DiNi03數字水準儀測量精度及數據質量分析

（中國地震局第二監測中心 陜西西安710000）

（中國地震局第二監測中心 陜西西安710000）

此篇文章通過對DiNi03數字水準儀的測量原理進行簡要的介紹，利用試驗的方法來對其精度和數據進行進一步的分析和研究，以確保其測量結果的精確性和可靠性，從而希望可以為相關數據的處理提供參考依據。

DiNi03幾何水準測量數據處理質量分析

0 引言

隨著科學技術的不斷發展，測量儀器的不斷進步，利用數字水準儀進行精度測量成為了可能。但是因為其對環境有著較高的要求，且易受環境因素所影響，所以，對于數字水準儀是否可以與高精度的測量標準相適應，數據的分析質量是否可以得到保證以及其功能是否穩定等是人們現階段關注度比較高的問題。以下就是筆者對此測量儀器的精度和數據質量進行的分析和探索。

1 數字水準儀的原理和性能

1.1 測量的原理

現階段雖然我國的不同廠家生產出的儀器在數據處理和結構等方面存在較大的差異性，但是其最基礎的結構和原理是相對一致的，基本構造包括條碼尺、數據處理庫以及主機等。主機的作用就是為了與計算機、圖像傳感器以及鍵盤等硬件相互協同工作，以完成整體的數據分析；條碼尺的構成是由黑白兩色的條碼組成的；而數據處理軟件的作用是對傳感器所傳輸的圖像信息進行分析和處理，以獲取視線距離和視線所瞄準的高度。在測量過程中條碼在光的反射下將自身的光束反射到望遠鏡的分劃板上，并形成圖像，使其出現在視線當中；而另一部分光束則將會在折射的作用下呈現在CCD傳感器的平面上，在經過光電將圖像信息轉變為數據信息傳送到處理器中儲存和處理，同時把它和儀器內部的條形碼在一定條件下進行對比，之后就可以讀出視線所處的高度為∞“1。在利用數字水準儀工作時，為了使測量的結果更加準確，應該與儀器相適應的水準標尺一行作業。

1.2 性能指標

當前DiNi03數字水準儀的精度在世界上的地位不可替代，可以說它是世界上精度最準確的儀器之一，它的主要優勢表現在使用簡便、易用、精確度高等方面，深得測量人員的喜愛。

其基本性能指標主要體現在測程、分辨率、補償器的范圍精度和每公里往返測高差中誤差等方面。通常情況下其測程的范圍在1.5-100m左右，最小可達1.3m；分辨率的高程觀測數據為0.1mm，距離的觀測度為10mm；補償器的傾斜范圍可保持在-15和+15之間，精度的設置范圍在-0.2”和+0.2”之間。

2 DiNi03的數據分析實驗

2.1 試驗簡介

假設將水準線路設置在農也大學的校園內部，以花園的控制點T0為起點，向北延伸到T1，在沿路向西過點T2，在繼續向南延伸到點T3，最終回到花園原點，使之可以形成閉合式水準環。

2.2 數據及精度的觀測

利用DiNi03數字水準儀在試驗場的內部進行一等水準觀測，主要觀測方法是（1）要按照國家有關規定的測量規范進行一等水準測量，在測量的過程中，要確保觀測員和立尺員不被更換。（2）測量方式要使用往返測量法。（3）要注意觀測的環節，在進行往測工作時，若遇到奇數站測量，標尺的測量順序應采用后一前一前一后的方式，若遇偶數，則標尺順序為前一后一后一前；在返測的過程中，對于標尺的順序要與往測保持一致。（4）視距絲的讀數應為視距橫絲讀數的100倍，如：視距絲讀數是0.001m時，視距橫絲的讀數為0.00001m。

3 數據的處理以及分析

在完成水準測量以后，要對DiNi03的測量數據進行處理，最終可得DiNi03的閉合差為+0.13mm。以下是對數據精確度的具體分析：首先要求出水準線路中閉合差的限差為2.90mm，其次，按照∪＝±√[pvv]/n-t的公式對其精度進行分析，可得DiNi03的單位權中誤差為0.18mm。然后再根據測量/千米的偶然誤差和全中誤差的公式，得出DiNi03的每千米水準測量的偶然中誤為0.76mm，全中誤差為0.18mm。

綜上所述可得，從單位全中誤差方面來看，DiNi03的測量結果相比于其他測量儀器來說具有較大的優勢，但在偶然中誤差方面來看，卻略低于其他測量儀器的精度，綜合單位和沒千米的全中誤差來看，作者認為相比較其它儀器而言，DiNi03會更容易受到外界因素的干擾。

4 DiNi03的數據處理的功能分析

在利用DiNi03數字水準儀測量的過程中，可以應用自身的測平差功能對其數據進行分析，但其這種功能只適用于單方向的測量路線，不適用與往返的平差測量。作者利用DiNi03的平差功能對其往返數據的平差平均值作為測量結果，并與人工計算平差的結果相對比，以此得出結論:利用系統的分析結果和人工計算的平差結果之間相差±0．5mm左右；而往返的系統平差結果和人工平差結果之間相差±0．05mm左右。盡管相差范圍不同，但其結果的最后高程是一致的，所以，作者總結出利用DiNi03數字水準儀在小范圍內測量時，對往返的數據進行系統分析其結果應該取平差結果的平均值為最后結果，以保證結果的準確、可靠。

5 結束語

根據實驗的分析和研究，可得以下結論。

（1）在測量的過程中，若在條件符合的范圍內，使用DiNi03的數字水準儀進行工作會比精密的光學水準儀使用方便，不但可以節省時間和人力，還可以提高測量的準確度；

（2）當測量工作被布設在小范圍內時，采用往返的測量方法要注意取往返數據的平均差作為最終結果，以提升測量的精確度，確保其測量結果的可靠性和準確性；

（3）可以在利用往返平差方式測量的同時，要以往返數據的加權平均值作為最后的測量結果，還應注意對其環境進行檢測，以免使DiNi03的數字水準儀受到外界的干擾，比如光線、抖動等情況，影響測量結果。

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DiNi03數字水準儀測量精度及數據質量分析

■朱小平

P315[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-172-1

朱小平（1987～），男，學士，助理工程師，測繪工程專業。