GB 12898-1991 国家三、四等水准测量规范

中华人民共和国国家标准

国家三、四等水准测量规范GB12898-91

Specificationsforthe

thirdandfourthorderleveling

1主题内容与适用范围

本标准规定了建立三、四等水准网的布设原则、施测方法和精度指标。

本标准适用于三、四等水准网的布测。

2引用标准

GB3160水准仪系列及基本参数

GB3161经纬仪系列及基本参数

GB12897国家一、二等水准测量规范

3水准网的布设

3.1布设原则

3.1.1三、四等水准网是在一、二等水准网的基础上进一步加密，根据需要在高等级水准网内布设符合

路线、环线或结点网，直接提供地形测图和各种工程建设所必需的高程控制点。

3.1.2单独的三等水准附合路线，长度应不超过150km；环线周长应不超过200km；同级网中结点间

距离应不超过70km,

3.1.3单独的四等水准附合路线，长度应不超过80km；环线周长应不超过100km；同级网中结点间

距离应不超过30km；山地可适当放宽。

3.1.4水准路线50km内的大地点、水文站、气象台站（）等（以下统称为其他固定点），应根据需要列

入水准路线予以连测。若连测确有困难时，可进行支测。支测的等级可根据“其他固定点”所需的高程精

度和支线长度决定。若使用单位没有特殊的精度要求，则当支线长度在20km以内时，按四等水准测量

精度施测；支线长度在20km以上时，按三等水准测量精度施测。

3.2水准点的布设密度

三、四等水准路线上，每隔4-8km须埋设普通水准标石一座；在人口稠密、经济发达地区可缩短

为2^-4km；荒漠地区及水准支线可增长至10km左右。支线长度在15km以内可不埋石。

3.3路线命名与水准点编号

3.3.1水准路线以起止地名的简称定为线名，起止地名的顺序为“起西止东”或“起北止南”。环线名称，

取环线内最大的地名后加“环”字命名。三、四等水准路线的等级，各以皿、w书写于线名之前表示。

3.3.2路线上的水准点，应自该线的起始水准点起，以数字1,2,3...…顺序编定点号，环线上点号顺序

取顺时针方向，点号书于线名之后。

3.3.3水准支线以其所测高程点名称后加“支”字命名。支线上的水准标石，按起始水准点到所测高程

点方向，以数字1,2,3...…顺序编号。

国家技术监督局1991一05一05批准1992一01-01实施

GB12898一91

3-3-4利用旧水准点时，可使用旧名号。若重新编定时，应在新名号后以括号注明该点埋设时的旧名

号。

3.4新路线与已测路线的连接

3.4.1新设的水准路线的起点与终点，应是已测的高等或同等水准路线的水准点。

3.4.2新设的三、四等水准路线距已测的各等水准点在4km以内时，应予以连测或接测。

3.4.3对已测路线上水准点的接测，按新测路线和已测水准路线中较低等级的精度要求施测。

3.4.4新设路线和已测路线重合时，若旧标石符合要求，应尽量利用旧点。若旧点标石不符合要求，应

另行选埋，但对标志完好的旧点必须连测。

3.5高程系统和高程基准

水准点的高程采用正常高程系统，按照1985国家高程基准起算。青岛原点高程为72.260m,

I6水准测量的精度

三、四等水准测量，每公里水准测量的偶然中误差M△和全中误差Mw，不得超过表1规定的数值：

表1mm

祥井万二仁共

M△和Mw的计算方法见9.5.2和9.5.3条规定。

3.了水准网的技术设计

水准网布设前，必须进行技术设计，获得水准网和水准路线的最佳布设方案。技术设计的要求、内容

和审批程序按照zBA75001《测绘技术设计规定》执行。

4选点与埋石

4.1选定水准路线和水准点

水准路线应沿利于施测的公路、大路及坡度较小的乡村路布设。水准路线尽量避免跨越500m以

上的河流、湖泊、沼泽等障碍物。

水准点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地点。下列地点不应选设水准点：

a．易受水淹、潮湿或地下水位较高处；

b．易发生土崩、滑坡、沉陷的地点；

c．距铁路50m、距公路30m以内特（殊情况可酌情处理）；

d.短期内由于建设发展，可能毁坏标石或阻碍观测的地点。

4.2标石类型

三、四等水准点采用的标石类型和适用地区见表20

GB12898一91

表2

4.3埋设标石卜一

4.3.1标石占用的土地，必须取得土地管理部门和土地使用单位或个人的同意，并办理征地手续。

