摘要：测绘生产中，水准测量是一项及其重要的基础测绘工作，因此在施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报等领域有着十分广泛的应用。本文主要结合水准测量在实际工作当中产生的一些问题和相应的解决方法，并要求测量人员在作业时严格按照相关技术规范来进行操作，在很大程度上会提高我们的工作速度、作业效率和工程质量，同时把水准测量的误差降至最小，做到精益求精，以更好地为工程的顺利完成提供技术服务。
关键词：水准测量；工作方法；误差分析
导言：
在测绘行业，测量技术日新月异，发展迅速。其中水准测量是高程测量中精度最高、用途最广、普遍采用的测量方法，是确定建设工程地面点高程的方法之一。几何水准测量分为国家一、二、三、四等水准测量和等外水准测量，其主要提供了测量基础资料，为工程的顺利进行做铺垫。实施测量过程中，要求测量人员要精心操作、以高度负责认真的态度来对待测量工作,养成良好的操作习惯。
1 水准测量概述
1.1 水准测量原理
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，然后推算未知点高程的一种测量方法。两点间的高差计算方法为“后视—前视”，待定点的高程为“已知点高程+两点间高差（后视-前视）”。
1.2 水准路线
水准路线是水准测量进行的路线。根据测区的具体情况，可选用不同的水准路线，水准路线分为附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线等三种。
附合水准路线：当测区附近有高级水准点时，可由一高级水准点开始，沿着待测各高程的水准点1、2作水准测量，最后附合到另一高级水准点叫附合水准路线。
闭合水准路线：当测区附近有一高级水准点时，可从该点出发，沿着待测的水准点进行水准测量，最后仍回到起始点，形成一个闭合的路线。
支水准路线：从某一水准点出发，进行水准测量到另一个点，即不符合到另一点，也不形成闭合的水准路线。
2 水准测量方法及要求
2.1 普通水准测量
选定一条闭合（附和）水准路线，其长度以安置4-6个测站为宜。选取某一固定点作为起始点，并确定水准路线的前进方向。
在起始点和第一水准点分别立水准尺，在该两点之间安置水准仪，按确定的路线方向观测第一测站。一个测站上的作业程序如下:（1）用三个脚螺旋整平仪器，使圆水准器气泡居中；（2）照准后视水准尺并制动照准部，望远镜调焦，用微动螺旋精瞄水准尺；（3）观察符合窗，用微倾螺旋使水准管气泡居中，读出后视点水准尺的中丝读数a。记录员立即“回报”观测员的读数并记入表格中相应位置；（4）松开照准部，旋转望远镜，照准前视点水准尺并制动照准部，望远镜调焦，精确瞄准水准尺；（5）精平长水准管气泡后,读记前视水准尺的中丝读数；（6）记录员计算高差(取至毫米)。
将仪器搬站，进行2、3、…、n测站的现测。记录员根据（已知点高程及）各站观测高差计算闭合差。路线允许闭合差，(毫米)。n为测站数。超限重测。
要求：限差要求：视线长≤150m，前后视距差≤20m，路线闭合差≤±10mm。
2.2 四等水准测量
2.2.1 选一闭合或附合水准路线，水准线路的长度以1公里左右为宜，以某一地面点为起始点，按确定的路线方向进行观测。
2.2.2 一个测站上的观测程序。
（1）粗略整平仪器后(圆水准器气泡居中)，照准后视水准尺黑面，此时精平水准仪（通过符合窗观察，调整微倾螺旋使水准管气泡居中，窗内半像吻合)，读取 下、上、中三丝读数,记入手簿中。记录员立即计算出后视距；
（2）照准后视水准尺红面(立尺员将红面转向观测者)，读中丝读数并记入四等水准测量手簿中。记录者立即计算出黑红面读数差，并判断是否符合限差要求；
（3）转动照准部瞄准前视点水准尺黑面，精平水准仪后，读取黑面水准尺的下、上、中三丝读致，记入手簿中。记录者应立即计算出前视距，并计算出前、后视距差，判断是否符合限差要求；
