【摘　要】　城市三等水準(zhǔn)加密網(wǎng)的測量，是在國家一、二等水準(zhǔn)點上布設(shè)，其目的為了滿足城市的建設(shè)與發(fā)展，本文介紹DL-101C電子水準(zhǔn)儀施測三等水準(zhǔn)網(wǎng)的作業(yè)過程，及其與常規(guī)光學(xué)水準(zhǔn)儀的比較。
【關(guān)鍵詞】　電子水準(zhǔn)儀 三等水準(zhǔn)加密網(wǎng) DL-101C電子水準(zhǔn)儀與DS3光學(xué)水準(zhǔn)儀的比較

　　在國家三等水準(zhǔn)的測量中，通常運(yùn)用的儀器是光學(xué)水準(zhǔn)儀，光學(xué)水準(zhǔn)儀的讀數(shù)包含有人為視差的因素，影響了水準(zhǔn)測量的精度。而電子水準(zhǔn)儀具有精度高、數(shù)據(jù)可靠、觀測方法簡便、直觀等優(yōu)點，特別是避免了由于人為視差的影響。筆者所在單位采用拓普康DL-101C電子水準(zhǔn)儀施測三等水準(zhǔn)，取得了非常好的效果。
　　電子水準(zhǔn)儀又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀，它是在自動安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它采用條碼標(biāo)尺，各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。目前照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍然需人工目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，標(biāo)尺條碼一方面被成象在望遠(yuǎn)鏡分化板上，供目視觀測，另一方面通過望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成象在光電傳感器（又稱探測器）上，即線陣CCD器件上，供電子讀數(shù)。
一、DL-101C的工作的過程
　　1、觀測實施前的準(zhǔn)備工作
　�、�、儀器和標(biāo)尺均送至國家檢定單位進(jìn)行檢定，運(yùn)回施工現(xiàn)場后需進(jìn)行常規(guī)檢查和校正。儀器和標(biāo)尺在檢定有效期內(nèi)，檢定結(jié)果為合格，方可進(jìn)行使用。
　　②、進(jìn)行現(xiàn)場踏勘熟悉點位，確定水準(zhǔn)路線。
　�、邸⒊龉で白屑�(xì)檢查電池電量，記錄模塊內(nèi)存能否滿足當(dāng)天的計劃工作量。
　　2、觀測實施步驟
　�、�、同其余儀器一樣，架設(shè)儀器并置平，若自動記錄采用PCMCIA卡，應(yīng)準(zhǔn)備好PCMCIA卡。
　　②、調(diào)用機(jī)內(nèi)預(yù)置程序?qū)�儀器進(jìn)行方法設(shè)置（采用線路測量模式，本次三等水準(zhǔn)采用后、前、前、后的方法進(jìn)行施測）。
　�、邸⒂秘Q絲瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺的中部，用調(diào)焦旋鈕調(diào)清標(biāo)尺映象。
　　④、按側(cè)面的meas鍵進(jìn)行測量，只需4S就顯示出標(biāo)尺讀數(shù)（按上下鍵顯示后尺或前尺視線高，儀器到標(biāo)尺的平距，前后尺視線高差及累計高差，累計前后視距差，累計平距）。
　�、�、第二站開始按等級水準(zhǔn)觀測順序進(jìn)行觀測，只需架設(shè)儀器并置平，按meas鍵進(jìn)行測量，觀測數(shù)據(jù)等級限差超限時儀器會自動顯示出錯信息，提示需進(jìn)行重測本站。
二、DL-100C電子水準(zhǔn)儀觀測數(shù)據(jù)處理
　　1、觀測數(shù)據(jù)預(yù)處理
　�、�、尺長改正：用標(biāo)尺尺長檢定改正數(shù)乘以各測段高差值，反符號加入往返測段高差中，即：
　　　　 δf=fΣh
　　　　 f為一對水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長度的平均誤差
　　　　 Σh為本測段累計高差
　�、�、正高改正：ε=AHi（Δ）′
　　　　 Hi為測段始末兩點的近似高程平均數(shù)，以米為單位；
　　　　 （Δ）′為測段始末點緯度之差，以分為單位；
　　　　A根據(jù)整條水準(zhǔn)路線的平均緯度為引數(shù)查表得出；
　　　　ε的計算結(jié)果以毫米為單位。
　　③、水準(zhǔn)路線閉合差的改正
　　　　此項改正在進(jìn)行平差時予以改正。
　　2、平差計算
　　將經(jīng)過尺長和正高改正的外業(yè)測段高差，輸入計算機(jī)，采用清華山維軟件進(jìn)行平差。