4.3.2标石柱体可先行预制，底盘须在现场浇灌。标石的制作与埋设规格及材料用量，按附录A补（充

件）中的A5-A6的规定执行。

4.3.3标石顶面的水准标志，采用加接铁质根络的铜或不锈钢半球顶的标志，也可采用玻璃钢或石质

标志。标志规格见附录A补（充件）中的A4o

4.3.4标石埋设后，应按附录A补（充件）中的A2的格式在现场测绘点之记详图。

4.4标石外部整饰

4.4.1标石埋设后，一般应按附录A补（充件）中的A7的规格挖掘防护沟、埋设指示碑。

4.4.2埋设在机关、学校、住宅院内以及埋设在耕地、水网区的水准标石，不挖防护沟、不设指示碑。但

须按附录A补（充件）中的A7的规格建造保护井、加盖指示盘。

4.4.3在草原、沙漠、戈壁等空旷地区，除按规定挖掘护沟和设立指示碑外，还可在附近设2^-3个方位

桩，也可建造小型规标。

4.4.4在山区、林区埋设标石，可在距水准点最近的路边设置方位桩。

4.4.5方位桩，规标可采用木材、石料、混凝土或金属材料制作，用红漆或压印的方法将点号和点位方

向写在醒目位置。在点之记中注明设置方位物的方向和距离。

4.5标石的托管

埋石结束后，应按规定向当地政府及有关个人，办好标石委托保管手续。委托保管书的格式见附录

A补（充件）中的A8o

4.6埋石后应上交的资料：

a．埋石后测绘的水准点之记、路线图及结点接测图；

b．标石委托保管书及批准征用土地的文件；

c．埋石工作总结扼（要说明埋石工作情况．埋石中的特殊问题及对观测工作的建议等）。

5仪器的技术要求

5.1仪器的选用

水准测量中使用的仪器按表3规定执行。

GB12898一91

表3

万仁拼

5．2仪器的检验

5.2.1对于光电测距仪的检验按ZBA76002规定执行。对用于仪器检验的三等标准金属线纹尺每两

年应送有关检定单位检定一次。

5.2.2对于新出厂的仪器及其在作业前和跨河水准测量前的检验项目按表4规定执行。

表4

口

表4中＋表示应检验的项目，当所使用的仪器和方法与该项检验无关时，可不作检验。表4中第15

检验项应送有关检定单位进行检验。

GB12898一91

5.2.3经过修理后的仪器应检验受其影响的有关项目。其中第15项必须检验。

5.2.4作业开始后的一周内应每天检校一次z角表（4中的第13项），若i角保持在lo"以内时，以后可

每隔15天检校一次。

5.2.5在作业过程中应随时注意检校表4中的第2,8项。若对仪器某一部件的质量有怀疑时，应随时

进行相应项目的检验。

5.2.6每期作业结束后应检验表4中第3,5两项各一次，若作业期超过三个月时，应在作业期中间增

加这两项各一次。

5.3仪器技术指标

仪器技术指标按表5规定执行。

表5

一

上表中自动安平水准仪磁致误差指自动安平水准仪在磁感应强度为。.05mT的水平方向上的稳

恒磁场作用下，引起视线的最大偏差。

6水准观测

6门观测方法

6.1.1三等水准测量采用中丝读数法进行往返测。当使用有光学测微器的水准仪和线条式因瓦水准

标尺观测时，也可进行单程双转点观测。

6.1.2四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测。

支线必须往返测或单程双转点观测。

6.2设置测站的要求

三、四等水准测量采用尺台作转点尺承。观测应在标尺分划线成像清晰稳定时进行，若成像欠佳，应

酌情缩短视线长度。测站的视线长度、视线高度等按表6规定执行。

GB12898一91

表6m

视线长度～1-11＿二，

一＊、一＿＿、＿＿＿＿＿每站的前后

等级——前后视距差二＿二二三、视线高度

仪器类型视距’一－－一视距积累差

DS3镇75

三等—<2.0*}5.。三丝能读数

DS1,DS05成100

DS3毛100

四等—廷3.0蕊10.0三丝能读数

Ds1,DS05（150

6.3测站上观测顺序和方法

6.3.1三等水准测堂每测站照准标尺分划顺序为：

a．后视标尺黑面基（本分划）；

b．前视标尺黑面基（本分划）；

c．前视标尺红面辅（助分划）；

d．后视标尺红面辅（助分划）。

6.3.2四等水准测量每测站照准标尺分划的顺序为：

a．后视标尺黑面基（本分划）；

b．后视标尺红面辅（助分划）；

c．前视标尺黑面基（本分划）；

d．前视标尺红面辅（助分划）。

6.3.3一测站的操作程序：

a．首先整置仪器竖轴至垂直位置望（远镜绕竖轴旋转时，水准气泡两端分离不大于1cm);

