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	'''水准测量'''~~（Leveling）是~~[[~~大地测量学~~]]~~和[[工程测量]]中最基本和最精确的高程测量方法。它的主要任务是测定地面上两点之间的'''高差'''（Difference in Height）。~~		'''水准测量'''（Leveling）是精确测定地面点高程的主要方法。其基本原理是利用[[水准仪]]提供的一条水平视线，以及竖立在被测点上的水准尺，直接测定两点之间的高差，然后根据已知点的高程推算出未知点的高程。

	~~通过一系列连续的测量，可以从一个已知高程的'''水准点'''出发，推算出其他未知点的高程。~~		水准测量是[[工程测量]]和[[大地测量学]]中最基本、最精确的高程测量方法，广泛应用于建立国家和地区的高程控制网、[[地形图测绘]]、建筑工程施工以及[[变形监测]]等领域。

	== ~~测量原理~~ ==		== 基本原理 ==
	~~水准测量的基本原理是利用~~[[水准仪]]~~提供的'''水平视线'''，分别读取竖立在两个待测点（例如A点和B点）上的'''水准尺'''的读数。~~		设地面上有A、B两点，其高程分别为 `H_A` 和 `H_B`。在A、B两点之间安置[[水准仪]]，在A、B点上分别竖立水准尺。通过水准仪的望远镜，瞄准A、B两点的水准尺并读取读数，分别记为 `a` 和 `b`。

	~~假设在A点上的读数为Ra（后视读数），在B点上的读数为Rb（前视读数），则A、B两点的高差ΔH为：~~		* 读 `a` 称为'''后视读数'''（Backsight, BS），是对已知高程点或后方传递点上水准尺的读数。
			* 读 `b` 称为'''前视读数'''（Foresight, FS），是对未知高程点或前方传递点上水准尺的读数。

	~~'''ΔH = Ra - Rb'''~~		此时，A、B两点的高差 `h_AB` 可以计算为：

	~~如果已知A点的[[高程]]Ha，则B点的高程Hb可以计算得出：~~		`h_AB = H_B - H_A = a - b`

	'''~~Hb = Ha + ΔH = Ha + Ra - Rb~~'''		即，'''两点高差等于后视读数减去前视读数'''。

	~~== 主要仪器 ==~~		如果已知A点的高程 `H_A`，则B点的高程 `H_B` 可以计算为：
	* '''[[水准仪]] (Level)'''：提供一条精确的水平视线的光学仪器。
	* '''[[水准尺]] (Leveling Rod/Staff)'''：一把刻有精确刻度的标尺，用于量测从水平视线到地面点的垂直距离。

	== ~~测量方法 ==~~		`H_B = H_A + h_AB = H_A + (a - b)`
	在实际测量中，为了消除地球曲率和大气折光的影响，通常将[[水准仪]]安置在前后两点距离大致相等的位置。一个测站完成后，将仪器和尺子向前移动，进行下一个测站，如此反复，形成一条'''水准路线'''。

	根据精度的不同，水准测量分为不同的等级，例如国家一、二、三、四等水准测量，以及普通工程水准测量。高等级的水准测量对仪器、操作方法和外界环境有非常严格的要求。		在计算过程中，通常会引入一个中间变量——'''视线高'''（Height of Instrument, HI），即水准仪水平视线的高程。

	== 应用 ==		`HI = H_A + a`
	* ~~建立国家和地区的高程控制网（[[大地控制网]]）。~~
	* ~~为各种[[工程测量]]提供高程基准。~~		然后计算B点高程：
	* ~~监测地壳的垂直形变。~~
	* ~~在[[地形图测绘]]中提供高程控制点。~~		`H_B = HI - b`

			== 水准路线 ==
			当两点相距较远，或高差太大，一测站无法完成高差测定时，就需要沿途设置一系列的中间点（转点），组成一条'''水准路线'''。水准路线根据其布设形式，可分为：

			* '''闭合水准路线'''：从一个已知高程的水准点（Bench Mark, BM）出发，经过一系列待测点，最后回到该起始水准点。其高差总和的理论值应为零，实测值与理论值的差异即为'''高差闭合差'''。
			* '''附合水准路线'''：从一个已知水准点出发，经过一系列待测点，最后附合到另一个已知水准点。其高差总和的理论值应等于终点与起点的高程之差，实测值与理论值的差异也构成高差闭合差。
			* '''支水准路线'''：从一个已知水准点出发，延伸至一个未知点终止。这种路线无法进行闭合差检核，通常只用于低等级的测量。

