摘 要：本文作者介绍了三等水准网布设原则，探讨了三等水准测量中的技术设计部分，供同行参考。
关键词：三等,水准测量技术,分析
在三等水准外业观测时我们还应注意以下几个方面：观测时，必须用遮阳伞遮蔽阳光，迁站时应一手抱住仪器一手抱住脚架，不准把仪器扛在肩上;仪器若架设在较为松软的地方观测时，必须踩实脚架腿，以减小仪器下沉引起的误差;迁站时，只能将仪器和后视尺向前移动，本站的前视尺的尺垫不动，作为下一测站的后视尺;除线路转弯处，每一测站上仪器和前后视水准尺应尽量在一条直线上。本文对三等水准测量中的技术设计部分的探讨，对测量生产中高程控制测量技术设计具有参考意义。
1 三等水准网布设原则
三等水准测量的路线一般应根据需要在测区高级水准网内加密，布设成附合路线，并尽可能互相交叉，构成闭合环。单独的附合路线长度应不超过 200 km;环线周长应不超过 300 km。在水准测量中其网形布设应尽量遵循下述原则：
1.1 水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。
1.2 水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电线或电缆 50 m 以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。
1.3 布设首级高程控制网时，应考虑留有余地，以便在后面的工作中能够进一步加密。
1.4 水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为 2 km～4 km;城市建筑区和工业区为 1 km～2 km。
1.5 测区水准路线应与国家水准点进行联测，以使高程系统保持统一，并注意对测区已有水准成果的利用。
2 野外选点和埋石
2.1 选点
在地形图上设计好高程点控制点后，还应到实地选点，最终确定水准路线。选点时应遵循以下原则：一是尽量沿公路、铁路以及其他坡度较小的道路;二是应尽量避开土质松软的地段;三是应避免通过大城市、大火车站和来往车辆与行人较多的道路;四是尽量避免跨过湖泊、沼泽、山谷、较宽的河流及其他障碍物。
同时，水准点位置的选定需能保证埋设标石的稳定、安全和长久保存，并便于观测利用。因此，下列地点不应埋设水准标石：一是地势隐蔽、不便于观测之处，或易于淹没、潮湿或地下水位甚高的地点;二是有土崩、滑坡、沉陷、隆起等地壳局部形变较大的地点;三是土堆、河堤、冲积层河岸以及其他土质松软、地下水位变化较大(如油井、机井附件)之处;四是距铁路 50 m、公路 20m(特殊情况可酌情处理)以内，或其他易受剧烈震动的地点;五是不坚固或准备拆修的建筑物上，或短期内将因修建而可能毁掉标石或阻碍观测的地点。
2.2 埋石
基本水准标石和普通水准标石，根据其制作材料和埋设规格的不同，可分为：基本水准标石和普通水准标石两种。所埋设的水准标石的类型和规格应根据地区及土质情况决定，一般遵循下述原则：一是在土壤不冻或冻土深度不大于 0.8 m 的地区，埋设混凝土水准标石;二是在翻浆、沼泽、盐碱地区埋设混凝土水准标石时，须加涂沥青，以防腐蚀;三是在冻土深度大于 0.8 m 的地区，应按冻土地区的埋石规定进行埋石;四是在坚硬岩石层露出地面或在地面下不超过 1.5 m 的地点，可埋设岩层水准标石;五是确实需要在沙漠地区埋设水准标石时，须埋设螺旋钢管标石，埋石地点必须选于植物丛生之处;六是凡在坚固建筑物(房屋、纪念碑、塔、桥基等)和坚固石崖处，应尽可能埋设墙脚水准标志。
为了长期保存和便于寻找水准点，水准标石埋设后，应按下列要求进行水准点的外部整饰：一是埋在地下的水准标石，均应在点位正北方 1.5 m 处埋设一指示牌，既做到对点位的保护宣传，也作为后续测量人员找点的标志;二是埋设在工厂、机关、学校、住宅院内的地下水准标石可不埋设指示牌，不挖护沟，但应在点位上方埋设指示牌;三是三等水准点埋设在地下水准标石(明标)时，仅在水准标石的四周(距水准标石中心 1.0 m 以内)挖一护沟;四是基岩水准标石埋设后，应在其四周砌筑围墙，在砌筑时应注意不妨碍观测。
