【摘要】近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來越多的勘測(cè)設(shè)備層出不窮，電子水準(zhǔn)儀，電子經(jīng)緯儀，全站儀，超站儀，網(wǎng)絡(luò)RTK（Real Time Kinematic）等設(shè)備已廣泛運(yùn)用于社會(huì)各個(gè)角落的測(cè)量中，然而在我們傳統(tǒng)的水文測(cè)量中，基于對(duì)精度的要求和對(duì)新儀器的不信任，新儀器的推廣仍然十分緩慢，很多站點(diǎn)堅(jiān)持使用老式水準(zhǔn)儀作為測(cè)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)一起。天門水文局由于人員少任務(wù)重，為提高測(cè)量效率，有效節(jié)約人員成本，積極探索新儀器，新方法的實(shí)驗(yàn)。自2014年起，嘗試使用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行三等測(cè)量，并與傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀進(jìn)行比測(cè)。經(jīng)過多年的比測(cè)和運(yùn)用，已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和心得。

【關(guān)鍵詞】電子水準(zhǔn)儀；水文勘測(cè)；三等測(cè)量

一、水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介

電子水準(zhǔn)儀是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上，對(duì)望遠(yuǎn)鏡光路進(jìn)行改造，添加分光鏡和探測(cè)器（CCD）設(shè)備，有別于普通水準(zhǔn)儀，它采用專用水尺，以二維碼進(jìn)行編碼，用 CCD取代人工讀數(shù)，對(duì)尺面信息進(jìn)行直接的編碼處理，自動(dòng)識(shí)別數(shù)字，并記錄、并對(duì)測(cè)量值進(jìn)行各項(xiàng)限差比對(duì)，從而使得測(cè)量的過程簡(jiǎn)單、自動(dòng)。

與傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀相比，采用數(shù)字水準(zhǔn)儀可以節(jié)省將近50%的工作時(shí)間。這主要得益于數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器內(nèi)減少了手工輸入、記錄時(shí)間，超限測(cè)量自動(dòng)提醒無需人工比較，原始數(shù)據(jù)直接下載到電腦，處理便捷。

（一）儀器校核

在進(jìn)行水文勘測(cè)前，按照規(guī)范需要對(duì)所使用的儀器進(jìn)行校核，檢驗(yàn)儀器的可靠性，從而確保測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。電子水準(zhǔn)儀的誤差主要由兩種原因造成，一是光學(xué)誤差，二是電子誤差。電子誤差在我們使用的徠卡SPRINTER 250M儀器中可以自行消除，此處不做詳解，而光學(xué)誤差需要通過調(diào)整十字絲來消除，因而本文討論光學(xué)誤差的檢驗(yàn)方法。

I角檢驗(yàn)法。將A、B尺分別放置在相隔45M的地方兩端，然后將一起放置在距離A尺15米的位置上，分別對(duì)A、B尺進(jìn)行測(cè)量，記下讀數(shù)。然后移動(dòng)一起到距離A尺30米的位置上再次進(jìn)行測(cè)量，記下此時(shí)的讀數(shù)。最后對(duì)兩次的高差進(jìn)行比較、計(jì)算，從而確定儀器是否正常。

（二）數(shù)據(jù)處理

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL表格中，按照水文測(cè)量規(guī)范編輯計(jì)算用宏，然后通過電子表格計(jì)算。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析。

二、電子水準(zhǔn)儀在船閘站的運(yùn)用

為了驗(yàn)證電子水準(zhǔn)儀的穩(wěn)定性，推進(jìn)新儀器的使用，選取天門船閘站為例，進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量分析。

天門船閘站于1971年建立，位于天門市竟陵辦事處，坐標(biāo)：東經(jīng)113°09′，北緯30°39′，該站主要功能是控制天門河向汈汊湖區(qū)域入水量，由前閘和后閘組成。天門船閘現(xiàn)有1個(gè)基本水準(zhǔn)點(diǎn)，2個(gè)校核水準(zhǔn)點(diǎn)。