			== 精度控制与检核 ==
			为了保证水准测量的精度，必须进行严格的检核和误差分配。

			1. '''测站检核'''：在高等级水准测量中，可以通过变更仪器高（双仪器高法）或采用黑红面读数法来对每一测站的观测质量进行检核。
			2. '''闭合差计算'''：计算水准路线实测高差总和与理论高差总和的差异，得到高差闭合差 `fh`。
			3. '''限差要求'''：将计算出的高差闭合差与相应等级水准测量规定的限差进行比较。例如，普通水准测量的限差通常为 `±20 * sqrt(L)` 毫米（L为水准路线长度，单位为公里）。如果超限，必须重测。
			4. '''闭合差平差'''：若闭合差在限差范围内，则将其反号，按与测站数或路线长度成正比的原则，分配到各个测段的高差上，对高差进行改正。
			5. '''高程计算'''：使用改正后的高差，从起始已知点开始，依次计算出沿线各点的高程。

			== 操作要点 ==
			为减小误差，水准测量操作中需注意：
			* 水准仪的安置要稳固，并精确整平。
			* 水准尺要尽量竖直，可使用尺垫保证转点高程的稳定传递。
			* 前后视距应尽量相等，以消除或减弱仪器i角误差和地球曲率、大气折光的影响。
			* 读数前需精确对光，消除视差。

	== 参见 ==		== 参见 ==
	* [[高差]]		* [[水准仪]]
	* [[正高]]		* [[高程]]
	* [[~~大地控制网~~]]		* [[大地水准面]]
	* [[~~控制测量~~]]		* [[高程控制测量]]
			* [[变形监测]]

	[[Category:~~大地测量学~~]]		[[Category:理论与方法]]
	[[Category:工程测量]]		[[Category:工程测量]]

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|+ '''水准测量'''
|-
! 英文
| Leveling
|-
! 作用
| 测定两点间的[[高差]]
|-
! 主要仪器
| [[水准仪]]、[[水准尺]]
|-
! 核心成果
| [[高差]]，用于计算[[正高]]或[[正常高]]
|}

'''水准测量'''（Leveling）是[[大地测量学]]和[[工程测量]]中最基本和最精确的高程测量方法。它的主要任务是测定地面上两点之间的'''高差'''（Difference in Height）。

通过一系列连续的测量，可以从一个已知高程的'''水准点'''出发，推算出其他未知点的高程。

== 测量原理 ==
水准测量的基本原理是利用[[水准仪]]提供的'''水平视线'''，分别读取竖立在两个待测点（例如A点和B点）上的'''水准尺'''的读数。

假设在A点上的读数为Ra（后视读数），在B点上的读数为Rb（前视读数），则A、B两点的高差ΔH为：

'''ΔH = Ra - Rb'''

如果已知A点的[[高程]]Ha，则B点的高程Hb可以计算得出：

'''Hb = Ha + ΔH = Ha + Ra - Rb'''

== 主要仪器 ==
* '''[[水准仪]] (Level)'''：提供一条精确的水平视线的光学仪器。
* '''[[水准尺]] (Leveling Rod/Staff)'''：一把刻有精确刻度的标尺，用于量测从水平视线到地面点的垂直距离。

== 测量方法 ==
在实际测量中，为了消除地球曲率和大气折光的影响，通常将[[水准仪]]安置在前后两点距离大致相等的位置。一个测站完成后，将仪器和尺子向前移动，进行下一个测站，如此反复，形成一条'''水准路线'''。

根据精度的不同，水准测量分为不同的等级，例如国家一、二、三、四等水准测量，以及普通工程水准测量。高等级的水准测量对仪器、操作方法和外界环境有非常严格的要求。

== 应用 ==
* 建立国家和地区的高程控制网（[[大地控制网]]）。
* 为各种[[工程测量]]提供高程基准。
* 监测地壳的垂直形变。
* 在[[地形图测绘]]中提供高程控制点。

== 参见 ==
* [[高差]]
* [[正高]]
* [[大地控制网]]
* [[控制测量]]

[[Category:大地测量学]]
[[Category:工程测量]]

水准测量 - 版本历史

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