闭合水准测量中双仪高法和双面尺法的精度分析

◇甘肃省庆阳林业学校 张培

双仪高法和双面尺法是等外水准测量中的经典方法，两类方法的精度上有差异，对水准点高程的影响大。为提高待测水准点高程值的精度，在等外闭合水准测量中结合工程案例，探究使用同种仪器比较两类方法的水准测量精度，从而优选出精度良好的水准测量方法。

双仪高法和双面尺法在闭合水准测量中应用广泛，在职业院校的教学中，通常将两种方法作为基础，给学生在课堂中进行讲授，但对实际工程中哪一种方法精度高，关注的较少，本文尝试对两类方法在同一测区内采用同一种仪器进行观测对比，试图优选出精度良好的水准测量方法，用于指导工程实践。

1 双仪高法和双面尺法的观测程序及精度要求

1.1 双仪高法的观测程序

等外水准测量若使用单面尺，可采用双仪高法，首先在前、后视点上竖立标尺，两尺之间安置水准仪并粗略整平。按下列步骤进行。

（1）检核圆水准气泡严格居中，照准后视尺，读取下、上丝读数；按中丝在标尺上的读数，分别记入手簿相应栏中。

（2）检核圆水准气泡居中后，转动水准仪，照准前视尺，读取下、上丝读数；按中丝在标尺上的读数，分别记入手簿相应栏中。

（3）变更仪器高度10cm以上，重新安置仪器。

（4）照准后视点，按中丝在标尺上的读数，记入手簿相应栏中。

（5）照准前视尺，按中丝在标尺上的读数，记入手簿相应栏中。

（6）其他各观测点的方法同上。

1.2 双面尺法的观测程序

等外水准测量采用双面尺法进行施测，首先在前、后视点上竖立标尺，两尺之间安置水准仪并粗略整平，每一个测站的观测顺序如下所示。

（1）检核圆水准气泡严格居中，照准后视尺黑面，读取下丝，上丝和中丝的读数，分别记入手簿（1）、（2）和（3）各栏中。

（2）照准后视尺红面，读取中丝读数，记入测量手薄（4）栏中。

（3）转动水准仪照准前视尺黑面，读取下丝、上丝和中丝的读数，分别记入手簿（5）、（6）和（7）各栏中。

（4）照准前视尺红面，读取中丝读数，记入测量手簿（8）栏中。

（5）其他各个观测点的方法同上。

这样的观测顺序可以简称为“后后前前”或“黑红黑红”。在观测过程中，读数应仔细、准确、果断。记录应将观测员所报读数复述一次后再记录。立尺员必须将尺垫踩实安置稳妥，不应放置在土质松软的地方。当观测员照准标尺读数时，立尺员应将水准标尺垂直竖立在尺垫上（在固定点，则直接立在点的标志上），尤其注意沿视线方向前后立直。观测过程中不得碰动仪器、脚架和尺垫。迁站时，原后视尺必须在本站各项计算全部结束且各项限差全部符合后，方可向前移动尺垫，但原前视尺转为后视尺，尺垫切勿碰动。

1.3 等外水准测量的精度要求

2 工程案例中的两类方法的数据分析

在一个开阔的场地内选择一段闭合的水准路线，从一个已知的水准点BMA开始，沿各待测高程点1、2、3、4、5点进行水准测量，最后又回到原水准点BMA。在使用双仪高法时因距离较远，固多加两站，但起始点、1、2、3和6、7测站点终点的测站位置没有改变。

采用双仪高法进行等外水准测量的记录格式，如表2所示。

表2 采用双仪高法进行等外水准测量的记录格式

采用双面尺法进行等外水准测量的记录格式，如表3所示。

表3 采用双面尺法进行等外水准测量的记录格式

表3中，（15）、（16）是后、前视距，以米为单位。（17）和（18）分别是前后视距差及前后视距累积差。若上、下丝读数（1）、（2）和（5）、（6）以毫米为单位，则视距可以按照下列公式计算：

后距（15）={（1）-（2）}/10

前距（16）={（5）-（6）}/10

后、视距差

3 小结

在该模拟测区内，两种方法均采用科利达精密水准仪完成测量任务，两种方法测量的高差值均满足精度要求，分析数据可知：

（1）双面尺法的高差之差最大是3mm，其中0mm的次数较多，双仪高法的高差之差最大是6mm，其中0mm的次数较少，比较可知双面尺法的精度优良。

（2）双面尺法的高差中数之和等于0.01mm，双仪高法的高差中数之和等于61mm，虽然均小于允许闭合差，但是双面尺法的精度远高于双仪高法。

（3）双面尺法在理论上常用于四等水准测量，双仪高法常用于等外水准测量，双面尺法的精度在理论上比双仪高要精确，该工程案例进行了实际的模拟，与这种理论相符合。

综上所述，双面尺法的精度比双仪高法优良，用于等外水准测量时更具有优势，与理论上是相符合。

4 展望

该探究主要是针对双仪高法和双面尺法而言，从理论的角度还可以加入三角高程测量原理进行对比；从仪器的选择而言，还可以与全站仪测高程进行对比，从而提高研究的工程应用性和教学的指导性，有利于岗课赛证的融合。