控制网观测中电子水准仪的应用

■潘伟

（新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院新疆昌吉831100）

控制网观测中电子水准仪的应用

■潘伟

（新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院新疆昌吉831100）

随着观测技术的不断发展，各种测量技术和仪器也在不断的涌现出来，其中电子水准仪就是一种常见的观测仪器，在控制网观测中得到了广泛应用。本文主要对电子水准仪的测量原理，以及其在控制网观测中的应用进行了分析探讨，以期能够不断拓展电子水准仪在实际当中的应用范围。

控制网 电子水准仪 精度

电子水准仪是集合多种观测原理诞生出来的测量仪器，与普通水准仪进行比较能够更为精准的对目标进行测量，且能够进行自我存储，基于此能够极大程度的提升测量的工作效率，并且提升测量的精度和准确性，在控制网观测中得到了广泛应用。

1 电子水准仪概述

电子水准仪是在自动安平水准仪的技术基础上发展而来的观测仪器，配套使用的是条形编码的水准尺。水准尺通常用玻璃纤维制成，而且匹配使用的水准尺必须是配对的，不能交换在水准仪上使用，由于电子水准仪上有专门的传感器能够对特定的条形编码进行识别，因而只有匹配的水准尺连接后才能将其经过内置的处理器转变为相应的数字，然后将这些测量数字经过转换系统将其转变为数字信号，发送到终端显示器上，这时显示器上会直接显示出水准仪所测量出来的视距和读数。而电子水准仪的调焦操作和照准标尺操作还需要人工来完成，将水准仪对焦调整到相应测量要求之后，照准的条码会将目标城乡在望远镜的分化板上，让用户能够进行观测。同时还会将观测结果通过分光镜城乡在光电传感器上，光电传感器在接受相应信号后则能够将信号传输到相应的处理系统当中进行转换处理，从而完成整个的观测过程，由于借助于计算机处理技术使得电子水准仪与普通水准仪相比在精度上有了极大提升，因而其应用范围也是越来越广泛，在建筑物沉降观测、水文观测、控制网观测等领域中都得到了广泛应用。

2 电子水准仪在控制网观测中的应用对比

与普通的水准仪相比，电子水准仪在控制网观测中具有诸多优点，其利用条码成像技术，在成像水准上比传统光学成像更为突出，条码成像使得水准仪的测量稳定性能够从技术上得到根本保证，因而电子水准仪在测量上与普通水准仪相比具有精度高、成像速度快等优点。在对建筑物进行监测的应用当中，对于水准测量一般是采用单线路进行往返观测，观测时需要沿着之前设计好的水准网环线一环一环地进行观测，在测量模式的选择上可以选择aBFFB模式进行观测，并结合相关测量规范对电子水准仪观测限差进行设置，包括视线长度维持在75m以下，视线高度在0.3cm以上、2.8m以下，前后视距差在2m以下，前后视距累计差需要维持在5m以下，统一标尺两次进行观测的读数差设置在0.5mm以下，两次读数高差设置在1mm以下，这样才能有效维持电子水准仪的测量精度。

外测结束之后将电子水准仪的测量数据上传到相应的计算系统当中进行平差计算，利用计算软件可以将水准测量仪所测的原始测量数据进行转换处理，将从外业测量所得到的数据进行数据处理、输出等自动化作业。由此可见，配合计算系统进行运用，电子水准仪能够自动完成对测量数据的处理和输出步骤，有效提升控制网观测的速度和效率，与普通水准仪测量相比更适合用于外业环境当中的测量。电子水准仪不仅能够对建筑变形、沉降等进行持续观测，而且还能够对水文条件进行观测，对湖泊或是河流的水准进行测量，应用范围是比较广泛的。

3 电子水准仪测量的使用注意要点

由于电子水准仪在成像技术上与普通的水准仪有着根本的不同，因而现行的测量规范对于电子水准仪来说也存在很多不适应之处，在进行实际测量时往往受到测量规范的干扰，影响测量的正常进行，具体来说主要表现在以下两个方面上：

一是电子水准仪需要进行两次调焦操作。在现行水准仪测量使用规范中之处，在同一个观测站上采用水准仪进行观测时不得用两次调焦，这样的规定是为了有效避免人工两次前后调焦所带来的人为视差。而电子水准仪则是依靠水准尺进行成像和图像处理，能够用光电传感器直接来代替人眼，在进行测量过程中，处理器为对水准尺读数和水准尺与仪器之间的距离进行自动计算，并自动进行调节和存储，从而能够有效减少人为视差对观测结果的影响。因而在采用电子水准仪进行观测时为了使前后视距差能够在一定的规范范围之内，必须对水准仪进行调焦操作，使电子水准仪的成像清晰，这样才能保证水准仪的测量精度，因而在使用电子水准仪时必须进行两次调焦，而这样的操作与现行使用规范相反，在实际测量过程中，测量人员应该注意。

二是电子水准仪的视距差要求与现行规范不符。在现行水准仪使用规范当中指出，等级线路水准测量前后的最大数据差范围是在2m以下，这样才能够避免水准轴和视准轴之间夹角所带来的测量误差，保证水准仪测量的精度。而夹角误差理论上只能通过十字丝校验来消除。而电子水准仪利用自动化和处理器的强大处理功能却能够提前对夹角误差值进行计算和纠正，因而能够避免夹角误差所带来的测量高差误差。同时，通过计算还能够利用其本身所带有的地球曲率对读数进行纠正，消除水准面曲率对测量高差的误差影响，保证了电子水准仪的测量精度。因而在视距差的规定上就比现行的水准仪使用规范要求要松的多，在满足前后视距累计差的基础上，原本只能到三等的视距差限定，可以放宽到四等，这样也使得电子水准仪能够在更为复杂的环境中进行测量，既能够有效保证复杂环境中的测量精度，而且还能够有效提升测量速度。

4 结语

电子水准仪作为一种新型测量仪器，其精度高、测量快速准确，且测量模式多样化，能够有效适应各种测量项目的需求，从而有效提升等级水准测量，在未来控制网观测中将获得广泛的应用。因而研究人员应该加强对电子水准仪的研究，以使其与办公自动化系统能够更加完美地配合起来。

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V248.9[文献码]B

1000-405X（2016）-5-328-1