电子水准仪在高程控制测量中的应用-上海达华测绘有限公司.doc

数字水准仪在高程控制测量中的应用 上海达华测绘公司 张伟 摘要：介绍徕卡数字水准仪DNA03的主要技术特点及在控制测量中的应用。 关键词：数字水准仪；高程控制；应用 众所周知，水准测量就是利用水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺进行读数，测定地面上两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点的高程。传统的水准仪是以人工读取、记录测量数据，开展工作一般要求4名作业人员。而对于不同等级的水准观测，为了得到有效的测量成果，都有相关的技术要求，例如：最大视线长度、前后视距差、附合或环线闭合差、往返测互差等。如果哪一项指标超出规范的要求就必须局部或整体重测，这样势必增加了外业工作量。基于以上的问题，为了提高水准测量效率，我公司2003年引进了一套数字水准仪，经过上海周边沿海围垦工程的高程控制测量应用，取得良好效果，并积累了一定的经验。 数字水准仪是在传统水准仪的基础技术上设计而成的，它具有用户界面和数据输出模式。这种具有补偿器的自动水准仪既能够使用编码标尺进行自动测量，又能使用普通水准标尺按照光学原理测量。数据可先存储在仪器内存，在作业完成之后再备份到数据存贮卡中。本文将以徕卡数字水准仪DNA03为例来概述数字水准仪的工作原理、特点、应用等。 测量原理 数字水准仪的基本原理与传统光学仪器有相同之处,但在获取数据及处理上的工作原理上与传统光学仪器就有明显不同。通常而言,数字水准仪配有相应的编码标尺，标尺的条纹码作为参照信号存在仪器内部。测量时，线译码器捕获仪器视场内的标尺影象作为测量信号，然后与仪器的参考信号进行比较，就获得视线高度和水平距离。 仪器性能及技术参数 2.1 DNA03数字水准仪主要特点 （1）大显示屏，汉化菜单，字符键盘，可水平微动，使用组合电池。 （2）带有磁阻尼补偿器，机载程序，数据存贮到内存，数据备份到PCMCIA卡。 （3）可使用标尺进行简便测量和读取距离。 （4）可进行线路水准测量和面水准测量。 （5）可测量和放样碎部点高程、高差和距离 （6）可进行测角误差和自动地球曲率改正。 （7）用计算机进行在线操作。 2.2 DNA03数字水准仪主要技术参数 （1）在高程测量中，每公里往返测量标准偏差（ISO17123-2）： 电子测量 ：铟瓦标尺 0.3mm、标准标尺1.0mm 光学测量 ：2.0mm （2）在距离测量中，标准偏差 5mm/10m 电子测距范围： 标尺长度3m 1.8m-110m 推荐的3m铟瓦标尺 1.8m-60m 标尺长度=2.7m 1.8m-100m 标尺长度=1.82m/2m 1.8m-60m 最短标尺距离（光学观测） 0.6m （3）水准仪灵敏度 圆水准器 8ˊ/2mm 补偿器 用电子跟踪的磁阻尼摆补偿器 ±10ˊ 居中精度标准偏差 0.3″ （4）液晶屏幕显示，可显示 8行， 每行24个字符，144×64象素。 （5）主机内存可记录约6000个测量成果，或大约1650测站的观测成果。 数字水淮仪在高程控制测量中应用 数字水准仪的高程测量工作方式也与于常规水准仪的工作方式相似，但在各个操作便捷程度、测量质量控制能力和整体工作效率上都有相当大的提升。下面以“南汇东滩促淤圈围工程”中的应用为例,进一步介绍这型号数字水准仪的工作性能。 3.1 实测情况简介 此次实测目的是在一条长约2km大堤的距离范围内布设两个高程控制点，按《水运工程测量规范》JTJ 203-2001要求的三等水准要求，采用单点闭合水准路线方式施测。仪器使用DNA03数字水准仪，3名作业人员，天气晴朗，温度34Co。 3.2 作业前准备 3.2.1 DNA03数字水准仪校检 一般在野外工作之前，首先要检校视线的i角误差，其次是检校仪器的圆水准器和标尺水准器。对于i角误差检校则可采用这套数字水准仪提供两种检校方法，“A×B×”法和“A××B”法（A和B是标尺位置，×是仪器位置）。根据需要选择检测方法，每种方法均可按照仪器设定好的操作步骤来做，操作完毕仪器将计算出i角值，存贮到系统信息的i角改正一项中，这样仪器将对每个标尺读数中自动进行i角改正。至于视线误差i角计算公式如下，供参考： i = arctg[(A1-B1+B2-A2)/(d1-d2+d3-d4)]…………………………….（1） 式中：A1、B1、B2、A2—为标尺高度； d1、d2、d3、d4 —为 相对于标尺高度的距离。 这次实测采用第二种方法检测，结果i角误差有5.5″，将其