■凡艷偉

（青海省第二測繪院　青海　西寧　810001）

對電子水準儀在二等水準測量中應用的探析

■凡艷偉

（青海省第二測繪院青海西寧810001）

測繪技術的飛速發(fā)展，使電子水準儀在工程測量中的應用非常廣泛，極大地提高了工作效率。這就要求測繪測量專業(yè)的人才掌握電子水準儀的原理、性能和使用方法，能完成一定的測量工作任務，成為技術技能型人才。本文分析了練習如何使用電子水準儀進行二等閉合水準路線測量，提出了減小測量誤差的方法和措施。

電子水準儀二等水準測量應用探析

水準測量就是利用水準儀提供的一條水平視線，借助水準標尺進行讀數(shù)，測定地面上兩點間的高差，從而由已知點高程推求未知點的高程。在數(shù)字水準儀研制出來之前，傳統(tǒng)的水準施測一般采用水準儀以人工讀取數(shù)據(jù)結合手工記薄或手工電子記錄的方法。這種傳統(tǒng)方法，人為主觀因素影響較多，測量效率相對較低。數(shù)字水準儀的研制成功，有效避免了人為因素的影響，極大地提高了水準測量的工作效率及成果的精確度。

1　電子水準儀的原理

電子水準儀是在自動安平水準儀的基礎上，在望遠鏡光路中增加了分光鏡和探測器(CCD)、并采用條碼標尺和圖像處理電子系統(tǒng)而構成的光機電測量一體化的高科技產(chǎn)品?；竟ぷ髟硎钱敎y量人員照準標尺并進行調(diào)焦后，條碼標尺的像經(jīng)分光鏡，一路成像在分劃板上，供目視觀測;一路成像在探測器上，經(jīng)光電轉換，輸出的數(shù)字信號被送到微處理器進行處理和存儲，并將其與儀器內(nèi)存的標準碼按一定方式進行比較，即可獲得高度讀數(shù)和水平距離。

2　電子水準儀的特點

（1）讀數(shù)客觀。由于觀測值是自動顯示在電子水準儀的屏幕上，所以不存在觀測員的判讀錯誤，消除了人為讀數(shù)誤差。

（2）精度較高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖象經(jīng)處理后取平均得出來的數(shù)值，因此削弱了標尺分劃誤差的影響。電子水準儀都有多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件的影響。對儀器操作不太熟練的測量人員也能進行高精度測量。

（3）可以自動讀數(shù)，所以大大減輕了勞動強度，提高了工作效率。

3　二等閉合水準路線測量實例分析

為了參加某校測繪測量技能大賽的比賽，我?guī)ьI團隊進行了多次二等閉合水準路線測量練習。

3.1二等水準測量所用儀器和設備

根據(jù)競賽要求，二等水準測量需配備以下儀器設備:①南方或科力達DL2007電子水準儀:含木腳架1副、2 m數(shù)碼標尺1對、2個撐桿及2個尺墊(3 kg)。②50 m測繩(根據(jù)參賽隊的要求配發(fā))。

3.2觀測與計算要求

每一條閉合水準路線由3個待求點和1個已知點組成。設O點為已知點，D、E、F為待求點。觀測和計算時滿足以下要求:觀測使用賽會規(guī)定的儀器設備，測站視線長度、前后視距差及其累計、視線高度和數(shù)字水準儀重復測量次數(shù)按相關規(guī)定。除路線轉彎處，每一測站上儀器與前后視標尺應盡量接近一直線上。水準路線采用單程觀測，每測段測站數(shù)為偶數(shù)，每測站兩次高差，奇數(shù)站觀測水準尺的順序為:后-前-前-后;偶數(shù)站觀測水準尺的順序為:前-后-后-前。高程誤差配賦計算，高差取位到0.000 01 m，高程取位到0.001 m。

3.3第一測段O-D第一個測站的操作步驟

先在第一測站兩水準點中間安置儀器，然后旋轉三個腳螺旋使圓水準器氣泡居中進行整平儀器。之后照準后視點上的水準尺并進行調(diào)焦。再開機，設置儀器的參數(shù)，選擇標準測量模式的標準測量，按MEAS鍵進行測量，當屏幕上顯示標尺均值和視距均值時，把數(shù)據(jù)記錄到記錄表中。根據(jù)奇數(shù)站后前前后的觀測順序，依次把數(shù)據(jù)記錄到記錄表中。然后根據(jù)水準測量原理，計算兩次高差。若其差值小于等于0.6 mm，則取其平均值作為這一測站高差;此時儀器搬站，進行下一站測量;若其差值大于0.6mm，則重新安置儀器測量。

4　誤差分析

4.1水準儀的精度對二等水準測量成果的影響

觀測過程中操作儀器嚴格按照《規(guī)范》要求，如對視距的選擇、每一測站的后、前視距離之差和每一測段的后、前視距離之累計差規(guī)定一個限值、在照準同一測站前、后視尺時盡量避免調(diào)焦、在陽光下觀測用傘遮住儀器等，都可減弱或消除水準儀的精度對精密水準測量成果的影響。

4.2整平儀器誤差

在整平過程中，要遵循左手拇指規(guī)則:“左手拇指旋轉腳螺旋的運動方向，就是氣泡移動的方向”，不能盲目轉動腳螺旋。還要注意儀器轉到任何方向，氣泡都要居中。這樣才能提高測量結果的準確性。

4.3調(diào)焦誤差

數(shù)字水準儀要求十字絲影像清晰、標尺的像準確地聚集在CCD傳感器上，才能準確地反映測量值［2］，觀測時要保證每站的調(diào)焦質(zhì)量，才可獲得最佳的測量精度。

4.4水準尺傾斜誤差

在水準測量讀數(shù)時，若水準尺在視線方向前后傾斜，會造成水準尺讀數(shù)總會偏大，所以立尺者要確保尺上的圓水準氣泡居中或使用可調(diào)節(jié)升降尺撐，提高扶尺質(zhì)量，保證測量結果的準確性。

4.5光照風力的影響

測量過程中，光照會使儀器受熱不均使軸線關系改變，影響測量精度，嚴重時會使測量中斷。風大時會使儀器抖動、不易整平等都會引起誤差。所以要選擇好的天氣測量，還要給儀器打傘遮光。

5　結論

電子水準儀在精密水準測量中的應用，使測量過程簡捷迅速、測量數(shù)據(jù)準確可靠，節(jié)省了人力、時間，提高了工作效率。測量成果的精度不僅取決儀器的性能，更主要的是取決于測量的方法和外界條件的影響。在操作過程中要認真、仔細，嚴格執(zhí)行二等水準測量技術要求和測量規(guī)范中的規(guī)定，熟悉儀器的操作方法，并盡可能減小外界條件的影響，才會使二等水準測量獲得有效數(shù)據(jù)，提高測量精度。

[1]曾征.電子水準儀室內(nèi)檢定方法的研究 [D].華南理工大學,2012.

[2]薛志宏.數(shù)字水準儀的原理、檢定及應用研究 [D].中國人民解放軍信息工程大學, 2002.

[3]鐘元華.二等閉合水準路線測量高差閉合差超限的原因分析 [J].企業(yè)技術開發(fā), 2015,05:88-90.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-140-1