b．将望远镜对准后视标尺黑面，用倾斜螺旋导水准气泡准确居中，按视距丝和中丝精确读定标尺

读数（四等观测可不读上、下丝读数，直接读距离）；

c．照准前视标尺黑面，按b款操作；

d．照准前视标尺红面，按b款操作，此时只读中丝读数；

e．照准后视标尺红面，按d款操作。

使用单排分划的因瓦标尺观测时，对单排分划进行两次照准读数，代替基辅分划读数。

6.3.4自动安平水准仪的操作程序与气泡式水准仪相同。每测站观测前，首先将概略整平水准气泡导

至中央，然后按规定顺序照准标尺进行读数。转镜水准仪的操作程序，应按规定顺序照准标尺，而将黑面

和红面分划的观测分别在两个镜位或（摆位）进行。

6.3.5二、四等水准测量，采用单程双转点法观测时，在每一转点处，安置左右相距。.5m的两个尺

台，相应于左右两条水准路线。每一测站按规定的观测方法和操作程序，首先完成右路线的观测，而后进

行左路线的观测。

6-4间歇与检测

工作间歇时，最好能在水准点上结束观测。否则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的

固定点，作为间歇点。间歇后，应进行检测，检测结果符合限差要求即可起测。如无固定点可选择，则间

歇前最后两测站的转点处打入带有帽钉的木桩作间歇点。间歇后进行检测，比较任意两转点间歇前后所

测高差，若符合限差要求，即可由此起测。否则，须从前一水准点起测。

检测高差不予采用。

GB12898一91

6.5读数位数与测站观测限差

6.5.1读数取位按表7规定执行。

表7mm

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6.5.2测站观测限差按表8规定执行。

表8mm

月牛仁井

因测站观测误差超限，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）起始，重新观测。

6.6观测中应遵守的事项

6.6.1观测时，须用白色测伞遮蔽阳光，迁站时，应罩以白色仪器罩。

6.6.2对具有倾斜螺旋的水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随

时调整零点位置。对于自动安平水准仪的水准器，观测前须严格置平。

6.6.3在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，第三脚轮换置

于路线方向的左侧与右侧。

6.6.4除路线转弯处外，每一测站上仪器和前后视标尺的三个位置，尽量接近一条直线。

6.6.5同一测站上观测时，一般不得两次调焦。仅当视线长度小于lom，且前后视距差小于1m时，可

在观测前后标尺时调整焦距。

6.6.6每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两支标尺须互换位置，并应

重新整置仪器。

6.6.7在高差甚大的地区进行三、四等水准测量时，应尽可能使用因瓦水准标尺按光学测微法施测。

6.7路线连接点的观测与检测

6.7.1观测至两条水准路线交叉点时，须在“水准网结点接测图”上详细记录接测情况。

6.7.2三、四等水准路线或（支线）与已测水准点接测时，须单程检测一已测测段。若超限，则应再检测

另一单程。若仍超限，则应继续向前检测，以确定可靠的已测点作为连接点。若交叉点变动，须重测有关

测段。

对高等级路线的检测，按新设路线的等级进行；对低等级路线的检测，按已测路线的等级进行检测

已测测段高差之差的限差见表90

6.8往返测高差不符值与环线闭合差的限差

6.8.1往返测高差不符值与环线闭合差的限差按表9规定执行。

Gs12898一91

表9mm

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注：K为路线或测段的长度，km;

I,为附合路线环（线）长度，km;

R为检测测段长度，km;

山区指高程超过1000m或路线中最大高差超过400m的地区。

6.8.2水准环线由不同等级路线构成时，环线闭合差的限差应按各等级路线长度分别计算，然后取其

平方和的平方根为限差。

6.8.3检测已测测段高差之差的限差，对单程或双程检测均适用。

6．9测量成果的重测与取舍

水准测量结果，若超出第6.8条和3.6条规定的限差，均应重测，作业人员须对超限原因作具体分

析，并按下列原则进行重测与取舍：

a．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超过往返测高差不符值的限差，但与另一单程的高差不符值未超出限差，

则取用重测结果；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差，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的高差。若超出上述限差，则须重

