
三、四等水准测量的主要技术要求
2.4.1 一测站观测方法与记录
下面以从已知水准点BMA出发，测量未知点B的高程为例，讲述进行一站四等水准测量的程序。四等水准测量一般采用双面水准尺进行观测。
后视立尺人员先到BMA点立水准尺，测量员在到B点的路线上，依据实际地形，在距离BMA点不超过100m的地方架设水准仪；前视立尺人员在从水准仪到B点的路线上用步幅测量水准仪到后视尺的距离，在与后视距相差不超过5m的地方，依据实际地形放置尺垫，立上水准尺。测量员整平水准仪后，先粗略分别读取后、前视距，看该站视距差是否超限（若不是测量路线上的第一站测量，还要检查视距差的累计值是否超限）；若超限，则移动前视尺的尺垫，以满足一站视距差及视距差累计值的要求。然后读数，读数记录在表格23中。
（）内的数字表示测量、记录、计算的先后顺序。读数的顺序为：
（1）读取后视尺黑面：上丝读数（1）、下丝读数（2）、中丝读数（3）。（2）读取前视尺黑面：上丝读数（4）、下丝读数（5）、中丝读数（6）。（3）读取前视尺红面：中丝读数（7）。
（4）读取后视尺红面：中丝读数（8）。
表2 3
四等水准测量记录表
测段：BMA～B
日期：2013.05.06
仪器：DS3
天气：晴 成像：清晰、稳定
记录者：张三
观测者：李四
开始：9：15
结束：10：50
每站读取上述8个读数，这8个读数是测站计算的基础。测量员要“边测量、边读数”；记录员要“边复诵、边记录、边计算、边检核”，及时完成该测站的计算、检核工作，若发现数据超限，则立即告诉测量员立即重测，以保证测量数据合格；只有经过记录员检查合格，立后视尺人员及测量员才能往前搬站。由于水准测量是多人配合的工作，而且一站要读取8个数据，并要进行相应的计算、检核工作，因此水准测量很容易出现错误。如果没有在外业逐站的测量、记录、检核过程中及早发现错误，而在内业进行最终数据处理过程中再发现存在错误，即使判定出具体哪一测站存在错误，也往往导致一测段上所有测站全部进行重测。因此一定要高度重视测量过程中测站上的检查。
上述测量顺序简称为“后（黑）前（黑）前（红）后（红）”，三等水准测量必须按照这个顺序进行，其主要是可以有效减弱观测过程中仪器、水准尺下沉对测量误差的影响。四等水准测量建议按照这个顺序进行一站水准测量工作，也可以按照“后（黑）后（红）前（黑）前（红）”的顺序进行。一个测段的测站数一般要求设置为偶数站。
2.4.2 计算与校核
2.4.2.1 视距的计算与检核
后视距：（9）=0.1×[（1）-（2）]。三、四等水准分别不超过75m、100m。前视距：（10）=0.1×[（4）-（5）]。三、四等水准分别不超过75m、100m。前后视距差：（11）=（9）-（10）。三、四等水准分别不超过±3m、±5m。
前后视距累计差：（12）=本站（11）+前站（12）。三、四等水准分别不超过±6m、
±10m。
2.4.2.2 读数的计算与检核
前视尺黑红面读数差：（13）=（6）+K前-（7）。三、四等水准分别不超过±2mm、±3mm。
后视尺黑红面读数差：（14）=（3）+K后-（8）。三、四等水准分别不超过±2mm、±3mm。
K后、K前为后视尺、前视尺红面起始刻划数，即尺常数，取值为4687或4787。2.4.2.3 高差的计算与检核
红黑面高差之差：（15）=（14）-（13）。三、四等水准分别不超过±3mm、±5mm。黑面高差：（16）=[（3）-（6）]÷1000，以m为单位。
红面高差：（17）=[（8）-（7）]÷1000，以m为单位。
红黑面高差之差：（15）={（16）-[（17）±0.100]}×1000。
由于水准测量所用的一对水准尺，红面起始注记数，一根为4687，另一根为4787。因此由红面算得的高差与由黑面算得的高差相差0.100m的常数，至于到底是应该“加”0.100m，还是应该“减”0.100m，则以黑面算得的高差为准。由于前一站和后一站水准
尺前后交替使用，因此若前一站“加”0.100m，则后一站“减”0.100m。
一站平均高差：（18）={（16）+[（17）±0.100]}÷2。
2.4.3 每页记录的计算检核
当水准测量的路线较长，测量记录较多。为减少一测段的一次检核工作量，最好进行每页的计算检核工作。检核的方法是：
先计算：∑（9）、∑（10）、∑（3）、∑（6）、∑（7）、∑（8）、∑（16）、∑（17）、∑（18）。
检核条件：
∑（9）-∑（10）=末站（12）
[∑（3）-∑（6）]÷1000=∑（16）[∑（8）-∑（7）]÷1000=∑（17）
总站数为偶数站时：
[∑（16）+∑（17）]÷2=∑（18）
总站数为奇数站时：
[∑（16）+∑（17）±0.100]÷2=∑（18）
这些检核条件如果不满足，则说明计算存在错误。经过这样每页的计算，就可以算出每测段的两点高差及水准路线长度。
测段两点间高差=∑（18），水准路线长度=∑（9）+∑（10）。