二等水准测量数据处理——○点差不符值的改正

张丛阳

(宜宾市水利电力建筑勘测设计研究院,四川 宜宾,644000)

2008年我院承接了宜宾市中坝防洪堤变形观测工程,主要任务是对长约4.3km的新建防洪堤进行沉陷观测及浸润线监测。根据技术设计,首期基准值采用二等水准观测,水准路线为闭合环,中间连测24个变形监测点,这些变形点间距为170m～600m不等,两基准点BM 01、BM 02(为一对主副点)间距仅约4m。

在二等水准测量中,由于规范对各种限差要求严格,测量时有一定的技术难度。本文结合该项目,对二等水准测量中○点差的发现、处理方法及原理做一些探讨。

1 一对铟瓦水准尺○点差的发现

本工程采用的是05级N3水准仪(已送检合格),水准尺采用铟瓦水准尺,出测前已对两水准尺的i角等项进行了检查。由于该对水准尺在出厂时已告知无○点差,所以未对该项进行检查。水准仪及水准尺经检查后,随即用于本项目测量。

当对两基准点BM01、BM02进行往、返测时,发现该段往、返测高差较差+1.68mm,大大超出了规范规定±1.0mm限差(两点间仅一站,距离约4m,按站数计算限差)。对该段的往、返测进行二次复测后,较差为+1.67mm及+1.65mm,基本与首次观测一致。说明此误差不是观测误差,应为系统误差引起。

误差来源分析:(1)仪器存在系统误差。该仪器每年按规定送检合格,不应存在如此大的系统误差;(2)观测者习惯性读数引起的误差。一般经反复重测后,此种误差较易发现,不可能是此种情况引起的误差;(3)两水准尺带来的固定误差。经分析,可能是该水准尺存在○点差不符值,须对该水准尺的○点差不符值进行检查。由于野外作业的特点,我们继续用此水准尺进行观测,计划在室内检查○点差不符值,对数据做相应的处理。

2 检查○点差不符值,确定两水准尺的○点差

对○点差不符值的检查主要按《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91中规定的方法进行。经检查,确定水准尺3089、3090(水准尺的编号)○点差不符值为+0.68mm,须按此○点差不符值对原始成果进行处理。

3 对二等水准测量成果进行○点差不符值的改正

3.1 分析原始数据

经对原始数据(表1)的分析发现,出现往、返测误差异常的测段有三种情况:①往测测站为奇数,返测为偶数;②往测测站为偶数,返测为奇数。③往、返测站均为奇数。可见两个测点间往、返测站数不同为偶数时,则需对○点差不符值引起的误差进行改正。

表1 原始观测数据

3.2 改正原理分析

结合表1的原始数据,可进行如下分析。

一个测段(两个测点间):①测站数n=1时,3089(起测站后尺)→3090(起测站前尺),改正高差=h-0.68(h为实测高差);②测站数n=3时,3089(起测站后尺)→3090(起测站前尺),改正高差=h-0.68);③测站数n=n×2+1时,3089(起测站后尺)→3090(起测站前尺),改正高差=h-0.68。

可见,在起测尺为3089的条件下,测站数为奇数时,改正数为h-0.68。若起测尺为3090,测站数为奇数,则改正数为h+0.68。

二个测段(三个测点间):①BM 01 n=奇BM 02 n=偶BM03(假设起尺为3089),高差改正为:H1=h1-0.68,H2=h2;②BM 01 n=奇BM02 n=奇BM03(假设起尺为3089),高差改正为:H1=h1-0.68;H2=h2+0.68;③BM01 n=偶BM02 n=奇BM03(假设起尺为3089),高差改正为:H1=h1,H2=h2-0.68。

由一个测段和二个测段的情况,可以推出多个测段测站n=奇或偶的改正方式。

3.3 改正方法

起尺为3089,奇数站测段○点差改正符号依次为:-、+、-、+…….;

起尺为3090,奇数站测段○点差改正符号依次为:+、-、+、-……;

无论起尺编号为3089或3090,偶数站测段不进行○点差改正。

按上述方法对原始成果进行改正后,可完全消除○点差对成果的影响。经过○点差改正的成果如表2所示。

表2 ○点差改正后的数据

4 结语

对存在○点差的二等水准测量数据进行处理时,可通过判断测段间的测站奇、偶数来进行改正。它可以有效地消除○点差对测量成果的影响。在生产作业时,我们可忽略○点差的存在而在室内进行处理。当然,另外一种消除○点差的有效方法就是:任何测站间均进行偶数站观测。但是,在进行中、小型水电站、水库大坝或建筑物的变形监测时,由于两测点间距离通常较短,若均采用偶数站观测尤显不经济,并且会降低工作效率。因此,这种○点差不符值的改正方法有一定的实用性。 ■