§ 6.3 国家与工程精密水准网的测设与平差计算
6.3.1 国家精密水准网的布设
用途：经济建设的基本高程控制、地球科学研究（如地
壳运动、海面变化等）
布设原则：从高级到低级、从整体到局部分四个等级布设，
逐级控制、逐级加密。
水准网分四个等级：一、二等水准网为精密水准网；
三、四等网在“测量学”已经讲授
6.3.1 国家精密水准网的布设
国家高程控制网自 1951年开始分以下几个阶段：
1951 ~ 1975：一等水准长度 50000公里，精度 ?2 ~3mm/km
二等水准长度 140000公里,精度 ?4mm/km
1976 ~ 1984：一等水准路线 289条，构成 100个闭合环，
联测 42个验潮站，长度 93000公里，按环闭
合差估算的精度 ?1.03mm/km
1981 ~ 1990,重新布设国家二等水准路线 136000公里，
由 822闭合环或附合到一等点的附合路线构
成。由环闭合差求得精度为 ?1,54mm/km
6.3.1 国家精密水准网的布设
1986年完成国家一等水准网的平差计算，求得
每公里测量中误差为 1.15mm。
1976年 ~ 1990年完成的水准网称为国家第二期
水准网。
一等水准网的环长在 1000 ~ 2000km之间，二等
水准网的环长在 500 ~ 750km之间
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
城市与工程水准网分二、三、四等 3个等级布设，
精度与相应等级的国家水准网一致。
联测 2个以上的国家精密水准点，起始高程应采用
稳定的基岩点。
在上海这种软土地区域的精密水准网，由于地面
沉降，一般每年都至少复测一次，且有足够密度的基岩
标或深层标。
上海地面每年约沉降 1厘米，有些城市如苏州、宁
波更大，北方城市，特别是华北平原的城市，因大量开
采地下水，地面沉降更是惊人。
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
因此，使用水准点成果时，特别要注意水准点是否
沉降。需要进行检验，确认没有沉降后才能使用。
精密水准网布设的工作程序,1、水准网的图上设计；
2、水准点的选定； 3、水准标石的埋设；
4、水准测量观测； 5、平差计算和成果表编制
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
图上设计的要点：
1、沿坡度较小的道路布设，避免跨越水域；
2、应考虑下级网的加密需要；
3、尽可能布设成环形或结点形，也可以是附合路线
4、水准点密度：一般地区 2 ~ 4 km,城区,1 ~ 2 km
工业区,1km
5,应该与国家点联测，以统一高程系统
6、注意已有测量成果的利用
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
水准标石
6.3.3 精密水准测量的实施
1、精密水准仪和水准尺
精密水准仪结构
6.3.3 精密水准测量的实施
精密水准仪测微读数原理
6.3.3 精密水准测量的实施
S3精密水准仪
6.3.3 精密水准测量的实施
S3精密水准仪的读数方法
6.3.3 精密水准测量的实施
Ni004精密水准仪
6.3.3 精密水准测量的实施
Ni004精密水准仪的读数方法
6.3.3 精密水准测量的实施
精密水准尺和尺垫
6.3.3 精密水准测量的实施
各类 精密水准仪的技术参数
6.3.3 精密水准测量的实施
2、精密水准测量的误差
1),i 角误差
6.3.3 精密水准测量的实施
2)、水准尺每米长度 误差
3)、水准尺零点差
6.3.3 精密水准测量的实施
4)、温度变化对 i 角的影响
5)、大气折光影响
6)、仪器和水准尺的垂直位移影响
6.3.3 精密水准测量的实施
3、精密水准测量的实施
观测程序如下
奇数站,(1)、后视基本分划
(2)、前视基本分划
(3)、前视辅助分划
(4)、后视辅助分划
偶数站,(1)、前视基本分划
(2)、后视基本分划
(3)、后视辅助分划
(4)、前视辅助分划
6.3.3 精密水准测量的实施
6.3.3 精密水准测量的实施
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
1、精密水准测量精度鉴定与水准路线的限差规定
1222
.1
2
0
2
2
2
2
1
2
1
2
0
22
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2
11
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n
n
nn
RRR
PPP
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?为往返不符值,根据权的性质和权与距离
的关系，得：
因此，高差不符值的单位权中误差为：
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Rnn
R
2
12
1
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6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
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1
2
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F
WW
N
M W 1
则每公里往返高差平均值的中误差为：
由 N个环长为 F、环闭合差为 W的闭合环求得
的每公里高差中误差为：
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
对于二等水准测量，规范规定：
mmMmmM W 0.2 0.1 ?????
长度 R(km)测段的往返高差不符值,mmR 4?
长度 L(km)的附合路线闭合差,mmL 4?
长度 F(km)的环闭合差,mmF 4?
长度 R(km)已测测段的检测高差之差,mmR 4?
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
?? hfh?
2、观测值的改正
1)、水准尺每米长度误差改正
imiim
m
i ii
i HAH ? ????? ??
