莱卡SPRINTER150M电子水准仪在水文测站水准点测量中的应用

莱卡SPRINTER150M电子水准仪在水文测站水准点测量中的应用

张继辉

（陕西省商洛水文水资源勘测局，陕西商洛726000）

摘要：本文介绍了莱卡SPRINTER150M电子水准仪原理、优点，结合在商洛中小河流新设水文站水准点测量中的应用，为电子水准仪在水文行业的应用、提高工作效率提供参考。

关键词：电子水准仪；水准点；水准测量；

前言

近年来，随着中小河流水文监测系统建设、国家防汛指挥系统建设等项目的实施，水文行业配置了一批新仪器、设备。随着测绘技术的发展促进了测量技术的进步，使得数字水准仪被更广泛的应用。水文测量主要是服务于社会、对测站水准点引、校测、对河道过水断面测量等等，涉及到控制测量、地形测量及数据处理等各个环节。当前测量技术呈现出测绘智能化、数字化、实时化等发展趋势，如何用好先进仪器设备、满足水文行业规范要求。通过应用、仪器满足水文测量精度要求、提高了工作效率、减少了劳动力投入。水文测站水准点是水文基础设施建设一个重要项目，是为水文资料收集、防洪抗灾的体系建设。本文结合中小河流建设新设水文站，新设水准点三等水准网测量实例，探讨了电子水准仪在三等水文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，标尺条码被成像在望远镜分化板上，标尺的条码作为参考信号存在仪器内，测量时线译码器捕获仪器视场内的标尺影像作为测量信号，然后与仪器参考信号进行比较，便可求得视线高度和水平距离。如果换用传统水准尺，电子水准仪又可以像普通自动安平水准仪一样使用，但测量的精度低于电子测量的精度。

从国内使用的几种不同品牌电子水准仪看，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，莱卡SPRINTER150M电子水准仪使用相关法。

2.电子水准仪的优点

莱卡SPRINTER150M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。与传统仪器比较，有着如下优点：

（1）节省时间、提高效率：与传统仪器比较，电子水准仪减少了人员报数、听数、记录、计算的工作环节，只要整平仪器、调好焦距、呈像清晰、按动观测按钮便可实现观测、计算、限差、一气合成，可节省45%～60%的工作时间。

（2）减少劳动力投入：与传统仪器比较可减少1个劳动力投入，仪器自动记录、计算减少了记录、计算人员。

（3）提高精度：在测量过程中测距、高差均以条码分划图像为基础，经图像处理后取均值，大大较少了表尺分划误差影响，测量环节中仪器自动记录，减少了观读误差，有效提高了精度。

（4）自动化程度高：自动记录、自动计算成果规范，测量过程中有倾斜警告、限差警告、支持多语言等优点。仪器能自动检验和数据计算，可与计算机进行链接下载数据，实现了内业、外业一体化。

3.莱卡SPRINTER150M电子水准仪在水文测站水准测量中的应用

3.1测量工作任务

山阳中心水文站属于中小河流水文监测系统项目，2014年5月埋设3个水文测站水准点，为了与国家水准网接测、依据水文测量规范、就近采用不低于国家三等水准网点进行水准点高程引测工作。为与国家85高程系统统一，便于上下游水位对照开展此工作。

本项目水准路线总长为11.3km，期间引测到山阳水文站附近分别与3个水准点进行闭合。实施过程中，使用1台莱卡SPRINTER150M电子水准仪、标配条码水准标尺2根进行外业水准观测。观测数据均为仪器自动记录。依据水文测量规范，测的结果闭合路线差最大值为3.5mm，限差为26.9mm（）。

3.2引测水准点工作流程

（1）本次使用的仪器均为2016年新配置仪器，有合格证书。使用前对仪器进行常规性的检查和校准，电子水准仪及标尺在检定有效期之内，备足5号干电池。

（2）对引测的国家水准点进行了踏勘，现场考证国家水准点保存状况，熟悉测量路线。

（3）开机设置项目→三等水准测量→单程双转点→输入编号→整平仪器→开始测量，按照先右后左的顺序采用后、前、前、后的方法进行测量。

（4）进入下一站后，只需要将电子水准仪架设置平后按测量键测量即可。在观测的过程中，当数据等级限差超过限值，电子水准仪会自动显示超差范围，无法记录，需要进行重测、或返回上一站。

（5）当完成整个测段后，左右路线闭合于某个水准点，保存数据，返回界面点击结束本次测量，仪器会自动计算测量距离和闭合差。

（6）进入数据界面，下载数据，通过仪器自带接口转USB与电脑连接,应用自带软件进行数据表格下载、平差、显示、打印成果，完成测量。

3.3与传统仪器对比

用山阳水文站设立的3个基本水准点分别用电子水准仪与传统光学水准仪进行连测，测量结果见下表：

通过与传统仪器比较明显突出莱卡SPRINTER150M电子水准仪精度高于传统仪器，测量时间比传统仪器节省47%。

4.莱卡SPRINTER150M电子水准仪使用注意事项

（1）测量过程中应避免望远镜正对太阳，视线遮挡率不能低于标尺在望远镜中长度的20%；使用中应避免震动造成误差，等待震动消失后进行测量。

（2）条码尺保持清洁，运输过程中应用软质材料包裹，避免条码尺磨损。

5.结论与建议

（1）水文测量是水文测验一个重要环节，积极提升水文测量技术水平至关重要。通过电子水准仪在水文三等水准测量中的具体应用明显优于传统仪器，精度高、时效性强、满足水文测量规范要求，能解放劳动力、节省劳动投入。

（2）建议改进仪器配套软件，将数据导出、数据整理、平差计算整合为一个软件，提高工作效率。

参考文献

[1]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.

[2]SL58-2014水文测量规范4-7.