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  水準測量的基本原理是測定兩點間的高差,從而根據已知點高程而推算出未知點的高程。求兩點高差的方法如下圖所示:  如果知道後視點的高程 formula_1,則前視點的高程即為 formula_2 = formula_1 + D 。這種計算高程的方法稱為高差法。如果已知儀器高程(視線高程) formula_4,可直接求得要求的前視點高程 formula_2 = formula_6 ± formula_7,此法稱為視線高法,常用於建築工程施工中。

  如果已知點與未知點的距離較遠或高差較大時,僅安置一次儀器便不能測得它們的高差,這時需要加設若干個臨時的立尺點,作為傳遞高程的過渡點,稱為轉點。每安置一次儀器,稱為一個測站,每個測站所測的高差之和,即為待測兩點的高差。

  水準測量的儀器主要是水準儀和水準尺,根據水準測量精度的要求需選擇相應精度的水準儀和相應的水準尺。

  水準測量的誤差主要來自以下三種:  水準測量的誤差無法完全避免,但是可以在測量作業時採取一定措施來減少誤差的影響。比如觀測時用傘遮擋儀器,儘量使前、後視的距離相等或視距累計差規定一個限值,可以降低i角誤差和調焦誤差;在一測段中使測站數為偶數可以消除水準尺零點差;採用“後-前-前-後”的觀測順序可以減少儀器下沉的影響;進行往返觀測,取高差平均值可以減弱水準尺下沉的影響等。
水準測量是一種使用水準儀和水準尺測量地面點高程的方法,因其操作方法簡單、易於操作,且精度可靠,所以是目前測定地面點高程的主要方法之一。