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2)、近似正高改正
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
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j
j
j
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n
j
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n
j
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W
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R
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11
0
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3、水准路线闭合差的改正
4、水准网的平差计算
采用间接观测平差，权为距离的倒数。
习 题
1、国家和城市的精密水准网各分哪几个等级？
给出其闭合差的限差计算公式。
2、与普通水准仪相比，精密水准仪的读数方法
有和特点？
3、精密水准测量的主要误差有哪些？如何消除
或削弱这些误差的影响？
6.3.1 国家精密水准网的布设
用途：经济建设的基本高程控制、地球科学研究（如地
壳运动、海面变化等）
布设原则：从高级到低级、从整体到局部分四个等级布设，
逐级控制、逐级加密。
水准网分四个等级：一、二等水准网为精密水准网；
三、四等网在“测量学”已经讲授
6.3.1 国家精密水准网的布设
国家高程控制网自 1951年开始分以下几个阶段：
1951 ~ 1975：一等水准长度 50000公里，精度 ?2 ~3mm/km
二等水准长度 140000公里,精度 ?4mm/km
1976 ~ 1984：一等水准路线 289条，构成 100个闭合环，
联测 42个验潮站，长度 93000公里，按环闭
合差估算的精度 ?1.03mm/km
1981 ~ 1990,重新布设国家二等水准路线 136000公里，
由 822闭合环或附合到一等点的附合路线构
成。由环闭合差求得精度为 ?1,54mm/km
6.3.1 国家精密水准网的布设
1986年完成国家一等水准网的平差计算，求得
每公里测量中误差为 1.15mm。
1976年 ~ 1990年完成的水准网称为国家第二期
水准网。
一等水准网的环长在 1000 ~ 2000km之间，二等
水准网的环长在 500 ~ 750km之间
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
城市与工程水准网分二、三、四等 3个等级布设，
精度与相应等级的国家水准网一致。
联测 2个以上的国家精密水准点，起始高程应采用
稳定的基岩点。
在上海这种软土地区域的精密水准网，由于地面
沉降，一般每年都至少复测一次，且有足够密度的基岩
标或深层标。
上海地面每年约沉降 1厘米，有些城市如苏州、宁
波更大，北方城市，特别是华北平原的城市，因大量开
采地下水，地面沉降更是惊人。
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
因此，使用水准点成果时，特别要注意水准点是否
沉降。需要进行检验，确认没有沉降后才能使用。
精密水准网布设的工作程序,1、水准网的图上设计；
2、水准点的选定； 3、水准标石的埋设；
4、水准测量观测； 5、平差计算和成果表编制
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
图上设计的要点：
1、沿坡度较小的道路布设，避免跨越水域；
2、应考虑下级网的加密需要；
3、尽可能布设成环形或结点形，也可以是附合路线
4、水准点密度：一般地区 2 ~ 4 km,城区,1 ~ 2 km
工业区,1km
5,应该与国家点联测，以统一高程系统
6、注意已有测量成果的利用
6.3.2 城市和工程精密水准网的布设
水准标石
6.3.3 精密水准测量的实施
1、精密水准仪和水准尺
精密水准仪结构
6.3.3 精密水准测量的实施
精密水准仪测微读数原理
6.3.3 精密水准测量的实施
S3精密水准仪
6.3.3 精密水准测量的实施
S3精密水准仪的读数方法
6.3.3 精密水准测量的实施
Ni004精密水准仪
6.3.3 精密水准测量的实施
Ni004精密水准仪的读数方法
6.3.3 精密水准测量的实施
精密水准尺和尺垫
6.3.3 精密水准测量的实施
各类 精密水准仪的技术参数
6.3.3 精密水准测量的实施
2、精密水准测量的误差
1),i 角误差
6.3.3 精密水准测量的实施
2)、水准尺每米长度 误差
3)、水准尺零点差
6.3.3 精密水准测量的实施
4)、温度变化对 i 角的影响
5)、大气折光影响
6)、仪器和水准尺的垂直位移影响
6.3.3 精密水准测量的实施
3、精密水准测量的实施
观测程序如下
奇数站,(1)、后视基本分划
(2)、前视基本分划
(3)、前视辅助分划
(4)、后视辅助分划
偶数站,(1)、前视基本分划
(2)、后视基本分划
(3)、后视辅助分划
(4)、前视辅助分划
6.3.3 精密水准测量的实施
6.3.3 精密水准测量的实施
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
1、精密水准测量精度鉴定与水准路线的限差规定
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6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
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则每公里往返高差平均值的中误差为：
由 N个环长为 F、环闭合差为 W的闭合环求得
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6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
对于二等水准测量，规范规定：
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长度 R(km)测段的往返高差不符值,mmR 4?
长度 L(km)的附合路线闭合差,mmL 4?
长度 F(km)的环闭合差,mmF 4?
长度 R(km)已测测段的检测高差之差,mmR 4?
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
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2、观测值的改正
1)、水准尺每米长度误差改正
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2)、近似正高改正
6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概
算与平差解算
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3、水准路线闭合差的改正
4、水准网的平差计算
采用间接观测平差，权为距离的倒数。
习 题
1、国家和城市的精密水准网各分哪几个等级？
给出其闭合差的限差计算公式。
2、与普通水准仪相比，精密水准仪的读数方法
有和特点？
3、精密水准测量的主要误差有哪些？如何消除
或削弱这些误差的影响？