（一）測(cè)量準(zhǔn)備

儀器準(zhǔn)備：徠卡SPRINTER 250M電子水準(zhǔn)儀一部，三腳架，條碼尺2根，地釘4個(gè)（紅黑兩色各2個(gè)）。

人員準(zhǔn)備：3人。

（二）水準(zhǔn)路線

三等水準(zhǔn)路線：天門船閘修配廠——閘北路——鐘樓——南家嘴巷——船校下1——南家嘴巷——星星大街——船校上3

（三）儀器校核

本次測(cè)量采用I角校核，測(cè)量得出往測(cè)高差為-0.0740，返測(cè)高差為-0.0730，經(jīng)分析，儀器精度符合要求，可以進(jìn)行下一步三等水準(zhǔn)測(cè)量。

（四）成果對(duì)比

將本次測(cè)量數(shù)據(jù)與歷年水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，對(duì)比分析見表一。

由表1可知，船校下1測(cè)量高程為25.150米，測(cè)量前采用高程為25.157米，高程差為7毫米，小于允許差12毫米，符合水準(zhǔn)點(diǎn)校核標(biāo)準(zhǔn)。故測(cè)量后采用高程為25.157米不變；船校上3測(cè)量高程為29.539米，測(cè)量前采用高程為29.537米，高程差為2毫米，小于允許差12毫米，符合水準(zhǔn)點(diǎn)校核標(biāo)準(zhǔn)。故測(cè)量后采用高程為29.537米不變。

三、小結(jié)與展望

通過電子水準(zhǔn)儀在水文勘測(cè)中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，電子水準(zhǔn)儀在日常測(cè)量中精度可以滿足水文測(cè)量的要求。同時(shí)它相比于傳統(tǒng)的光學(xué)水準(zhǔn)儀有很大的優(yōu)勢(shì)：第一，節(jié)省人力。以往的三等測(cè)量一般需要4-5人，而電子水準(zhǔn)儀只需要3人。第二，更加輕便。老式的尺為木質(zhì)，極其笨重，電子水準(zhǔn)儀的尺為鋁制空心尺，質(zhì)量至少減輕一倍，在長(zhǎng)途測(cè)量中，其優(yōu)勢(shì)更為顯著。第三，自動(dòng)記載更快捷，準(zhǔn)確。傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀在度數(shù)后需要等待記載人員計(jì)算，過程相對(duì)較慢，同時(shí)人為因數(shù)可能引起測(cè)量的誤差。特別在單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)量中，計(jì)算量很大，一般情況下傳統(tǒng)光學(xué)水準(zhǔn)儀測(cè)量，采用單程單轉(zhuǎn)點(diǎn)。而電子水準(zhǔn)儀，可以自動(dòng)記載，自動(dòng)比較各種限差，可以快速分析測(cè)量結(jié)果的合理性，可以采用單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)量，節(jié)省一次測(cè)量的路徑，極大的節(jié)約時(shí)間和人力。第四，數(shù)據(jù)處理更便捷。傳統(tǒng)光學(xué)水準(zhǔn)儀測(cè)量的結(jié)果采用人工記載，人工計(jì)算，很容易因?yàn)閭€(gè)人疏忽出錯(cuò)，同時(shí)計(jì)算過程很費(fèi)時(shí)費(fèi)力，后期校核難度也很大。而電子水準(zhǔn)儀可以將數(shù)據(jù)直接導(dǎo)出，運(yùn)用電子表格進(jìn)行計(jì)算，整理資料迅速，而且錯(cuò)誤率較低。

因而，大膽而謹(jǐn)慎的運(yùn)用新儀器、新設(shè)備是一種創(chuàng)新，也是時(shí)代的推進(jìn)。將各種新式的電子設(shè)備與傳統(tǒng)水文業(yè)務(wù)相結(jié)合，提升水文的業(yè)務(wù)能力，解決人員相對(duì)不足，工作量巨大的問題，是新形勢(shì)下水文發(fā)展的大勢(shì)所趨。