【正文】 引言 水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)定地面點(diǎn)高程的主要方法之一。水準(zhǔn)測(cè)量是使用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，根據(jù)水平實(shí)現(xiàn)測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推求未知點(diǎn)的高程。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量是經(jīng)常施測(cè)的一種高程測(cè)量方法。布設(shè)水準(zhǔn)路線是建立高程控制的一種常規(guī)方法。傳統(tǒng)的三、四等水準(zhǔn)測(cè)量一般使用紙質(zhì)水準(zhǔn)表格記錄原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算和檢核工作,在工期緊，任務(wù)繁重的情況下，紙質(zhì)水準(zhǔn)表格記錄和計(jì)算工作強(qiáng)度大、效率低。為了提高水準(zhǔn)測(cè)量的效率，使得水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)外業(yè)一體化，提高數(shù)據(jù)處理速度、精度和可靠性，外業(yè)觀測(cè)上需采用更加科學(xué)、快速的作業(yè)模式，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理上需采用簡(jiǎn)便、可靠的數(shù)據(jù)處理軟件。而利用編程語(yǔ)言編制水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)檢核與平差軟件替代紙質(zhì)水準(zhǔn)表格記錄和計(jì)算，可以大大提高三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的效率。在取得初步的外業(yè)數(shù)據(jù)后，要對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，確定數(shù)據(jù)的可用性及準(zhǔn)確性，為平差計(jì)算的打好基礎(chǔ)，得到合格的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)后，需對(duì)所采集的水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理。 軟件設(shè)計(jì)思路以實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化為宗旨，以最大限度降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率為目標(biāo)，以操作簡(jiǎn)單化、運(yùn)行智能化、限差控制自動(dòng)化為條件，使用目前主流開(kāi)發(fā)語(yǔ)言Visual Basic．，構(gòu)建水準(zhǔn)平差序的運(yùn)行界面、輸入、輸出窗口并根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)的輸入形式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按照水準(zhǔn)平差的平差模型編寫(xiě)相應(yīng)的代碼，形成平差模型計(jì)算模塊(module)。 程序計(jì)算中要解決的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題: 1)對(duì)于水準(zhǔn)測(cè)量來(lái)說(shuō),山地和平地所要求的高差閉合差限差計(jì)算公式是不同的,所以在計(jì)算之前應(yīng)先按照實(shí)際工作測(cè)量的類(lèi)型選擇計(jì)算公式,然后采用不同限差公式進(jìn)行判斷。 2)計(jì)算的數(shù)據(jù)必須在高程閉合差沒(méi)有超出限差范圍才進(jìn)行計(jì)算,如果超限,計(jì)算是沒(méi)有意義的,所以超限后程序必須中斷,并提示超限。 3)計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)該以數(shù)組的方式進(jìn)行存儲(chǔ),不同任務(wù)的水準(zhǔn)測(cè)量工作,待測(cè)點(diǎn)的數(shù)量顯然不同,計(jì)算程序應(yīng)能夠按照實(shí)際工作需要聲明數(shù)組個(gè)數(shù),所以程序中要設(shè)置待測(cè)點(diǎn)數(shù)量的輸入項(xiàng),然后根據(jù)輸入的數(shù)字聲明數(shù)組。 4)閉合差在分配過(guò)程中必然出現(xiàn)余數(shù)除不盡的情況,小數(shù)取舍就成了關(guān)鍵問(wèn)題,如果處理不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)各改正數(shù)之和與高程閉合差不相符的情況,所以在程序計(jì)算中,小數(shù)的取位必須采用奇進(jìn)偶舍來(lái)進(jìn)行,不能簡(jiǎn)單使用四舍五入。最后計(jì)算出的結(jié)果還要進(jìn)行檢驗(yàn),如果閉合差與改正數(shù)之和不相符,則差值應(yīng)分配到路線最長(zhǎng)或是測(cè)站數(shù)最多的一個(gè)測(cè)段。因此,要求程序能夠查找到最長(zhǎng)水準(zhǔn)路線所對(duì)應(yīng)的改正數(shù)。1 水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理和方法 水準(zhǔn)測(cè)量，是利用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺，根據(jù)水準(zhǔn)儀能夠確定水平視線原理，測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，再由一點(diǎn)高差推算另一點(diǎn)高差的測(cè)量方法。 水準(zhǔn)測(cè)量的目的 水準(zhǔn)測(cè)量的目的：通過(guò)測(cè)量地面上兩點(diǎn)之間的高差h，根據(jù)已知點(diǎn)的高程求算未知點(diǎn)的高程,測(cè)出一系列水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。