精密水準測量一般指國家二等或二等以上的水準測量。是國家高程控制的全面基礎，可為研究地殼形變等提供數據。精密水準測量必須用帶測微器的精密水準儀和膨脹係數小的因瓦水準標尺，以提高讀數精度、削弱溫度變化對測量結果的影響。儀器至標尺的距離約在35~60米，且距前後標尺的距離基本相等，同時採用完善的觀測程式，以削減水準儀殘餘的微小傾斜帶來的影響和大氣折光影響。
基本介紹
- 中文名：精密水準測量
- 外文名：precise leveling
- 學科：測繪科學與技術
- 常指：國家一、二等水準測量
- 誤差：觀測誤差等
- 儀器：精密水準儀等
簡介,精密水準測量作業的一般規定,測站觀測程式,每站操作步驟,精密水準測量的誤差來源,儀器誤差,外界因素引起的誤差,觀測誤差,
簡介
精密水準測量一般指國家一、二等水準測量，在各項工程的不同建設階段的高程控制測量中，極少進行一等水準測量，故在工程測量技術規範中，將水準測量分為二、三、四等三個等級，其精度指標與國家水準測量的相應等級一致。
精密水準測量作業的一般規定
（1）觀測前30分鐘，應將儀器置於露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨於一致；觀測時套用測傘遮蔽陽光；遷站時應罩以白色儀器罩。
（2）儀器距前、後視水準標尺的距離應儘量相等，其差應小於規定的限值：二等水準測量中規定，一測站前、後視距差應小於1.0m，前、後視距累積差應小於3m。這樣，可以消除或削弱與距離有關的各種誤差對觀測高差的影響，如i角誤差、地球曲率和垂直折光等影響。
（3）對氣泡式水準儀，觀測前應測出傾斜螺旋的置平零點，並作標記，隨著氣溫變化，應隨時調整置平零點的位置。對於自動安平水準儀的圓水準器，須嚴格置平。
（4）同一測站上觀測時，不得兩次調焦；轉動儀器的傾斜螺旋和測微螺旋，其最後旋轉方向均應為旋進，以避免傾斜螺旋和測微器隙動差對觀測成果的影響。
精密水準測量
精密水準測量（5）在兩相鄰測站上，應按奇、偶數測站的觀測程式進行觀測，對於往測奇數測站按“後前前後”、偶數測站按“前後後前”的觀測程式在相鄰測站上交替進行。返測時，奇數測站與偶數測站的觀測程式與往測時相反，即奇數測站由前視開始，偶數測站由後視開始。這樣的觀測程式可以消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差對觀測高差的影響，如i角的變化和儀器的垂直位移等影響。
（6）在連續各測站上安置水準儀時，應使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置於路線方向的左側與右側（一隻手固定握著一個腳架法）。
（7）每一測段的往測與返測，其測站數均應為偶數，由往測轉向返測時，兩水準標尺應互換位置，並應重新整置儀器。在水準路線上每一測段儀器測站安排成偶數，可以削減兩水準標尺零點不等差等誤差對觀測高差的影響。
（8）每一測段的水準測量路線應進行往測和返測，這樣，可以消除或減弱性質相同、正負號也相同的誤差影響，如水準標尺垂直位移的誤差影響。
（9）一個測段的水準測量路線的往測和返測應在不同的氣象條件下進行，如分別在上午和下午觀測。
（10）由後（前）視讀數到前（後）視讀數時，不得重新調整圓水準器氣泡居中。
（11)使用補償式自動安平水準儀觀測的操作程式與水準器水準儀相同。觀測前對圓水準器應嚴格檢驗與校正，觀測時應嚴格使圓水準器氣泡居中。
大部分儀器有測量按鈕，按動測量按鈕，自動補償器的重力擺輕微擺動，靜止後可讀數。
（12）水準測量的觀測工作間歇時，能結束在固定的水準點上，否則，應選擇兩個堅穩可靠、光滑突出、便於放置水準標尺的固定點，作為間歇點加以標記，間歇後，應對兩個間歇點的高差進行檢測，檢測結果如符合限差要求(對於二等水準測量，規定檢測間歇點高差之差應≤1.0mm)，就可以從間歇點起測。若僅能選定一個固定點作為間歇點，則在間歇後應仔細檢視，確認沒有發生任何位移，方可由間歇點起測。
測站觀測程式
往測時，奇數測站照準水準標尺分劃的順序為
後視標尺的基本分劃；
前視標尺的基本分劃；
前視標尺的輔助分劃；
後視標尺的輔助分劃；
往測時，偶數測站照準水準標尺分劃的順序為
前視標尺的基本分劃；
後視標尺的基本分劃；
後視標尺的輔助分劃；
前視標尺的輔助分劃。
返測時，奇、偶數測站照準標尺的順序分別與往測偶、奇數測站相同。
每站操作步驟
對於“後—前—前—後”的觀測程式：
整置儀器水平（望遠鏡繞垂直軸旋轉時，符合水準器氣泡兩端影像分離不超過1cm）
將望遠鏡對準後視標尺（標尺立直），使符合水準器氣泡兩端的影像符合（即氣泡兩端影像分離不得大於2mm），隨後用望遠鏡的上絲和下絲照準標尺的基本分划進行視距讀數，視距讀數的第四位數由測微器直接讀取。
然後，使符合水準器氣泡兩端影像完全密合，轉動測微輪用楔形絲精確夾準標尺的基本分劃線，讀取標尺的基本分劃讀數（前三位在標尺讀取，後兩位在測微器讀取）。
旋轉望遠鏡照準前視標尺，使符合水準氣泡兩端影像精確符合，轉動測微輪，用楔形絲精確夾準標尺的基本分劃線，讀取標尺的基本分劃和測微器讀數，然後用上絲和下絲照準標尺基本分划進行視距讀數。
照準前視標尺的輔助分劃線，並使符合水準氣泡兩端影像精確符合，轉動測微輪使楔形絲精確夾準標尺的輔助分劃線，讀取標尺輔助分劃和測微器的讀數。
旋轉望遠鏡照，照準後視標尺輔助分劃線，使符合水準氣泡兩端影像精確符合，轉動測微輪使楔形絲精確夾準標尺的輔助分劃線，讀取後視標尺輔助分劃和測微器的讀數。
對於“前—後—後—前”的觀測程式，操作步驟類似。
精密水準測量的誤差來源
儀器誤差
1、視準軸與水準軸不平行（ i角）的誤差
2、水準標尺每米長度誤差的影響
3、兩水準標尺零點差的影響
外界因素引起的誤差
1、溫度變化對i角的影響
2、儀器和水準標尺（尺台或尺樁）垂直位移的影響
3、大氣垂直折光的影響
4、電磁場對水準測量的影響
觀測誤差
主要有水準器氣泡居中的誤差，照準水準標尺上分劃的誤差和讀數誤差，這些誤差都是屬於偶然性質的。由於精密水準儀有傾斜螺旋和符合水準器，並有光學測微器裝置，可以提高讀數精度，同時用楔形絲照準水準標尺上的分劃線，這樣可以減小照準誤差，因此，這些誤差影響都可以有效地控制在很小的範圍內。實驗結果分析表明，這些誤差在每測站上由基輔分劃所得觀測高差的平均值中的影響還不到0.1mm。