三、質(zhì)量狀況
　　柳州市三等水準(zhǔn)加密網(wǎng)由9個閉合環(huán)構(gòu)成，總長為121.68km，有水準(zhǔn)點74座。采用后、前、前、后的觀測方法，對每測段進(jìn)行往返觀測。其觀測結(jié)果的質(zhì)量狀況見表1~表3。
表1：以環(huán)線高差閉合差、每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差衡量
環(huán)號 測站數(shù) 環(huán)線長/km 環(huán)線高差閉合差/mm 允許值/mm 每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差/mm 
1 280 24.1 -2 ±58.9 ±0.95 
2 374 33.0 -15 ±68.9 ±0.99 
3 226 18.3 -8 ±51.4 ±0.85 
4 208 17.6 -2 ±50.4 ±0.90 
5 268 23.6 +4 ±58.3 ±1.05 
6 100 8.0 +1 ±34.0 ±1.11 
7 252 21.4 +8 ±55.5 ±1.02 
8 86 7.2 0 ±32.1 ±0.86 
9 170 13.6 +3 ±44.3 ±1.00 

表2：以往返測高差不符值、環(huán)線閉合差衡量 項目 優(yōu)（個數(shù)） 良（個數(shù)） 合格（個數(shù)） 優(yōu)品率占總個數(shù) 
測段往返測高差不符值 79 3 0 96.3% 
環(huán)線閉合差 9 0 0 100% 

　　 注：1、“優(yōu)”表示不符值小于限差的1/3；“良”表示不符值大于限差1/3而小于限差1/2；“合格”表示不符值大于限差1/2而小于限差。
　　 2、往返測高差不符值限差按±12計算，環(huán)線閉合差限差按±12計算，為測段長度或環(huán)線長，以公里為單位。
表3：以高程中誤差衡量
點號 高程中誤差/mm 點號 高程中誤差/mm 點號 高程中誤差/mm 
J1 2.2 Ш0124 1.8 Ш0149 2.6 
Ш0101 1.8 Ш0125 1.6 Ш0150 2.6 
Ш0102 1.5 Ш0126 1.2 Ш0151 2.5 
Ш0103 1.0 Ш0127 2.1 Ш0152 2.4 
Ш0104 1.2 Ш0128 2.1 Ш0153 1.9 
Ш0105 1.0 Ш0129 2.1 Ш0154 1.6 
Ш0106 1.6 Ш0130 1.9 Ш0155 1.9 
Ш0107 1.9 Ш0131 1.6 Ш0156 2.2 
Ш0108 2.2 Ш0132 1.1 Ш0157 2.6 
Ш0109 2.2 Ш0133 1.9 Ш0158 2.7 
Ш0110 2.2 Ш0134 2.2 Ш0159 2.7 
Ш0111 2.1 Ш0135 2.1 Ш0160 2.7 
Ш0112 1.9 Ш0136 2.2 Ш0161 2.6 
Ш0113 2.0 Ш0137 2.2 Ш8917 1.9 
Ш0114 1.8 Ш0138 2.1 Ш8919 2.6 
Ш0115 1.7 Ш0139 2.1 Ш8921 2.2 
Ш0116 1.5 Ш0140 2.1 Ш8924 1.2 
Ш0117 1.6 Ш0141 2.0 Ш8925 2.0 
Ш0118 1.7 Ш0142 2.2 Ш8926 2.0 
Ш0119 1.8 Ш0143 2.2 Ш8927 2.1 
Ш0120 1.8 Ш0144 1.6 Ш8936 1.6 
Ш0121 2.0 Ш0146 1.9 Ш8944 1.2 
Ш0122 2.1 Ш0147 2.3 Ш8946 2.3 
Ш0123 2.4 Ш0148 2.5 　 　 
　　注：《城市測量規(guī)范》規(guī)定水準(zhǔn)網(wǎng)中最弱點高程中誤差（相對于起算點）不得大于±20mm。
四、DL-101C電子水準(zhǔn)儀與DS3光學(xué)水準(zhǔn)儀的比較
　　為了體現(xiàn)出DL-101C電子水準(zhǔn)儀的優(yōu)越性，特用DS3光學(xué)水準(zhǔn)儀（DS3光學(xué)水準(zhǔn)儀及標(biāo)尺已經(jīng)過檢定）對4號閉合環(huán)進(jìn)行施測給予比較，比較結(jié)果如下：
表4：以環(huán)線高差閉合差、每公里偶然中誤差給以比較
儀器 測站數(shù) 環(huán)線長/km 環(huán)線閉合差/mm 允許值/mm 每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差/mm 
DS3 174 17.6 -8 ±50.4 ±2.02 
DL-101C 208 17.6 -2 ±50.4 ±0.90 
