1、第29卷第1期 安徽理工大学学报(自然科学版) 2009年3月 Journal of Anhui University of Science and Technology(Natural Science) Vo129 No1 Mar2009 数字水准仪在建筑物沉降监测控制网中的应用 韦书东 (安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001) 摘 要：在沉降监测控制网建立中，利用徕卡Sprinter 200M数字水准仪的特性，介绍了应用该 仪器对整个控制网的布设、施测和数据处理的全过程，在实际应用中取得了的良好效果。实践 表明该数字水准仪能够满足二等水准测量的要求。 关键词：数字水准仪；控制网；
2、二等水准测量 中图分类号：TU196 文献标识码：A 文章编号：16721098(2009)01000503 Application of Digital Water Level in Con trol Network Establishment of Building Subsidence Monitoring WEI Shudong (1School of Earth Science and Environmental Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan Anhui 232001China) Abst
3、ract：Application of Leica Sprinter 200M digital water level in control network establishment of sub sidence monitoring was presented，including process of layout，survey and data processing of the whole network with the instrumentIn practical applications good results were achievedPractice showed that
4、 the digital water level meets the requirement of secondclass leveling surveying Key words：digital water leveI；eontrol network；secondclass leveling 自2O世纪90年代数字水准仪问世以来，其精 确性和高效性已经得到了认可，尤其是近年来，越 来越广泛地应用于各项目测绘生产作业中，如地铁 沉降监测、煤仓沉降监测、建筑物沉降监测以及等 级水准测量等方面。 1数字水准仪特性 电子数字水准仪的速度快、效率高。传统的几 何水准测量，仪器站必须要有2人，1人观测，
5、1人 记录计算，而使用数字水准仪完全可以由1人进行 观测，自动记录，并实现了内外业一体化。观测只需 要对准水准尺调焦和按键就可完成、记录及计算， 不存在误读、误记、没有人为读数误差。仪器可与计 算机相连，进行数据后处理，实行内外业一体化。由 于仪器具有自动观测、记录的功能，省去了作业人 员的观测、报数、记录、现场计算的时间及人为出错 而出现的重测。数字水准与传统仪器相比速度快、 既省时、又省力可节省13左右的时间，从而大大 提高了工作效率。 根据Sprinter 200M数字水准仪主要技术参 数，Sprinter 200M数字水准仪可以满足国家三、 四等水准测量和普通工程测量的需要。测量精度
6、高，在一定地区和条件下也能满足国家二等水准测 量的要求。 2数字水准仪的应用 21控制网建立基本要求及建立方案 为了加强某电厂施工现场各重要构筑物沉降 测量的监测工作，确保该电厂新建机组工程的顺利 收稿日期：20081014 作者简介；韦书东(1954一)，男安徽淮南人工程师，主要从事测绘工程技术与应用方面的研究工作。 6 安徽理工大学学报(自然科学版) 第29卷 实施，要求对建筑物在施工和运行阶段定期进行沉 降监测工作。首先必须建立施工现场高程控制网， 从而保证各期观测有统一的高程基准。沉降监测控 制网的建立有以下基本要求： (1)基准点(特别是核心基准点)应建立在受 施工影响小、易于保存的
