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        電子水準儀單程雙測的一種方法

        2016-01-01 00:00:00張開
        科技創(chuàng)新與應用 2016年2期

        摘 要:文章通過在電子水準儀線路測量中,將左右線線路依序觀測,數據存儲在同一個線路文件中,然后通過內業(yè)編程將數據拆分成左右線路兩個文件而實現(xiàn)水準單程雙測。希望通過文章的分析,能夠對相關工作提供參考。

        關鍵詞:電子水準儀;線路測量;單程雙測

        1 概述

        電子水準儀以讀數客觀,精度高,速度快,效率高而為越來越多的工程項目所采用。目前徠卡的DNA03和天寶的DINI03水準儀的線路測量程序能按選定的觀測順序進行測量,對超限的部分提示觀測者進行處理。如何用一條線路的線路測量完成單程雙測,發(fā)揮電子水準儀的應用優(yōu)勢是文章要探討的。

        2 莊河Ⅲ場海上風電場陸上三等水準示意圖

        圖1中,不計追測路線,水準線路中點與點間路線長(雙線四線只計一個單程)約175.6km,其中雙線(四線的折成兩個雙線,也只計一個單程進行討論)有約145.7km,亦即按單程雙線測量,可少走145.7km,如果單程雙測的線路2每站平均按增加80秒,單程觀測一站用時300秒計算,單程平均100米計算,則省時145.7÷0.1×(300-80)÷3600≈89(小時),若1個組日有效工作時間為7小時,節(jié)省時間約13個組日,按這個計算方法,在不計追測的情況下,整個項目水準測量(均按單程測量計),需要352.3÷0.1×300÷3600÷7≈42,節(jié)省組日為13÷42×100%=31%,接近1/3,所以單程雙測在這個項目中很有必要。

        3 單程雙測觀測方法

        在電子水準儀的線路觀測中,儀器中后視點名的確定有兩種途徑,途徑一是開始測量時直接輸入點號(為智能化區(qū)別固定點〈所有水準點、待定點、間歇點統(tǒng)稱,下同〉與轉點,固定點點號采用非整數,轉點點號用整數),途徑二是由前視轉變而來。

        在同一站中,前視觀測前時,點號是可以修改的。而單程雙測中,右線路(以下簡稱線路1)觀測完畢時,儀器提示要觀測下一站的后視,但若要觀測左線路(以下簡稱線路2)而不切換線路的話,線路2的后視點點號是無法改變的,只有忽略儀器點號按單程雙測進行作業(yè)。當線路1前視為固定點時,修改儀器點號為非整數,其它轉點點號一律采用整數,修改前視(轉點)點號的規(guī)則與測站序號同。需要保持左右線路站數一一對應。

        圖2 儀器中對應點號

        4 單程雙測如何控制前后視距差累積

        電子水準儀的線路測量會提示前后視距差累積(以下簡稱距差累積)是否超限,而采用左右兩個線路放在一個線路測量中,距差累積就成了兩個線路距差累積的合并,合并距差累積不超限,但拆開后就可能會超限,使用中如何避免產生這個問題呢?

        假定前后視距差(以下簡稱距差)、距差累積限差分別為δ(δ>0)、ε(ε>0),△Dmi為距差(m、i分別是線路號和每條線路各自的站號),∑△D12為兩條線路距差累積和,∑△Dm為線路m的距差累積,則有:

        |△Dmi|≤δ (1)

        任意的|∑△D12|≤ε (2)

        任意的|∑△Dm|≤ε (3)

        其中:

        m=1、2(線路號)

        i=1、2、···、n(每條線路各自測站號)

        ∑△D12=△D11+△D21+△D12+△D22+···+△D1n+△D2n

        ∑△D1=△D11+△D12+···+△D1n

        ∑△D2=△D21+△D22+···+△D2n

        式(1)、式(2)的限差是測量時由儀器來控制的(超限會立即報警),滿足式3限差的充分條件是:每個△Dmi既滿足式1,每對△Dmi正負號相同的條件下,可滿足式(1)~式(3)均成立。即滿足:

        若△D1i<0,則△D2i<0,否則△D2i>0;|△D1i|≤ε,且|△D2i|≤ε。

        5 數據拆分編程思路

        (1)觀測數據拆分:每4個觀測數據一組(2個后視,2個前視),即4*k(k=1,2,···),k為奇數時為線路1的觀測數據,k為偶數時為線路2的觀測數據,非觀測數據舍棄。(2)點名的重新確定:從圖2可知,線路2的點號全是數字,上固定點點號都表示在線路1中,將上述原始數據拆分,線路2點號與線路1同。(3)補充非觀測數據,生成各自儀器格式數據。(4)為防止數據出錯,增加同站檢核和左右線路檢核。

        6 編程語言

        本次采用VS2010(Visual C++)進行編程。

        7 編程步驟及驗證

        (1)啟動VS2010,文件-新建-項目-MFC應用程序,給定名稱:leveldivide。(2)應用程序類型:基于對話框,MFC標準,在靜態(tài)庫中使用MFC,不要使用Unicode庫。(3)其它參數默認。(4)編輯對話框。(5)設定各控件ID號。(6)設定變量。(7)編輯消息處理函數。(8)調試(以JD48至C14一段將儀器數據讀入,同時兩個線路的數據拆分,按相應儀器數據格式寫在兩個文件里。單程雙測共58對數據進行調試)。

        圖3 程序運行界面

        其中第14站接測C13,第30站接測K-20時,水準儀重開新線路,所以現(xiàn)場兩次累距差清零,否則結果更好。

        從表1、表2可以得出結論,這種單程雙測方法可行。

        8 結束語

        目前大多數電子水準儀的精度都很高,如DNA03及DINI03高差讀數最小顯示0.01mm,每千米標準差為0.3mm,采用電子水準儀進行單程雙測,通過外業(yè)控制距差和內業(yè)數據拆分處理,可完全滿足單程雙測規(guī)范精度要求。

        參考文獻

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        [2]吳克勝,雷勝文.天寶DINI03電子水準儀數據格式轉換[J].安徽建筑,2011(6):183-185.

        [3]劉業(yè)林.Leica DNA03水準儀的一種數據處理方法及應用實例[J].湖南水利水電,2009(6):31-33.

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