（4）照准前视水准尺的红面，读取红面水准尺的中丝读数，并记入手薄中，记录员立即计算出黑红面读数之差，并判断是否符合限差要求；
（5）若以上限差要求都符合，然后计算出黑红面的高差之差，若符合限差要求则计算出高差中数,若不符合要求,应立即重测。
2.2.3 迁站。测站成果无误方可迁站，后视水准尺迁至第二站的前视点,原前视点水准尺不动,作为第二站的后视点,重复一个测站上的作业程序,如此进行,直至终点。
2.2.4 四等水准测量的记录和计算根据相关技术规范，待整个路线测量完成后，计算出路线的高差闭合差。四等水准测量测站和路线各项限差规定在相关技术标准和规范中可查，这里不再赘述。
2.2.5 要求：限差要求：视线长≤100m，前后视距差≤3m，前后视距差累计差≤10m，黑红面读数差≤±3mm，黑红面高差之差≤±5mm；路线闭合差≤±20mm。一个水准点段测完后应立即进行检核。若每一测站测完之后，没有进行检核，误差会进行积累，容易返工，费时费力。
3 水准测量误差来源及消除方法
3.1 仪器误差
仪器的残余误差：仪器本身存在残余误差，应在使用前进行严格检验校正，使其误差降至最低。
水准尺误差：由于水准尺刻划不准确、零点差、尺身弯曲等原因，会对水准测量造成影响，因此水准尺在使用之前必须检验，超出限差及时更换。
3.2 观测误差
3.2.1 水准管气泡居中误差
设水准管分划值为τ″，居中误差一般为±0.15τ″，应采用符合式水准器，气泡居中精度可提高一倍，观测员每次架设仪器的时候都需要检查仪器是否坚实，气泡是否严格居中，以提高测量精度。
3.2.2 读数误差
在水准尺上估读毫米数的误差，与人眼的分辨能力、望远镜的放大倍率以及视线长度有关。一般视线长度应当在100米范围内，每次观测时需要调焦至三丝可读且需要测量人员多加训练，形成仪器与人的默契，使估读数据更加精确。
3.2.3 视差影响
当视差存在时，十字丝平面与水准尺影像不重合，若观测位置不同，便读出不同的读数，因而也会产生读数误差。视线离地面高度一般应大于0.3米，观测员可以有一个合适的角度观测，减少此类误差。
3.2.4 水准尺倾斜影响
水准尺倾斜将使水准尺上读数增大。应选取带有水准气泡的水准尺，在施测过程中，前后立尺员通过观察水准气泡使其居中，将水准尺尽量竖直。
3.3 外界条件的影响
3.3.1 仪器下沉
由于仪器下沉，使视线降低，从而引起误差。选择水准路线上比较坚实的地方架设仪器，踩实脚架；采用“后、前、前、后”的观测程序，可减弱其影响。
3.3.2 尺垫下沉
如在转点发生尺垫下沉，将使下一站后视读数增大。故对一条水准路线采用往返观测，取平均值的方法可以减弱其影响。
3.3.3 地球曲率及大气折光影响
由于大气折光，视线并非是水平的，而是一条曲线，从而导致读数出现误差；同时，地表并不是一个平面，存在弯曲程度，称之为地球曲率，其在水准测量中也会导致误差的出现。在工作中，应避免在正午时间施测，阳光强烈的情况下观测必须撑伞，并保证前后视距距离大致相等，可削弱影响。
4 结论
水准测量是测量中的一个需要频繁操作的工作。水准测量成果的精确与否，直接影响到工程的质量。在现场作业时没有按水准测量规范操作，在测完一个水准点段没有立即进行检核，会导致结果限差允许值超出了规范要求，不能符合工程建设需要。所以，我们要熟练掌握技术，测量人员要精心操作、以高度负责认真的态度来对待测量工作，养成良好的操作习惯，把水准测量的误差限制最小，做到精益求精，以更好地为工程服务。
参考文献：
[1]王家贵,王佩贤等.测绘学基础[M].北京:教育科学出版社,2003．
[2]测绘基本术语(GB/T14911-2008)[Z].北京:中国标准出版社,2008．
[3]工程测量规范(GB50026-2007)[Z].北京:中国计划出版社,2008．