【摘 要】二等光學(xué)水準(zhǔn)測(cè)站記錄計(jì)算工作量大、時(shí)間緊，利用CASIO fx-5800P計(jì)算器編程進(jìn)行計(jì)算，程序操作簡(jiǎn)單，速度快，可按照觀測(cè)順序輸入觀測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)判別測(cè)站限差、自動(dòng)計(jì)算必要數(shù)據(jù)，自動(dòng)累計(jì)測(cè)站數(shù)、路線(xiàn)長(zhǎng)度和線(xiàn)路高差，可降低對(duì)記錄者的心算能力的要求，提高工作效率，保證計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。

【關(guān)鍵詞】二等光學(xué)水準(zhǔn)；限差；編程計(jì)算

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，“十二五”以來(lái)全國(guó)各地紛紛開(kāi)始了新的建設(shè)高峰，大大小小的工程紛紛上馬，一些高速鐵路、公路、城際輕軌、市政工程等等隨處可見(jiàn)。作為工程建設(shè)的排頭兵，測(cè)量工作首先走在了最前列。諸多工程開(kāi)工初期任務(wù)多，時(shí)間緊，要求在最短的時(shí)間里完成測(cè)量任務(wù)，及時(shí)提供準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)為后續(xù)施工服務(wù)。

在測(cè)量工作中，除了平面控制測(cè)量外，水準(zhǔn)高程測(cè)量也至關(guān)重要。以二等光學(xué)水準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。其要求精度非常高，基輔讀數(shù)差<0.4mm，基輔高差之差<0.6mm，視距長(zhǎng)度≤50米，前后視距差≤1米，視距累計(jì)差≤3米，視線(xiàn)高度大于0.3米，線(xiàn)路附閉合差<16√L。測(cè)站記錄計(jì)算工作量大，時(shí)間緊，觀測(cè)人員在一分鐘左右連續(xù)報(bào)出8個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)（四個(gè)四位數(shù)，四個(gè)六位數(shù)），在記錄的同時(shí)，記錄員需要計(jì)算出12個(gè)結(jié)果，同時(shí)比較7個(gè)限差，以判斷測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)是否合格，決定能否遷站。這就要求觀測(cè)、記錄、計(jì)算、判別，一氣呵成。電子水準(zhǔn)儀觀測(cè)自動(dòng)化程度高，自動(dòng)記錄，自動(dòng)判別限差，但價(jià)格比較昂貴，還不是全面普及，大部分單位還是在用光學(xué)水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。曾經(jīng)在一次高鐵建設(shè)中，剛進(jìn)場(chǎng)就要進(jìn)行開(kāi)工前的二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)，幾個(gè)剛招來(lái)的施工人員沒(méi)有接受過(guò)二等水準(zhǔn)測(cè)量的系統(tǒng)訓(xùn)練。簡(jiǎn)單的培訓(xùn)之后就利用光學(xué)水準(zhǔn)儀開(kāi)始了緊鑼密鼓的復(fù)測(cè)工作。第一天的復(fù)測(cè)進(jìn)度非常緩慢。首先是觀測(cè)數(shù)據(jù)屢屢超限，經(jīng)過(guò)幾輪的觀測(cè)比選后，選定了相對(duì)合適的人員進(jìn)行觀測(cè)。為提高觀測(cè)者肉眼分辨的精度，前后視距已盡可能的縮短，循序漸進(jìn)，由近及遠(yuǎn)，觀測(cè)合格并熟練之后發(fā)現(xiàn)記錄計(jì)算人員卻跟不上，心算速度達(dá)不到要求，結(jié)果就用草稿紙計(jì)算，甚至用上了計(jì)算器進(jìn)行加減，整個(gè)環(huán)節(jié)受到記錄計(jì)算速度的限制，一天下來(lái)僅完成了2公里的水準(zhǔn)往測(cè)。內(nèi)業(yè)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)符合差30cm，大大超出了規(guī)范允許的限差要求，反復(fù)檢查結(jié)果一模一樣，問(wèn)題很?chē)?yán)重，必須及時(shí)分析原因找出可能問(wèn)題所在：觀測(cè)原因、記錄原因、儀器原因、轉(zhuǎn)點(diǎn)錯(cuò)誤、還是業(yè)主單位提供的高程數(shù)據(jù)不對(duì)。一系列的問(wèn)題不排除，工作很難順利開(kāi)展下去。