7、稳定区域，在整个工程施 工结束四个月内不被破坏； (2)在工作测点上，最好直接观测到基准点， 施工区 P1o Po9 Pl】 冷却塔 CO9 以便于沉降监测时进行工作测点稳定性的检核； (3)基准点分组布设，一般每组不少于三个 (条件不容许时不得少于2个)点，点间距控制在8O 200m范围内； (4)高程控制基准点应连接成多结点水准网， 按现场施工要求，高程基准网布设成二等水准网。 根据以上的基本要求，结合现场及周边的条件 进行控制网的设计(见图1)。 图1控制网设计方案示意图 22观测方案 目前国家还没有制定数字水准仪的相关规范 和技术要求，国内也没有同类项目中应用的成熟经 验可借鉴，对数字
8、水准仪在高等水准网建立中的应 用，其操作流程、外界因素影响程度及最终精度尚 无规律可循。Sprinter 200M数字水准仪完全可以 满足国家三、四等水准测量需要，而本次高程控制 网要求为二等水准网，该数字水准仪能否满足现场 施工要求，也是本控制网建立中需要注意的问题。 为此，在施测过程中，严格按照二等水准规范要求 进行施测。 在观测过程中，为了保证外业测量数据的准确 性，在仪器站仍然安排2人，1人观测，1人记录计 算，将记录成果作为内业数据检核之用。由于 北 I 精度，采取每照准一个方向，设置读数两次，如其两 次读数之差符合所给定的限值，则取平均数为观测 值，否则重测。 根据数字水准仪的特性
9、，在操作流程中规定：如 遇人、车流频繁，地面震动较大时，不能随意启动仪 器进行测量，需待激烈震动趋缓时方可启动仪器测 量。遇三、四级风时，为防止仪器视线抖动，应加大脚 架跨度，以增加仪器的稳定性，防止风力的影响。此 外，该仪器还有自动提示功能，当仪器受震动较大， 测量时将提示无效测量，从而保证了测量的精度。 23数据处理分析 此二等水准网，由18个点组成(见图1)，布设成 多结点闭合水准网。用Sprinter 200 M数字水准仪 外业观测，获得了所需的原始数据，分析数据中无错 Sprinter 200M数字水准仪记录软件中没有基辅 误或大的粗差，并进行初步的检核。构成该水准网两 分划读数差的
10、超限控制和提示的问题，为保证观测 个大环和一个小环，各环的基本情况如表1所示。 表1水准路线环闭合差计算表 注：闭合差按4，、厂 计算，其中：L为往测水准路线长度，当L不足1 km时按1 km计算。 第1期 韦书东：数字水准仪在建筑物沉降监测控制网中的应用 7 从表1可以看出，二等水准的外业观测是合格 的，其精度指标远远高于规范所规定的允许误差， 说明Sprinter 200M数字水准仪用于本次沉降观 测二等水准网的建立可行。 对该水准网进行平差时，以厂区中已有的控制 点C01为起算点，采用间接平差方法进行平差。水 准网平差后，必须对平差得到的结果是否可靠做出 评价。对于高程网，其质量评价从精
11、确度、可靠性和 置性度等方面来衡量。评价指标包括高程中误差、 观测值平差值中误差、观测值多余观测分量、内外 可靠性、单位权中误差的检验等。平差后单位权中 误差计算公式为 一属 式中： 为观测值个数；m为未知数个数。对于某一 点的高程中误差计算公式为 M一 。 (2) 式中：Q 为平差后该点对应的协因数。 表2控制网各点高程中误差 可以看出，各点的高程中误差控制在1 mm以 内，精度符合工程要求。平差后的单位权中误差为 062mm，每公里观测高差之中误差为156mm， 且通过了置信度评价。本沉降监测控制网是正确， 可以采用的。 4结论 (1)测量精度高，在一定地区和条件下，能够 满足工程上二等水
12、准测量的需要。同时具有速度 快、效率高、能有效减轻作业劳动强度的优点。 (2)Sprinter 200 M数字水准仪读数客观、真 实，避免了测量工作当中的测、记误差，确保了测量 数据的可靠性。 (3)在旋测过程中，测站应尽量远离强磁场 (变压器等)作业。强磁场有可能影响仪器的补偿 器，导致测量误差，若产生不可靠的测量数据要进 行检核；同时，应防止地面震动对观测的影响。 (4)实践证明，对数字水准仪来说，扶尺的质 量对观测结果影响较大，因此在进行测量时要求标 尺严格直立。 参考文献： 1刘旭春高精度数字水准仪在沉降监测中的应用J3 测绘通报，2006(1)：5861 2赵瑞数字水准仪SPRINTER 200M的试验与评述 J测绘技术装备，2005，7(4)：4226 3 张正禄工程测量学EM武汉：武汉大学出版社， 2002：11卜l28 43钱林春，李兵DI 一101C数字水准仪水准测量精度研 究J测绘与空问地理信息，2007，30(4)：151154 5李井春。夏立福GPS与数字水准仪相结合进行三维 控制网的布设J3海洋测绘，2008，28(3)：5962 (责任编辑：宋晓梅，范 君)