通過(guò)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，可以了解地表的形狀、地殼的變化，以及指導(dǎo)工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)。 水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理 水準(zhǔn)測(cè)量不是直接測(cè)定地面點(diǎn)的高程，而是測(cè)出兩點(diǎn)間的高差。即在兩個(gè)點(diǎn)上分別豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)測(cè)量的儀器提供的一條水平視線，瞄準(zhǔn)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，求得兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)高程推求未知點(diǎn)高程。如圖11所示，設(shè)已知點(diǎn)高程為，用水準(zhǔn)測(cè)量方法求未知點(diǎn)的高程。在、兩點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀，并在、兩點(diǎn)上分別豎立水準(zhǔn)尺，根據(jù)水準(zhǔn)儀提供的水平視線在點(diǎn)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為，在點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為，則、兩點(diǎn)間的高差為： 圖11 水準(zhǔn)測(cè)量原理 （11） 設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量是由點(diǎn)向點(diǎn)進(jìn)行，如圖11中箭頭所示，則規(guī)定點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為后視讀數(shù)；點(diǎn)為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為前視讀數(shù)。由此可見(jiàn)，兩點(diǎn)之間的高差一定是“后視讀數(shù)”減“前視讀數(shù)”。如果，則高差為正,表示點(diǎn)比點(diǎn)高；如果，則高差為負(fù)，表示點(diǎn)比點(diǎn)低。 在計(jì)算高差時(shí)，一定要注意的下標(biāo)的寫(xiě)法：表示點(diǎn)至點(diǎn)的高差，則表示點(diǎn)至點(diǎn)的高差，兩個(gè)高差應(yīng)該是絕對(duì)值相同而符號(hào)相反，即 (12) 測(cè)得、兩點(diǎn)間高差后，則未知點(diǎn)Ｂ的高程為： 　　　　 (13) 由圖11可以看出，點(diǎn)高程也可以通過(guò)水準(zhǔn)儀的視線高程（也稱(chēng)為儀器高程）來(lái)計(jì)算，視線高程等于點(diǎn)的高程加點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的后視讀數(shù)，即 (14)則 　 (15) 一般情況下，用(13)式計(jì)算未知點(diǎn)的高程，稱(chēng)為高差法。當(dāng)安置一次水準(zhǔn)儀需要同時(shí)求出若干個(gè)未知點(diǎn)的高程時(shí)，則用(15)式計(jì)算較為方便，這種方法稱(chēng)為視線高法。即每一個(gè)測(cè)站上測(cè)定一個(gè)視線高程作為該測(cè)站的常數(shù)，分別減去各待測(cè)點(diǎn)上的前視讀數(shù)，即可求得各待測(cè)點(diǎn)的高程。這在建筑工程中經(jīng)常用到。 在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)量中，、兩點(diǎn)間高差可能較大或相距較遠(yuǎn)，不可能安置一次（一測(cè)站）水準(zhǔn)儀即能測(cè)定兩點(diǎn)間的高差。此時(shí)可在沿點(diǎn)至點(diǎn)的水準(zhǔn)路線上增設(shè)若干個(gè)必要的臨時(shí)立尺點(diǎn)，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)，根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)定相鄰各點(diǎn)間高差，最后取各個(gè)測(cè)站高差的代數(shù)和，即求得兩點(diǎn)間的高差值，這種方法稱(chēng)為連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量。如圖12所示，欲求，在點(diǎn)至點(diǎn)水準(zhǔn)路線上增設(shè)個(gè)臨時(shí)立尺點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)），安置次水準(zhǔn)儀，依次連續(xù)地測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間高差～，即： … … … 則 ＝＝－ 　 (16)式中，為后視讀數(shù)之和，為前視讀數(shù)之和，則未知點(diǎn)B的高程為 　 (17) 圖12 連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量 、兩點(diǎn)間水準(zhǔn)路線上增設(shè)的轉(zhuǎn)點(diǎn)起著傳遞高程的作用。為了保證高程傳遞的正確性，在連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，不僅要選擇土質(zhì)穩(wěn)固的地方作為轉(zhuǎn)點(diǎn)位置（宜安放尺墊），而且在相鄰測(cè)站的觀測(cè)過(guò)程中，要保持轉(zhuǎn)點(diǎn)（尺墊）穩(wěn)定不動(dòng)；同時(shí)要盡可能保持各測(cè)站的前后視距大致相等；還要盡可能通過(guò)調(diào)節(jié)前、后視距離保持整條水準(zhǔn)路線中的前視視距之和與后視視距之和相等，這樣有利于消除（或減弱）地球曲率和儀器某些誤差對(duì)高差的影響。2 水準(zhǔn)測(cè)量手簿 水準(zhǔn)測(cè)量的計(jì)算與檢核 為了保證水準(zhǔn)測(cè)量成果的正確可靠，在進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算前，對(duì)