經(jīng)過(guò)對(duì)記錄成果仔細(xì)的分析判別，每一測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)都符合限差要求的，觀測(cè)問(wèn)題首先排除；其次轉(zhuǎn)點(diǎn)水準(zhǔn)尺墊又大又重，踩實(shí)后碰動(dòng)的可能性很小，在外業(yè)觀測(cè)時(shí)反復(fù)交代過(guò)的；第三業(yè)主提供的高程是否有誤，應(yīng)該以準(zhǔn)確無(wú)誤判別；第四記錄較亂，外業(yè)時(shí)一直處于高度緊張的精神狀態(tài)，奇偶站的記錄順序有可能顛倒；第五儀器使用的是蘇光DSZ-2大水準(zhǔn)儀，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)用，在用之前未經(jīng)過(guò)正確性驗(yàn)證，儀器問(wèn)題可在第二日檢查。暫看記錄計(jì)算的速度及準(zhǔn)確性是制約整個(gè)進(jìn)度的瓶頸，必須首先給予以有效解決。經(jīng)過(guò)認(rèn)真思索，考慮采用CASIO fx-5800P編程計(jì)算器輔助計(jì)算。由于沒(méi)有先例，只能通過(guò)編程說(shuō)明書(shū)和研判水準(zhǔn)成果表中的公式和規(guī)律，再通過(guò)嘗試和反復(fù)的運(yùn)行調(diào)試，并用原有的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算。實(shí)踐運(yùn)行取得了良好的效果，結(jié)果可以自動(dòng)累計(jì)觀測(cè)成果，減少了室內(nèi)檢查匯總環(huán)節(jié)，而且線(xiàn)路結(jié)束后就可以即時(shí)知道觀測(cè)成果是否合格。

第二日經(jīng)過(guò)對(duì)儀器進(jìn)行檢查，一切技術(shù)指標(biāo)均符合要求。重新開(kāi)始復(fù)測(cè)，在記錄間隙操作編程計(jì)算器輔助計(jì)算，能做到讀完、記完、算完的目標(biāo)要求，速度大幅度提高，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。僅用半天時(shí)間就完成了前一日全天的工作，所測(cè)高差與設(shè)計(jì)提供的高差吻合，說(shuō)明前一天的某一站或幾站數(shù)據(jù)記錄計(jì)算出現(xiàn)了奇偶站記錯(cuò)的問(wèn)題，其它問(wèn)題則影響甚微。這樣就解決了二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)中的一系列問(wèn)題。

本文主要介紹二等光學(xué)水準(zhǔn)中常遇到的難點(diǎn)問(wèn)題及利用便攜式CASIO fx-5800P可編程計(jì)算器輔助計(jì)算來(lái)解決的方法。二等光學(xué)水準(zhǔn)測(cè)站記錄計(jì)算工作量大、時(shí)間緊，利用CASIO fx-5800P計(jì)算器編程進(jìn)行計(jì)算，程序操作簡(jiǎn)單，速度快，可按照觀測(cè)順序輸入觀測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)判別測(cè)站限差、自動(dòng)計(jì)算必要數(shù)據(jù)，自動(dòng)累計(jì)測(cè)站數(shù)、路線(xiàn)長(zhǎng)度和線(xiàn)路高差，可降低對(duì)記錄者的心算能力的要求，提高工作效率，保證計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。

二等水準(zhǔn)記錄表格及樣例數(shù)據(jù)如下：

表中黑色數(shù)字為原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，紅色傾斜數(shù)字為需要計(jì)算的結(jié)果，紅色傾斜帶下劃線(xiàn)的數(shù)字還需要與限差進(jìn)行判別。為減少計(jì)算器按鍵次數(shù)，直接以所讀的數(shù)字輸入，不輸小數(shù)點(diǎn)。

源程序如下：

程序名稱(chēng)：LEVEL2

？U測(cè)站序號(hào)

？S水準(zhǔn)路線(xiàn)累計(jì)長(zhǎng)度，以米為單位

？V累計(jì)前后視距差，以米為單位

？T累計(jì)高差，以米為單位

Lbl0

U/2-INT（U/2）→Z

IFZ=0.5：ThenGoto1：IfEnd判斷若是奇數(shù)站，轉(zhuǎn)向Lbl1

IFZ=0：ThenGoto2：IfEnd判斷若是偶數(shù)站，轉(zhuǎn)向Lbl2

Lbl3

C-G→L計(jì)算基本分劃面高差

O-M→R計(jì)算輔助分劃面高差

（L+R）/200000→H計(jì)算平均高差，以米為單位

T+H→T累加線(xiàn)路總高差，以米為單位

S+D+I→S累計(jì)水準(zhǔn)路線(xiàn)總長(zhǎng)度，以米為單位

\"H-Q（JBFH）=\"：L◢

\"H-Q（FZFH）=\"：R◢

\"H（BZGC）=\"：H◢

\"T（LJGC）=\"：T◢

\"LJXLCD=\"：S◢

K→V

U+1→U

\"U=\"：U◢

Goto0

Lbl1

\"HOU.SHANG\"？A后尺基本分劃上絲讀數(shù)

\"HOU.XIA\"？B后尺基本分劃下絲讀數(shù)

\"HOU.JB\"？C后尺基本分劃中絲讀數(shù)

