水準(zhǔn)測量項(xiàng)目中外業(yè)觀測的技巧研究

許朋朋　胡鳳輝　黃路平

【摘要】闡述了全國職業(yè)院校大學(xué)生測繪技能競賽水準(zhǔn)測量項(xiàng)目，探討和研究了外業(yè)觀測中的一些技巧。技巧的運(yùn)用，能夠節(jié)約時(shí)間，提高觀測效率，對(duì)參賽隊(duì)取得較好成績和水準(zhǔn)測量工作實(shí)施具有一定的幫助作用。

【關(guān)鍵詞】水準(zhǔn)測量 外業(yè)觀測 技巧 測繪技能競賽

【中圖分類號(hào)】P208 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）19-0004-02

水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測是一項(xiàng)復(fù)雜而精細(xì)的工作，具有操作繁瑣、記錄工作量大、容易出錯(cuò)的特點(diǎn)[1]。本文以全國職業(yè)院校技能大賽高職組“測繪”賽項(xiàng)二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目為例，探究外業(yè)觀測中的一些實(shí)用技巧，以期降低水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測工作的難度，提高測量效率。

1.水準(zhǔn)測量項(xiàng)目

1.1水準(zhǔn)測量的路線形式

全國職業(yè)院校大學(xué)生測繪技能競賽水準(zhǔn)測量項(xiàng)目設(shè)置為閉合路線形式，二等級(jí)別，全長1.5km左右，由4個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)組成，其中1個(gè)為高程已知點(diǎn)，另外3個(gè)為高程待定點(diǎn)[2]。參賽隊(duì)需要觀測四個(gè)測段的高差，并進(jìn)行路線平差，計(jì)算另外3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。標(biāo)準(zhǔn)的水準(zhǔn)路線形式如圖1所示，A01為已知高程點(diǎn)，B04、C01、D03為高程待定點(diǎn)，整條路線從A01-B04-C01-D03-A01，每位隊(duì)員觀測一測段，記錄一測段，四位測量員觀測、記錄的工作量大致相同。

1.2水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求

二等水準(zhǔn)測量實(shí)施按照《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》GB/T12897—2006，觀測遵循相應(yīng)測量標(biāo)準(zhǔn)，儀器操作及記錄、計(jì)算應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。視線長度在3-50m之間，前后視距差不超過1.5m，前后視距累積差不超過6.0m，視線高度在0.55-1.85 m之間，兩次讀數(shù)所得高差之差不超過0.6 mm，數(shù)字水準(zhǔn)儀重復(fù)測量次數(shù)不少于2次，環(huán)線閉合差為4（L為閉合路線的總長度，以km為單位）[3]。計(jì)算時(shí)高差取位到0.00001m，高程取位到0.001m。

2.準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作是在比賽計(jì)時(shí)之前進(jìn)行。測量開始之前應(yīng)先檢測儀器和工具，包括水準(zhǔn)儀的物鏡、目鏡、圓水準(zhǔn)器、水平微動(dòng)螺旋、腳螺旋及標(biāo)尺的水準(zhǔn)器等是否完好無損，腳螺旋是否歸中，以防測量時(shí)才發(fā)現(xiàn)儀器存在問題，耽誤時(shí)間，又影響參賽人員心態(tài)。在做準(zhǔn)備工作時(shí)，也可以進(jìn)行目鏡調(diào)焦，使十字絲清晰，這樣在競賽開始后瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時(shí)只需再進(jìn)行物鏡調(diào)焦就可以了。

3.水準(zhǔn)外業(yè)觀測

本項(xiàng)測量要求計(jì)算出3個(gè)待定點(diǎn)的高程，使用的儀器和工具有：電子水準(zhǔn)儀，標(biāo)尺2根，腳架，尺墊（3Kg）2個(gè)，測繩（50m），撐桿。水準(zhǔn)路線采用單程觀測，每測段測站數(shù)為偶數(shù)，每測站測兩次高差，奇數(shù)站觀測水準(zhǔn)尺的順序?yàn)椋汉?前-前-后，偶數(shù)站觀測水準(zhǔn)尺的順序?yàn)椋呵?后-后-前[4]。參賽隊(duì)員輪流完成水準(zhǔn)路線的全部觀測，測量、記錄和扶尺都必須輪換，每人觀測 1 測段、記錄 1 測段，尺墊不能移動(dòng)，否則應(yīng)退回到本測段的起點(diǎn)重測，每測站的記錄和計(jì)算全部完成后方可遷站。競賽開始后，將標(biāo)尺立在已知水準(zhǔn)點(diǎn)上，另一標(biāo)尺立在前進(jìn)方向的一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)上，水準(zhǔn)儀安置在兩根標(biāo)尺所立點(diǎn)的中間位置，按奇偶站觀測順序測出標(biāo)尺讀數(shù)和前后視距，記錄并計(jì)算前后視距差、累積差、測站高差，依次完成每個(gè)測段的高差測量。記錄表格如表1所示：