测另一单程；

b，单程双转点观测中，测段的左右路线高差不符值超限时，可只重测一个单程单线，并与原测结

果中符合限差的一个取中数采用；若重测结果与原测结果均符合限差，则取三个单线结果的中数。当重

测结果与原测两个单线结果均超限时，应分析原因，再重测一个单程单线；

c．由往返高差或（左右路线高差）不符值计算的每公里水准测量的偶然中误差M。超限时，应重

测不符值较大的某些测段；

d．环线闭合差超限时，应先重测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）测段。附合路线闭合差超限时，应分析原因重测有关测段，在高差甚大的地区，要注意标尺长度误差

和重力异常的影响，有条件时，应加入重力异常改正。

7跨河水淮测量

7．1般‘规定

当水准路线跨越江河或（湖塘、宽沟、洼地、山谷等），视线长度在200m以内时，可用一般观测方法

进行，但在测站上应变换次仪器高度，观测两次。两次高差之差应不超过7mm，取用两次结果的中

数。若视线长度超过200m时，应根据跨河宽度和仪器设备等情况，选用本章所述的方法进行观测。

跨河水准测量方法及其适用范围和观测测回数、限差规定按表10执行。

GB12898一91

表10

一一仁

跨河视线长度超过2000m时，采用的方法和要求，须依据测区条件进行专项设计。

7.2跨河场地的选定与布设

7.2.1跨河场地应选择在水面较窄、土质坚实、便于设站的河段。应尽可能有较高的视线高度。安置标

尺和仪器点应尽量等高。

7.2.2跨河水准测量仪器和标尺的位置一般应按“Z”字形或类似图形布设。如图1所示，I,,I：处为仪

器与远标尺轮换安置点，b,,b：为近标尺安置点；I,b,=12b,，且约为10^20m；图1中各点应用直径不小

于5cm，长度约为30^50cm的木桩牢固地打入地中，其顶端钉上铁帽钉供安置标尺用。

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图1

了．3直接读尺法

7.3.1观测方法

每测回观测方法如下：

a．先在I，与bl或（12与b2）的中间且与I，及b，等距的点上整平水准仪后，用同一只标尺按一般

操作规程，测定I,b，的高差气6ls

b．移仪器于1，点，精密整平仪器后，照准本岸b，点上的近标尺，按中丝读标尺基、辅分划一次；

c．将仪器转向照准对岸I：点上的远标尺，调焦后，即用胶布将调焦螺旋固定，按中丝读标尺基、

辅分划各两次；

d．在确保调焦螺旋不受触动的要求下，立即将仪器搬到对岸I,点上，同时b,点上的标尺也移置

到I，点上。待精密整平仪器后，首先照准对岸I,点上的远标尺，按c,b,a的反顺序及操作要求读数；

e·将仪器搬到I,与b2中间且等距的点上，按一般操作方法，测定I。与b，的高差h,2b20

以上a,b,。为上半测回观测,d,e为下半测回观测。

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7.3.2计算方法

一测回高差按式1（)计算：

Hbib：一h（blb2一hb2b1)12·································……（1）

且：

hblb，一hb1I2＋h12b2

h626，一hyl＋hIlbl

式中：气Ib：一上半测回所观测的b,,b,两点的高差；

气。，—下半测回所观测的b,,b，两点的高差。

7．4微动规板法

7.4.1准备

在特制的规板上，绘制照准标志，装于水准标尺上供对岸照准用。规板的制作规格见附录c补（充

件）。

7.4.2观测方法

此方法观测程序和计算方法均同7.3，只是应将对远标尺分划照准读数改为对规板分划照准读数，

对辅助分划读数改为对规板分划线第二次读数，照准读数时应由观测员按约定信号指挥对岸记录员将

规板沿标尺上下移动，直到规板上的分划线同仪器水平视线切合时，通知对岸记录员读记规板指标线在

水准标尺上的读数。

7.5跨河水准测量中须遵守的事项

7.5门观测前应先将仪器从仪器箱取出，在测站附近阴影处露放30min；观测时须用大白测伞遮蔽阳

光。

7.5.2仪器换岸搬移时，应细心装箱与护运，确保其不受震动和不触动调焦螺旋。

7.5.3观测应在影像完全稳定时进行，一般上午在日出后30min开始，至中天前1.5h止；下午自中

天后3h起到日没前30min止。但也可按地区、季节及气象情况，适当变通。当风力达五级或五级以上

时，应停止观测。

了．6冰仁水准测量

跨越北方地区的河流、沼泽、水草地等，可以利用严冬季节在冰上进行水准测量，并遵守下列规定：

