凌 佳,段文義,陶 宇

(浙江省河海測繪院,浙江 杭州 310008)

1 DINI12數(shù)字水準(zhǔn)儀的功能特點

DINI12數(shù)字水準(zhǔn)儀是目前世界上高精度的數(shù)字水準(zhǔn)儀之一,其性能卓越、操作方便,使水準(zhǔn)測量進(jìn)入了數(shù)字時代,觀測數(shù)據(jù)可靠、結(jié)果精確,而且能極大地提高生產(chǎn)效率。目前已廣泛應(yīng)用于高精度的水準(zhǔn)網(wǎng)觀測、工程測量、沉降觀測。其測量系統(tǒng)主要是由編碼標(biāo)尺、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、補償器、CCD傳感器以及微處理控制器和相關(guān)的圖象處理軟件等組成。利用儀器內(nèi)的十字絲瞄準(zhǔn)電子圖像感應(yīng)器(CCD),當(dāng)按下測量鍵時,儀器就會把已經(jīng)瞄準(zhǔn)并調(diào)好焦距的尺子上的條碼圖片記錄下來,與儀器內(nèi)存中的尺子條碼圖片進(jìn)行比較和計算,得到讀數(shù)并且保存到內(nèi)存中[1]。

其主要特點有:

(1)精度高、讀數(shù)客觀。配合銦鋼尺,測量中誤差為±0.3 mm/km。與傳統(tǒng)的光學(xué)水準(zhǔn)儀相比,DINI12不存在誤讀、誤記問題,減小了觀測誤差。

(2)適應(yīng)性強。只需讀取30 cm的條碼尺就可以計算出正確結(jié)果;只要有可見光就可以測量,特別適合在復(fù)雜條件下作業(yè)。

(3)易學(xué)易用。學(xué)習(xí)使用非常簡單,具有結(jié)構(gòu)清楚、界面友好的操作系統(tǒng);給定測量限差值,儀器可自動判斷測量限差,并在超限時提示重測;能自動計算線路閉合差等。

(4)數(shù)據(jù)無縫傳輸。以DOS格式的PC數(shù)據(jù)卡為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì),并可以方便地將數(shù)據(jù)傳輸至各種軟件中。

該數(shù)字水準(zhǔn)儀操作簡便,精度高,可提高沉降觀測的精度和效率,為實現(xiàn)沉降觀測內(nèi)外業(yè)一體化提供有利條件。

2 工程概況

七格污水處理廠廠區(qū)外有2個基準(zhǔn)點,廠區(qū)內(nèi)有1個基準(zhǔn)點、3個工作基點,以及需觀測建筑物44座,沉降觀測點272個(觀測點的布置隨建筑物竣工時完成)。根據(jù)項目組勘察、取證,得知廠區(qū)內(nèi)基準(zhǔn)點、工作基點選埋合理、可靠,已知資料保存完整,可以繼續(xù)使用。選取的沉降觀測點能代表沉降特征地點。

3 沉降觀測方法

沉降觀測應(yīng)符合JGJ/T 8—2007《建筑變形測量規(guī)范》有關(guān)要求。該工程采用基準(zhǔn)點與工作基點使用往返閉合法進(jìn)行二等水準(zhǔn)測量。沉降觀測點使用環(huán)形閉合法進(jìn)行三等水準(zhǔn)測量。觀測前將廠區(qū)建筑劃分成多個區(qū)域并分別進(jìn)行編號。觀測時做到三固定原則,即固定觀測人員、固定觀測路線、固定使用儀器(使用前對儀器進(jìn)行檢驗)。

觀測時同時做好以下幾點:

(1)觀測時對基準(zhǔn)點和工作基點進(jìn)行高差檢測;

(2)觀測在成像清晰穩(wěn)定的時間進(jìn)行,并避開惡劣天氣;

(3)盡量在不轉(zhuǎn)站的情況下測出各觀測點的高程;

(4)測站的位置避開有危險的地方,避開振動源,若無法避開振動源時則停止觀測;

(5)做好沉降觀測的工作記錄,繪制好沉降的觀測示意圖,注明觀測點的具體位置與編號,并做好各次的沉降觀測記錄。

由于DINI12數(shù)字水準(zhǔn)儀自動化程度較高,可自動連續(xù)3次讀取銦瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺中絲,取平均值并記錄在存儲卡中,當(dāng)3次讀數(shù)中2次讀數(shù)差大于0.5 mm時儀器將拒絕讀數(shù),前后視距也將自動記錄。因此,在觀測過程中只需控制每站的前后視距差和最大視距即可。觀測順序采用奇數(shù)站“后-前-前-后”,偶數(shù)站 “前-后-后-前”。

4 數(shù)據(jù)處理

沉降觀測高程系統(tǒng)采用原有的高程系統(tǒng),該工程不進(jìn)行重力異常的歸算修正。內(nèi)業(yè)計算最后高程成果的取值二等水準(zhǔn)精確至0.01 mm,三等水準(zhǔn)精確至0.10 mm。

沉降觀測數(shù)據(jù)處理步驟:

(1)基準(zhǔn)點和工作基點的檢驗。采用最小二乘測量平差[2]的檢驗方法。

(2)沉降觀測數(shù)據(jù)平差計算。根據(jù)公式(1)計算每公里高差中偶然誤差。

(3)沉降觀測點高程數(shù)據(jù)歸算統(tǒng)計。分別為觀測點的單次高程變化值、累計變化值、沉降變化速率、差異沉降量、繪制沉降量變化曲線。

5 觀測結(jié)果分析

由于觀測過程中,一些偶然因素的影響,個別實測的數(shù)據(jù)可能存在粗差。建回歸方程時對實測數(shù)據(jù)進(jìn)行一定誤差處理,剔除個別不能如實反映正常變形規(guī)律的數(shù)據(jù),以期能反映客觀的變形規(guī)律。

從各期高程數(shù)據(jù)歸算統(tǒng)計參數(shù)、沉降變化曲線,回歸方程(見圖1)計算所得系數(shù),可判斷:廠內(nèi)建筑物平均變幅均小于0.04 mm/d,而一般工程沉降速率限差范圍為小于0.01～0.04 mm/d[4],由此得出結(jié)果,廠內(nèi)建筑物沉降穩(wěn)定。

6 結(jié) 語

在整個沉降觀測過程中,從基準(zhǔn)點觀測到沉降點觀測,按照各觀測等級精度要求合理設(shè)置儀器參數(shù),獲取采集數(shù)據(jù)可靠性較高,充分利用DINI12數(shù)字水準(zhǔn)儀的功能特點,既節(jié)省了大量時間,又避免了傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀因閉合差超限返工的情況發(fā)生,還極大地提高了觀測精度。

圖1 沉降回歸數(shù)學(xué)分析圖

[1]W Feist,K Gvnier,T marold,et al.The new digital levels DiNi 10 and DiNi20[J].Varmessungswese und Raumordnung,1995,57(2):65-76.

[2]張正祿.工程測量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005.

[3]王丹,陸學(xué)智,張肇基.JGJ 8—2007建筑變形測量規(guī)范 [S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

[4]楊又新.回歸分析在軟基處理監(jiān)測中的應(yīng)用 [J].城市勘測,2010(4):157-159.