提高傳統跨河水準測量精度的技術分析

蔣軍宜 康艷麗

(中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400)1;

(深圳市地籍測繪大隊，廣東 深圳 518034)2

1.跨河水準測量簡介

跨河水準測量作為高程傳遞的一種特殊方法，在國家大型橋梁施工中應用較為普遍，通過跨河水準測量將江河湖海兩岸的水準點高程聯系起來，建立全橋統一的高精度的高程基準，以保證大型橋梁合攏精度的需要。因此，在建立大型橋梁高程控制網中，提高跨河水準測量的精度就顯得非常必要。本文對影響跨河水準測量精度的各因素進行了分析，介紹了提高跨河水準測量精度的一般技術要求及注意事項。

2.傳統跨河水準測量的主要觀測方法

傳統跨河水準測量的主要方法有光學測微法、水準儀傾斜螺旋法和經緯儀傾角法等。光學測微法主要適用于500m以下的跨河水準測量，傾斜螺旋法適用于跨越障礙距離較大(500m以上甚至1～2km)的跨河水準測量，經緯儀傾角法適用于跨越障礙物的距離在500m以上，其最長的適應距離可達3km。當水準路線跨越江河時，應根據場地條件、河面寬度和儀器設備、技術規范等情況來選擇適當的跨河水準測量方法。

3.傳統跨河水準測量的場地布設形式與場地選擇要求

3.1 跨河水準測量場地布設形式

根據現場及儀器情況，在跨河兩岸設置的儀器站和標尺點應構成對稱的圖形，如圖所示之“Z”字形 (a)、平行四邊形(b)和等腰梯形 (c)，圖中Ⅰ為儀器站，b為標尺點，要求b1I1=b2I2，I1b2=I2b1。

由于在兩個測站上觀測時，遠、近視距是近似相等的，所以儀器i角誤差對水準標尺上讀數的影響，在平均高差中得到抵消。

3.2 跨河水準測量的場地選擇要求

根據跨河水準測量的特點，為了盡可能使往返跨越障礙物的視線受著相同的折光影響，減少各種誤差的影響，其應滿足以下要求:

1)跨河水準的工作場地一般應盡量選擇在兩岸地形相似、高度相差較小而且觀測距離最近的河段處;

2)視線避免通過草叢、河灘的上方，同時盡量使觀測視線避免東西朝向及正對日照方向;

3)測站點至水邊的距離應近于相等并大于2m，視線離開水面要有足夠的高度，一般不應小于2～3m，同時儀器水平視線對標尺也高于1.5m為宜。

4.跨河水準測量的觀測要求及注意事項

如何在高精度跨河測量中消除或減小外界影響所產生的誤差提高觀測精度，在觀測過程中應根據天氣、季節的變化采取一些必要的措施。本人通過多年來對跨河水準測量工作中的經驗進行總結歸納，認為在三等水準測量過程中應注重以下幾方面的問題:

1)觀測前先進行水準儀的i角檢驗與校正，保證儀器i角在6〞以下，當采用兩臺水準儀對向觀測時，還需盡量使兩臺儀器的i角同號，異號時其絕對值之和應小于6〞;同時為了使儀器與外界氣溫趨于一致，觀測前應將水準儀放置于露天陰影環境下半小時，觀測時應配備大測傘或搭立觀測棚;

2)跨河水準觀測宜在風力較小、氣溫穩定的陰天進行，如果是晴天，觀測時間上午為日出后半小時至上午十點左右，下午為16點至日落前半小時，可根據地區季節情況適當調整;

3)測站點、立尺點應每天檢測一次，立尺時水準尺應用尺架撐穩，觀測過程中確保圓水準氣泡居中，使水準尺處于鉛垂位置;

4)儀器換岸搬移時，應仔細裝箱與運護確保儀器不受震動，再次觀測時不得觸動調焦螺旋和目鏡，以保證觀測時望遠鏡視準軸位置不變;

5)陰天氣溫變化不大、呈像清晰穩定是跨河觀測的有利時間應盡量利用。如發現氣溫不穩定、氣流變化較大時不宜進行觀測;

6)由于折光對同一天的測回呈現系統性，故一處跨河測量所有測回最好均勻分布于各時間段內，岸邊和上、下午的測回數應對稱;

7)在長江下游、沿海地區進行跨河、跨海水準測量時，由于下游地勢平坦，跨河視線較低且水域較寬，受潮汐、風向等影響較大，故測量前應提前掌握潮汐、風向的規律，合理利用有利時間進行觀測。

8)跨河水準測量的全部觀測測回數，應分別在上午和下午觀測各占一半。由于儀器的i角不能在單向觀測值中消除，測回應以同一儀器的上、下半測回的觀測組成。根據工程測量規范，三等跨河水準測量的觀測測回數及限差規定應按照下表執行:

三等跨河水準測量的主要技術要求

5.結語

跨河水準測量是橋梁工程高程控制網測量的重要組成部分，隨著現代橋梁向大跨徑、高墩高塔、鋼結構等新型復雜結構方向發展，跨河水準測量的精度要求逐步提高。因此，為確保大跨徑橋梁工程的合攏精度，開展對提高跨河水準測量精度的技術研究和分析是很有必要的。本論文詳細介紹了跨河水準測量場地的布設形式及觀測注意事項，相信給各位同行在提高跨河水準測量精度的實際操作中能起到非常好的參考作用。

［1］孔祥元，郭際明，劉宗泉大地測量學基礎［M］武漢:武漢大學出版社，2005

［2］中華人民共和國建設部工程測量規范 (GB50026－2007)［S］北京:中國計劃出版社，2007

［3］周兩振，張鐸強精密跨河水準測量中大氣垂直折光問題的探討［J］地礦測繪，2004