（A-B）/10→D計(jì)算后尺視距，以米為單位

\"HOU.SHI.JU=\"：D◢

IfD>50：ThenGoto1：Else判別后尺視距是否超限，超限返回

\"QIAN.SHANG\"？E前尺基本分劃上絲讀數(shù)

\"QIAN.XIA\"？F前尺基本分劃下絲讀數(shù)

\"QIAN.JB\"？G前尺基本分劃中絲讀數(shù)

（E-F）/10→I計(jì)算前尺視距，以米為單位

\"QIAN.SHI.JU=\"：I◢

IfI>50：ThenGoto1：Else判別前尺視距是否超限，超限返回

D-I→J計(jì)算前后視距差

\"SHI.JU.CHA=\"：J◢

IfAbs（J）>1：ThenGoto1：Else判別前后視距差是否超限，超限返回

J+V→K累加前后視距差

\"∑（S.J.CHA）=\"：K◢

IfAbs（K）>3：ThenGoto1：Else判別累計(jì)前后視距是否超限，超限返回

\"QIAN.SHI.FZ\"？M前尺輔助分劃中絲讀數(shù)

G+301550-M→N計(jì)算前尺基輔讀數(shù)差

\"QIAN.JF.CHA=\"：N◢

IfAbs（N）>40：ThenGoto1：Else判別前尺基輔讀數(shù)差是否超限，超限返回

\"HOU.SHI.FZ\"？O后尺輔助分劃中絲讀數(shù)

C+301550-O→P計(jì)算后尺基輔讀數(shù)差

\"HOU.JF.CHA=\"：P◢

IfAbs（P）>40：ThenGoto1：Else判別后尺基輔讀數(shù)差是否超限，超限返回

P-N→Q計(jì)算基輔分劃所測(cè)高差之差

\"JFFHGCZC=\"：Q◢

IfAbs（Q）>60：ThenGoto1：IfEnd判別基輔分劃所測(cè)高差之差是否超限，超限返回

Goto3

Lbl2

\"QIAN.SHANG\"？E

\"QIAN.XIA\"？F

\"QIAN.JB\"？G

（E-F）/10→I

\"QIAN.SHI.JU=\"：I◢

IfI>50：ThenGoto2：Else

\"HOU.SHANG\"？A

\"HOU.XIA\"？B

\"HOU.JB\"？C

（A-B）/10→D

\"HOU.SHI.JU=\"：D◢

IfD>50：ThenGoto2：Else

D-I→J

\"SHI.JU.CHA=\"：J◢

IfAbs（J）>1：ThenGoto2：Else

J+V→K

\"∑（S.J.CHA）=\"：K◢

IfAbs（K）>3：ThenGoto2：Else

\"HOU.SHI.FZ\"？O

C+301550-O→P

\"HOU.JF.CHA=\"：P◢

IfAbs（P）>40：ThenGoto2：Else

\"QIAN.SHI.FZ\"？M

G+301550-M→N

\"QIAN.JF.CHA=\"：N◢

IfAbs（N）>40：ThenGoto2：Else

P-N→Q

\"JFFHGCZC=\"：Q◢

IfAbs（Q）>60：ThenGoto2：IfEnd

Goto3

程序運(yùn)行后首先初始化，即輸入測(cè)站數(shù)、累計(jì)線(xiàn)路長(zhǎng)度、累計(jì)前后視距差、累計(jì)高差，程序判斷本站為奇數(shù)站后，調(diào)用子程序1，即要求輸入后尺上絲、下絲、基本分劃中絲讀數(shù)，再輸入前尺上絲、下絲、基本分劃中絲讀數(shù)、輔助分劃中絲讀數(shù)，最后是后尺輔助分劃中絲讀數(shù)。參數(shù)一旦滿(mǎn)足計(jì)算條件隨即彈出計(jì)算結(jié)果，超限則返回重新開(kāi)始本站。若為偶數(shù)站，則調(diào)用子程序2，要求輸入前尺上絲、下絲、基本分劃中絲讀數(shù)，再輸入后尺上絲、下絲、基本分劃中絲讀數(shù)、輔助分劃中絲讀數(shù)，最后是前尺輔助分劃中絲讀數(shù)。測(cè)站數(shù)據(jù)合限，累加本站的累計(jì)線(xiàn)路長(zhǎng)度、累計(jì)前后視距差、累計(jì)高差，測(cè)站數(shù)加1進(jìn)入下一循環(huán)。該程序適合刻度分劃為10mm的水準(zhǔn)尺使用，基輔分劃常數(shù)差為301550，對(duì)于5mm的尺子或一等水準(zhǔn)測(cè)量只需做少量修改，即可滿(mǎn)足需要，有興趣的讀者可將二者結(jié)合在一起，編制為一個(gè)程序，計(jì)算時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行選擇。