a．严冬前，预先在两岸选定跨河地点和埋设水准标石，并与路线上的水准点进行连测；

b．应在冰层有足够厚度和表面周日变化最小期问一（般每年12月底至翌年2月底）内进行，观测

进行中须特别注意安全；

c．观测开始前，沿选定路线依相应等级水准测量所采用的视线长度，选定安置仪器及标尺的地

点，扫除冰上积雪，在安置标尺处凿一小坑，于其中插入一长约30cm，直径约10cm的木桩顶（上钉一

圆帽钉），然后浇水使其冻结，在安置仪器脚架的每一点，同样冻入木桩以支撑仪器脚架；

d．观测方法和各项限差均与相应等级水准测量的规定相同。

8电磁波测距高程导线测量

8.，适用范围

在进行儿何水准测量确有困难的山岳地带以及沼泽、水网地区，四等水准路线或支线，可用电磁波

测距高程导线（以下简称高程导线）进行测量。

8.2观测方法

8.2-1施测高程导线前，应沿路线选定测站，视线长度一般不大于700m，最长不得超过1km，视线垂

直角不得超过150，视线高度和离开障碍物的距离不得小于l.5m.

8.2.2高程导线可布置为每一照准点安置仪器进行对向观测（以下简称每点设站）的路线；也可布置为

GB12898一91

每隔一照准点安置仪器（以下简称隔点设站）的路线。隔点设站时，应采用单程双测法，即每站变换仪器

高度或位置作两次观测，前后视线长度之差不得超过100me

8.2.3应在成像清晰、信号稳定时进行斜距和垂直角的观测，并遵守下列要求：

a.斜距观测两测回每（测回照准一次，读数四次），各次读数互差和测回中数之间的互差为10mm

和15mm，每站需量取气温、气压值；

b．垂直角观测采用中丝法观测四个测回，测回差和指标差互差，均不得超过5"

c．仪器高、规牌高应在测前测后用经过检验的量杆各量测一次，两次互差不得超过2mm.

8.2.4当水准点或其他高程点无法设置测站时，可用几何水准方法引测至合适的高程点后，再按高程

导线施测。

8.2.5各项观测读数和计算数值取位按表11规定执行。

表11mm

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8.3高差计算

8.3.1观测斜距应施以加常数和乘常数改正、气象改正。

8-3.2测站高差的计算

8.3-2.1每点设站时，相邻测站间单向观测高差h按式2（)计算：

。二1，n

h二S·sina十-(S·cosa)z＋，一v·····················……（2）

一一’一’2R“一－－一产’－一、“／

式中：S—经过各项改正后的斜距，m;

a—观测垂直角；

R—地球平均曲率半径，采用6369000m;

：—仪器竖盘中心至地面点的高度，m;

V-W牌中心至地面点的高度，m.

相邻测站间对向观测的高差中数h,：按式3（)计算：

h，一h

hl，二二二～一－二‘止·····················．·····．········……（3）

2

式中：1,2脚标分别为相邻测站的序号。

8.32.2隔站设点时，相邻照准点间的高差h,：按式(4（）计算：

h,2=S2·sina2一S,·sins,＋v,一v2

1，，。、。。

＋；长·(〔(S5（,，ccoossaa，)“一S（,cosa）“〕························……（4）

2R、、一“－－一乙／、一，－－一tI，

式中：1,2脚标分别表示后视和前视标号；

S—经过各项改正后的斜距，m;

a—观测垂直角；

V-规牌中心至地面点的高度，m

R—地球平均曲率半径，采用6369000m.

8.3.3由高程导线测定的水准点或其他固定点的高差，应加入正常水准面不平行改正，计算方法与四

等水准测量相同。

GB12898一91

8.4测量限差

8.4.1高程导线的观测结果应不超过表12规定的各项限差。

表12mm

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注：表中D为测站间或照准点间的观测水平距离，km,

8.4.2观测结果超出限差时，须按6.9条规定进行重测和取舍。

9外业成果的记录整理

9．1外业记录要求

9.1.1外业手簿应按统一的格式装订成册，每册之页码应予编号。应由中队长签字后发给作业员。已

编号的各页不得撕去，记录中间不得留下空页。

9.1.2三、四等水准测量或支线水准测量的往测与返测，可记于同一本手簿中。水准路线与支线的观测

结果，须分册记录。

9.1.3一切外业原始观测值和记事项目，必须在现场直接记录于手簿中。

9．2记录项目