数字水准仪进行国家二等水准测量实验

摘要：本论文通过利用数字水准仪进行国家二等水准测量实验，探讨了数字水准仪在进行高等级水准导线测量中是否使用方便、精度是否满足规范的要求、是否有良好的可靠性，在高等级水准导线测量中是否能完全替代普通精密水准仪来普遍使用，本论文意在通过数字水准仪采集的实验数据，来论证上述问题。

关键词：水准测量；高程；数字水准仪；限差

中图分类号： P216 文献标识码： A

1前言

在以往的水准测量工作中，只能使用光学精密水准仪，而且操作过于繁多，外业工作量大，数据需要人工记录，受人为因数干扰较大。并且内业计算量多，平差计算复杂。近几年，随着电子、信息、电子计算机和空间科学的飞快发展，数字水准仪以其自动化程度高、功能全、使用方便、高精密度以及良好的可靠性逐步替代精密光学水准仪在国家高等级水准测量和高精度的工程测量中被广泛使用。

随着科技的发展，GPS(全球定位系统)和全站仪技术的也发展迅速，GPS和全站仪已经逐步进入水准测量的领域中，在低等级水准导线测量和碎步测量中占有一席之位，但是在国家一、二等水准测量和高精度的工程测量中，GPS和全站仪却不能够替代精密光学水准仪，因为GPS和全站仪水准测量的精密度完全达不到规范和技术的要求，远底于光学精密水准仪。但是数字水准仪器的精度要远高于光学精密水准仪器，数字水准仪的出现，完全打破了数字测量仪器不能进入高精度水准测量的界限。

2 实验数据的采集和传输

2.1实验数据的采集

为了验证数字水准仪器能够进行二等水准测量 ，在测量的前期工作中，围绕学校进行踏勘，选择合适的点位作为水准点，布设水准导线（如图2.1）。假设出起始水准点的高程坐标作为已知坐标，使用拓扑康DL―102型电子水准仪进国家二等水准测量，按闭合水准导线的路径完成数据采集。在使用拓扑康电子水准仪之前应进行一些功能设置，进行二等水准测量时选择采用N次水准测量，指的是多次进行中丝读数。然后取多次读书平均值，在进行实测时N设置为2 次，并将仪器的读数选择精确型，既最小读数为0.1mm，在输入测站限差为0.6 mm，就可以开始数据采集的工作。

图2.1 水准导线布设图

2.2实验数据的传输

当外业数据采集完毕后，要将数据整理传输到计算机内，要把电子水准仪内存中的数据传到计算机中进行设置通讯参数设置，波特率一般设置为9600，奇偶性一般设置为无检验，回车换行设置为On。

3 实验数据的分析和成果

3.1实验数据的整理

为了验证使用数字水准仪进行水准测量能够达到国家二等水准测量规范的要求，其测量结果整理如下：

表 3.1 水准测量往测成果表

表 3.2 水准测量返测成果表

表 3.3 测站边长成果表

3.2实验数据分析

在水准测量中，检验水准导线是否合格，要符合其检验标准（如表3.4）。

表3.4 二等水准测量精度标准

视距长度(m) 前后视距差(m) 往返测高差之差(mm) 路线闭合差（m）

注：R为检测测段长度，km；

L为路线长度，km。

在二等水准测量中，视距长度和前后视距差有严格的限定。为检验视距和前后视距差是否符合测量精度，将其列出（如表3.5）。

表3.5 水准测量前后视距差

注：表中的前后视距为平均值

由表3.5得知，前后视距差的最大值为0.9765m，小于精度标准1m，说明前后视距差符合二等水准测量的精度要求；视距的最大值为44.720m，小于精度标准50m，也符合要求。

在二等水准测量中，往返测高差之差限差的检查也很重要，为了检测往返测高差之差是否符合精度要求，将高差之差计算结果和限差列出表格作比较（如表3.6）。

表3.6 往返测高差之差检核表

注：表中高差取两点间的绝对值

由表3.6可以看出，往返测高差之差小于限定误差，说明其精度符合要求。

当上述水准测量的精度检验完毕后，应检测水准测量的闭合差，利用公式（3.1）和公式（3.2）来计算（其中L为路线长度）。

（3.1）

(3.2 )

由公式3.1计算得出闭合差=2.575mm，容许闭合差=4.337mm，

4 结束语

数字水准仪在进行高等级导线测量的方法和步骤同光学精密水准仪是一致的，但是其外业数据采集和内业数据整理的工作效率和数据的准确性要远远高于光学精密水准仪。用其进行高等级的水准测量，消除或削弱了许多误差，提高了测量工作的效率，而且较光学水准仪测量时的工作人员少，节省了人力资源。

参考文献

[1] 周祖渊.电子数字式水准仪的性能及测量原理[N].重庆交通学院学报,2005-2(B1)：1-2.

[2] 柴文川.电子水准仪测量系统及其应用[EB/OL].200.200.0.254/kns50/.

[3] 陈海民.水准测量的平差计算方法[N]. 邵阳学院学报.2003-2-1(B2)：4-5.

[4]蔡林,杜柏利.精密水准测量以及ISO规范[EB/OL]. 200.200.0.254/kns50/.

[5] GB12897-91,国家一、二等水准测量规范[S]. 北京：中国标准出版社,1991.

[6]武汉测绘学院，同济大学. 控制测量学[M].北京：测绘出版社，1986：11-23.