水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測中的一些技巧：

（1）利用測繩控制前后視距使其大致相等，選取儀器安置點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)。二等水準(zhǔn)測量對(duì)前后視距差和前后視距累積差要求嚴(yán)格，觀測時(shí)，盡量不用目估法來確定儀器安置點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)位置，以防上述指標(biāo)超限。可以從起點(diǎn)開始用測繩量出兩段相等的距離來確定儀器安置點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)位置，同時(shí)應(yīng)注意滿足每測段偶數(shù)站、標(biāo)尺讀數(shù)和視距要求。

（2）手扶標(biāo)尺時(shí)借助兩根細(xì)竹竿作為支撐，使氣泡居中、標(biāo)尺垂直。扶尺員可以不使用撐桿，也可以使用提供或自帶的撐桿。參賽隊(duì)可以自帶兩根細(xì)竹竿，競賽時(shí)，借助兩根細(xì)竹竿扶標(biāo)尺，既能避免只用手扶時(shí)難以使氣泡穩(wěn)定居中的現(xiàn)象，又能克服標(biāo)準(zhǔn)撐桿笨重、不易攜帶的不足。

（3）觀測時(shí)采用“位置不動(dòng)，身體后傾” 的方式觀測。架設(shè)腳架時(shí)應(yīng)注意兩架腿與路線前進(jìn)方向大致平行，自己站在兩架腿一側(cè)，保持位置不動(dòng)，采用身體后傾的方式，分別觀測前后視。此種方法不需要觀測者圍繞儀器轉(zhuǎn)動(dòng)觀測，節(jié)約了時(shí)間，也能避免人轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不小心碰動(dòng)儀器。

（4）數(shù)據(jù)記錄貼近表格下線。在書寫觀測和計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)貼近表格下線，防止數(shù)據(jù)記錯(cuò)和算錯(cuò)時(shí)，沒有更改空間，導(dǎo)致因記錄不規(guī)范或不清晰而扣分。

（5）觀測數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)應(yīng)注意計(jì)算順序。對(duì)于每個(gè)測站，應(yīng)先計(jì)算出前后視距差和前后視距累積差，再進(jìn)行兩次讀數(shù)之差計(jì)算，最后進(jìn)行高差、高差中數(shù)的計(jì)算。在確保前一個(gè)技術(shù)指標(biāo)滿足限差要求時(shí)，才能進(jìn)行后續(xù)計(jì)算；確實(shí)因誤差過大引起超限后，就要立即重測，避免不必要的計(jì)算。

（6）平均高差的計(jì)算。高差中數(shù)是兩次觀測高差的平均數(shù)，一種較為簡便的計(jì)算方法是（以第1站為例）：用第一次讀數(shù)計(jì)算出的高差（+ 14699）減去后尺兩次讀數(shù)之差與前尺兩次讀數(shù)之差的差值（+1）的一半，即（+ 14699-（+1）/2=+0.146985），再根據(jù)“四舍六進(jìn)五看奇偶”的原則取舍得到高差中數(shù)（+0.14698）。這樣可以減少計(jì)算的數(shù)據(jù)量，提高計(jì)算效率。

（7）測站超限重測變換儀器高時(shí)，只需適當(dāng)?shù)乩瓌?dòng)一下架腿。變換儀器高時(shí)不需要重新架設(shè)儀器，往自己站立方向拉動(dòng)一下架腿并整平就可以了，可以節(jié)省一些時(shí)間。

4.結(jié)論

本文以全國職業(yè)院校大學(xué)生測繪技能競賽二等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目為例展開討論，探討了外業(yè)觀測過程中的一些技巧。通過運(yùn)用這些技巧，能夠在保證精度的前提下節(jié)約時(shí)間，提高水準(zhǔn)測量效率，對(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生和測繪人員作業(yè)具有一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝昊.導(dǎo)線測量與水準(zhǔn)測量外業(yè)記錄的技巧[J]. 價(jià)值工程， 2015， 34（16）： 213-215.

[2]2016年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“測繪”賽項(xiàng)規(guī)程.

[3]GB/T12897—2006.國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].

[4]鐘元華.淺析電子水準(zhǔn)儀在二等水準(zhǔn)測量中的應(yīng)用[J].山西電子技術(shù)， 2015（3）： 27-28.

作者簡介：

許朋朋（1988—），男，河南周口人，碩士研究生學(xué)歷，江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，主要從事測量和3S技術(shù)方面的教學(xué)、研究及應(yīng)用。