试论电子水准仪在三四等水准测量中的应用

王建军

摘 要：文章首先分析了电子水准仪的工作原理及优点，之后结合中山市三等水准网测量实例，探讨了电子水准仪在三四等水准测量中的具体应用，旨在为相关研究与实践提供参考。

关键词：电子水准仪；三四等水准测量；应用

前言

近年来，相关技术的发展促进了工程测量技术的进步，这使得全站仪、数字水准仪及电子测距仪等先进设备被更广泛的应用。工程测量主要是服务于工业或民用工程建设的，涉及到控制测量、地形测量及数据处理等各个环节，总体而言，当前工程测量技术呈现出测绘智能化、数字化、实时化等发展趋势。三等水准网控制成果是城乡建设、水利设施建设和防洪抗灾的重要基础资料，是测绘基准体系的重要组成部分。特别是近年来，雷雨大风等异常天气频繁，对城市实施建设的精度要求越来越高，三四等水准测量越来越受到重视。基于以上，本文结合中山市三等水准网测量实例，探讨了电子水准仪在三四等水准测量中的具体应用，旨在为同类型水准测量工作实践提供参考与借鉴。

1 电子水准仪工作原理

电子水准仪是在自动安平水准仪基础上发展起来的一种数字水准仪，其采用条码标尺，通过人工照准和调焦，在望远镜分化板上成像，供目视观测，同时可通过分光镜在CCD器件及光电传感器成像，供电子读数。

就目前来看，不同种类电子水准仪采用的自动点至读数方法有所差异，主要包括相关法、几何法和相位法。

2 电子水准仪的优点

电子水准仪在望远镜光路中增加了分光镜和CCD探测器，其包括电子图像处理系统和条码标尺。相较于传统仪器来说，电子水准仪有着如下优点：

（1）读数客观。电子水准仪读数的过程中不会出现认为读数中误记、误差等问题。

（2）精度高。在应用电子水准仪的过程中，视距读数和视线高度数都以条码分划图像为基础，经过图像处理之后平均得出，表尺分划误差的影响大大减弱，有效提升了测量精度[1]。

（3）速度快，效率高。电子水准仪省去了报数、听记及现场计算等环节，且不会出现认为出错而重复测量的问题，因此能够有效节约时间，相较于传统仪器来说，能够节约时间达到1/3。此外，电子水准仪读数的过程中，只需要调焦和按键就可以自动读数，省时省力，同时能够自动记录、检验和处理数据，并自动输入到电子计算机中进行处理，实现了内业、外业一体化，大大提高了作业效率。

3 电子水准仪在三四等水准测量中的应用

3.1 项目概况

中山市三等水准网是1998年建成并投入使用，于2004年经过复测和补充埋设部分三等水准点，由于中山市地处珠三角地区，地质条件比较差，城乡建设发展较快，早期布设的测量控制点因地形变化、点位破坏等因素，经过多年的沉降，部分地区点位已发生明显变化，原有资料成果的精度已难以得到保证，同时部分地区的三等水准点因建设而遭到破坏，影响了测绘工作的正常开展和城乡建设、水利实施建设的顺利推进[2]。为保证全市水准网成果的准确性，保障测绘成果的精度和质量，特开展中山市三等水准控制网复测。

三等水准复测范围为中山市隶属。本项目水准路线总长为737.38km，联测总点数240个，包括过河水准点22个。组成51条附合路线及28个闭合环线对观测成果进行检核。本次水准网复测由我院中标承担实施。实施过程中，使用7台天宝DiNi数字水准仪配因瓦条码水准标尺进行外业几何水准观测。观测数据均为仪器自动记录。跨河水准测量使用0.5秒级徕卡TCA2003全站仪，按照测距三角高程法进行施测。根据经各项改正后的高差计算环线和附合路线闭合差，其中环线闭合差最大值为11.4mm，环周长40.56km，限差为76.42mm。其他环线闭合差远小于規范规定限差。根据环闭合差计算得到每千米水准测量全中误差为：0.86mm/km，远低于规范规定的6mm/km的限差要求。

3.2 应用流程

3.2.1 观测准备

（1）电子水准仪仪器和标尺要送到国家检定单位进行检定，检

定合格后运回施工场所，并进行常规性的检查和校准。保证电子水准仪及标尺在检定有效期之内并检定合格方可投入使用。

（2）在测量现场进行踏勘，熟悉测量点位，确定具体的水准路线。

（3）在应用电子水准仪之前对其电池电量进行检查，避免测量过程中电量不足，对记录模块内存进行检查，保证其能够满足当前计划工作量的存储要求。

3.2.2 实施步骤

（1）进行电子水准仪的架设，并置平，准备好自动记录用的PCM

CIA卡[3]。

（2）对电子水准仪内预置程序进行调用，采用线路测量模式，在本次三等水准测量中，采用后、前、前、后的方法进行测量。

（3）用竖丝瞄准标尺中部，调节调焦旋钮，保证标尺映像清晰。

（4）按下电子水准仪侧面的meas键，进行测量，4s即可显示出标尺的读数。

（5）第二站按照等级水准观测顺序观测，只需要将电子水准仪架设置平后按meas键测量即可[4]。在观测的过程中，一旦观测数据等级限差超过限值，则电子水准仪会自动将出错信息显示出来，并发出重新测量的提示。

（6）观测数据处理。对观测数据进行尺长改正、正高改正及闭合差改正等预处理，之后进行平差计算。

4 结束语

综上所述，工程测量技术能够为工程和城市勘察与规划设计提供服务，积极提升工程测量技术水平至关重要。近年来，随着现代制造技术、电子技术及数字化技术的发展，越来越多先进的测量设备被应用到工程测量领域中，其中电子水准仪的应用最为典型。本文结合实例，探讨了电子水准仪在三四等水准测量中的具体应用原理、流程和要点以及观测精度，旨在为相关研究和同类型水准测量工程实践提供参考。

参考文献

[1]景琦，薄万举.电子水准仪与自动安平水准仪的对比研究——以DINI11和NI002为例[J].地震工程学报，2014，04：1102-1106.

[2]包学旗.电子水准仪在三四等水准测量中的应用[J].科技风，2015，02：70.

[3]王世伟，陈旭东，沈焕锋，等.电子水准仪的精度分析与研究[J].地理空间信息，2005，06：52-54.

[4]张福忠，吴夫芳.电子水准仪在三四级水准测量中的应用[J].装备制造技术，2010，09：174-175+177.