二等水準測量數(shù)據(jù)處理——○點差不符值的改正

張叢陽

(宜賓市水利電力建筑勘測設計研究院,四川 宜賓,644000)

2008年我院承接了宜賓市中壩防洪堤變形觀測工程,主要任務是對長約4.3km的新建防洪堤進行沉陷觀測及浸潤線監(jiān)測。根據(jù)技術設計,首期基準值采用二等水準觀測,水準路線為閉合環(huán),中間連測24個變形監(jiān)測點,這些變形點間距為170m～600m不等,兩基準點BM 01、BM 02(為一對主副點)間距僅約4m。

在二等水準測量中,由于規(guī)范對各種限差要求嚴格,測量時有一定的技術難度。本文結合該項目,對二等水準測量中○點差的發(fā)現(xiàn)、處理方法及原理做一些探討。

1 一對銦瓦水準尺○點差的發(fā)現(xiàn)

本工程采用的是05級N3水準儀(已送檢合格),水準尺采用銦瓦水準尺,出測前已對兩水準尺的i角等項進行了檢查。由于該對水準尺在出廠時已告知無○點差,所以未對該項進行檢查。水準儀及水準尺經(jīng)檢查后,隨即用于本項目測量。

當對兩基準點BM01、BM02進行往、返測時,發(fā)現(xiàn)該段往、返測高差較差+1.68mm,大大超出了規(guī)范規(guī)定±1.0mm限差(兩點間僅一站,距離約4m,按站數(shù)計算限差)。對該段的往、返測進行二次復測后,較差為+1.67mm及+1.65mm,基本與首次觀測一致。說明此誤差不是觀測誤差,應為系統(tǒng)誤差引起。

誤差來源分析:(1)儀器存在系統(tǒng)誤差。該儀器每年按規(guī)定送檢合格,不應存在如此大的系統(tǒng)誤差;(2)觀測者習慣性讀數(shù)引起的誤差。一般經(jīng)反復重測后,此種誤差較易發(fā)現(xiàn),不可能是此種情況引起的誤差;(3)兩水準尺帶來的固定誤差。經(jīng)分析,可能是該水準尺存在○點差不符值,須對該水準尺的○點差不符值進行檢查。由于野外作業(yè)的特點,我們繼續(xù)用此水準尺進行觀測,計劃在室內檢查○點差不符值,對數(shù)據(jù)做相應的處理。

2 檢查○點差不符值,確定兩水準尺的○點差

對○點差不符值的檢查主要按《國家一、二等水準測量規(guī)范》GB12897-91中規(guī)定的方法進行。經(jīng)檢查,確定水準尺3089、3090(水準尺的編號)○點差不符值為+0.68mm,須按此○點差不符值對原始成果進行處理。

3 對二等水準測量成果進行○點差不符值的改正

3.1 分析原始數(shù)據(jù)

經(jīng)對原始數(shù)據(jù)(表1)的分析發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)往、返測誤差異常的測段有三種情況:①往測測站為奇數(shù),返測為偶數(shù);②往測測站為偶數(shù),返測為奇數(shù)。③往、返測站均為奇數(shù)。可見兩個測點間往、返測站數(shù)不同為偶數(shù)時,則需對○點差不符值引起的誤差進行改正。

表1 原始觀測數(shù)據(jù)

3.2 改正原理分析

結合表1的原始數(shù)據(jù),可進行如下分析。

一個測段(兩個測點間):①測站數(shù)n=1時,3089(起測站后尺)→3090(起測站前尺),改正高差=h-0.68(h為實測高差);②測站數(shù)n=3時,3089(起測站后尺)→3090(起測站前尺),改正高差=h-0.68);③測站數(shù)n=n×2+1時,3089(起測站后尺)→3090(起測站前尺),改正高差=h-0.68。

可見,在起測尺為3089的條件下,測站數(shù)為奇數(shù)時,改正數(shù)為h-0.68。若起測尺為3090,測站數(shù)為奇數(shù),則改正數(shù)為h+0.68。

二個測段(三個測點間):①BM 01 n=奇BM 02 n=偶BM03(假設起尺為3089),高差改正為:H1=h1-0.68,H2=h2;②BM 01 n=奇BM02 n=奇BM03(假設起尺為3089),高差改正為:H1=h1-0.68;H2=h2+0.68;③BM01 n=偶BM02 n=奇BM03(假設起尺為3089),高差改正為:H1=h1,H2=h2-0.68。

由一個測段和二個測段的情況,可以推出多個測段測站n=奇或偶的改正方式。

3.3 改正方法

起尺為3089,奇數(shù)站測段○點差改正符號依次為:-、+、-、+…….;

起尺為3090,奇數(shù)站測段○點差改正符號依次為:+、-、+、-……;

無論起尺編號為3089或3090,偶數(shù)站測段不進行○點差改正。

按上述方法對原始成果進行改正后,可完全消除○點差對成果的影響。經(jīng)過○點差改正的成果如表2所示。

表2 ○點差改正后的數(shù)據(jù)

4 結語

對存在○點差的二等水準測量數(shù)據(jù)進行處理時,可通過判斷測段間的測站奇、偶數(shù)來進行改正。它可以有效地消除○點差對測量成果的影響。在生產(chǎn)作業(yè)時,我們可忽略○點差的存在而在室內進行處理。當然,另外一種消除○點差的有效方法就是:任何測站間均進行偶數(shù)站觀測。但是,在進行中、小型水電站、水庫大壩或建筑物的變形監(jiān)測時,由于兩測點間距離通常較短,若均采用偶數(shù)站觀測尤顯不經(jīng)濟,并且會降低工作效率。因此,這種○點差不符值的改正方法有一定的實用性。 ■