埋石过程中应向当地广大群众和干部宣传保护测量标志的重大意义和注意事项，埋石结束后应将有关事项填注于点之记中，并向当地政府机关办理委托保管手续。
3 水准仪和水准标尺的检校
水准仪和水准标尺是进行水准测量的主要工具，水准仪和水准标尺是否合乎要求，直接关系到成果精度的好坏。因此，对于水准仪和水准尺必须定期按规定进行检校，平时应注意保管和维护，使仪器和标尺经常保持良好状态，以保证测量任务的顺利完成。
3.1 水准仪检校项目
水准仪的检校项目包括：检验水准仪及脚架各部件;望远镜光学性能的检验;圆水准器(概略整平用的水准器)安置正确性的检验校正;符合水准器分划值、符合精度的测定及符合水准质量的检验，或补偿式自动安平水准仪补偿性能与自动安平精度的测定;倾斜螺旋效用的正确性和分划值的测定;十字丝的检查及视距丝和分划值的测定;光学测微器效用的正确性和分划值的测定;调焦透镜运行正确性的检验;视准轴与水平轴相互关系(交叉误差和 i 角)的检验与校正，或补偿式自动安平水平仪的视准轴位置正确性的检验;按三等水准测量的观测方法和限差测试一条不短于 2 km 的水准路线。
3.2 水准标尺检校项目
水准标尺的检校项目包括：检视水准标石各部分是否牢固无损;水准标尺上圆水准器安置正确性的检验与校正;水准标石分划面弯曲差(矢距)的测定;水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定;水准标尺分划线分米分划误差的测定;一对水准标尺零点差及基、辅分划读数差常数的测定;水准标尺零点差及水准标尺中轴线与标尺底面垂直性的测定。
4 水准观测限差规定和超限处理
4.1 限差规定
对表 2 的说明：
4.1.1 表 2 中的 R、L、F 分别为测段、路线、环线长度，以 km 为单位，K 为路线或区段、测段长度，以 km 为单位。
4.1.2 表 2 中“检验已测测段高差之差”的限差对单程检测和双程(往、返)检测均使用。
4.1.3 当一个测段的长度小于 1 km 时，表 2 中的 R 按 1 km 计算。
4.2 误差超限的处理
当观测结果超限时，作业人员须对超限的原因进行客观的具体分析，并遵循下列原则进行重测和取舍：
4.2.1 凡超出表 1 和表 2 规定限差的结果，均应进行重测。
4.2.2 因测站观测限差超限，在本站检查发现后可立即重测，若迁站后才检查发现，则应从水准点或间歇点(须经检测符合限差)起测，重新观测。
4.2.3 测段往返测高差不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测。若重测的高差与同方向原测高差的不符值不超过往返测高差不符值的限值，且其中数与另一单程原测高差的不符值亦不超出限差，则取此中数作为该单程高差结果(若同向超限则取重测结果)。若该单程重测后仍超出限差，则重测另一单程。如果出现同向不超限，但异向间超限的分群现象时，要进行具体分析，找出产生系统误差的主要原因，采取有效措施(如缩短视距、加强脚架与尺台的稳固、选择最有利的观测时间等)，再进行观测，以达到符合限差要求。
4.2.4 路线和闭合差超限时，应先就路线上可靠程度较小的(往返测高差不符值较大或观测条件不佳者)某些测段进行重测，如重测后仍不符合限差时，则应重测该路线上的其余有关路段。
5 结束语
三等水准测量可为地形图测绘和各种工程建设提供高程控制。新中国成立不久我国就布设了覆盖整个国家的三等高程控制网，在过去的 60 年中，基本满足了生产和科学研究的需求。但随着测绘科学技术的发展和人类活动的频繁，一方面，国家基本等级高程控制网表现出一定的局限性，如城市化进程的加快，原来沿着公路沿线布设的水准路线在公路改线后复测很不方便;测量标志保护不力，大量水准点遭到破坏，复测已失去意义。另一方面，随着我国经济建设的快速发展，对高程测量提出了更频繁的需求。
参考文献：
[1] 孔祥元，郭际明，刘宗泉.大地测量学基础[M].武汉：武汉大学出版社，2006.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 12898—2009 国家三/四等水准测量规范[S].2009-10-01.