表5：以往返測高差不符值比較
項目（右） 優(yōu)（個數(shù)） 良（個數(shù)） 合格（個數(shù)） 優(yōu)品率占總個數(shù) 
儀器（下） 
DS3 8 3 2 61.5% 
DL-101C 13 0 0 100% 
　　注：“優(yōu)”表示不符值小于限差的1/3；“良”表示不符值大于限差的1/3而小于限差的1/2；“合格”表示不符值大于限差的1/2而小于限差。
表6：以高程中誤差比較（對4號閉合環(huán)進(jìn)行單獨(dú)平差）
點號 高程中誤差 點號 高程中誤差 
DS3/mm DL-101C/mm DS3/mm DL-101C/mm 
Ш8944 0 0 Ш0112 3.9 1.0 
Ш0117 2.0 0.5 Ш8926 3.7 0.9 
Ш0118 2.7 0.7 Ш0113 3.4 0.8 
Ш0119 3.2 0.8 Ш0114 2.8 0.7 
Ш0120 3.6 0.9 Ш0115 2.3 0.6 
Ш0121 3.9 1.0 Ш0116 1.7 0.4 
Ш0122 4.0 1.0 　 　 　 
　　通過以上數(shù)據(jù)的比較，很明顯的得出DL-101C的施測精度高于DS3施測精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出技術(shù)規(guī)范要求。充分發(fā)揮了DL-101C的優(yōu)越性，達(dá)到了意想不到的效果。
五、工作體會
　　1、DL-101C儀器和標(biāo)尺標(biāo)稱精度高，性能穩(wěn)定，處于良好狀態(tài)，可保證高精度的可靠數(shù)據(jù)，觀測精度滿足各項技術(shù)規(guī)范要求。
　　2、讀數(shù)客觀。不存在誤讀、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。
　　3、精度高。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，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件的影響。不熟練的作業(yè)人員也可進(jìn)行高精度測量。
　　4、儀器操作簡單、方便、直觀，觀測時不用從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)直接讀標(biāo)尺上刻劃數(shù)，直接從儀器顯示窗讀取，這大大削弱了因觀測者引起的測量誤差。
　　5、按下meas測量鍵，只需4S即可顯示出測量數(shù)據(jù)，比用普通光學(xué)水準(zhǔn)儀從標(biāo)尺直接人工讀數(shù)可節(jié)省1/3左右的時間，而且讀數(shù)可靠。記錄在內(nèi)存或模塊里的數(shù)據(jù)，不受噪音等惡劣環(huán)境的影響，避免了因觀測員讀錯或記錄員記錯數(shù)據(jù)的影響。
　　6、能自動讀取數(shù)據(jù)，自動記錄、檢核、處理并能輸入電子計算機(jī)進(jìn)行后處理，可實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化。
　　7、若在夜間觀測，則對照明的要求高，空氣濕度對觀測也帶來了一定的影響。
　　8、儀器中固定的自動記錄程序，記錄和輸出的數(shù)據(jù)格式不適合《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》中的觀測順序“后、前、前、后，后、后、前、前”，需編制數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換成規(guī)范中的數(shù)據(jù)記錄格式，并打印觀測手簿。
　　9、DL-101C主機(jī)內(nèi)存51KB，可存儲約1100個點的數(shù)據(jù)，最小讀數(shù)為0.01mm，可滿足各種等級水準(zhǔn)測量。
　　DL-101C電子水準(zhǔn)儀在柳州是三等水準(zhǔn)加密網(wǎng)測量中發(fā)揮了它特有的優(yōu)越性。在保證各項技術(shù)要求的前提下，達(dá)到了更高精度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動記錄，使觀測成果規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。在信息管理迅速發(fā)展中，發(fā)揮了其很好的作用。

參 考 文 獻(xiàn)
[1] GB12898-91，國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范，國家技術(shù)監(jiān)督局 
[2] CJJ8-99，城市測量規(guī)范，中國建筑工業(yè)出版社