DiNi12電子水準儀觀測數據標準化處理與應用

張歡

(徐州市勘察測繪研究院，江蘇 徐州 221002)

1 引 言

隨著科技的進步發展，測量儀器也日新月異，美國天寶(Trimble)公司推出的DiNi12 型電子水準儀在高精度水準測量、沉降監測等工程中發揮著重要作用。其工作原理是利用銦鋼條碼尺和電子影像處理技術，通過CCD 線陣探測器，將條碼尺影像轉換為數字電信號，并與儀器中存儲的條碼信息進行比對獲得當前條碼尺的讀數和視距信息。其主要特點是能夠自動記錄和傳輸觀測數據，可以自動對觀測數據進行平差，并支持間歇點測量、倒尺測量、重復觀測等功能。其標稱精度為每千米往返測量高差中誤差±0.3 mm。

由此可見，電子水準儀與傳統水準儀相比有著巨大的優勢，可大幅度提高測量效率和成果精度。利用電子水準儀是未來高精度水準測量的趨勢之一。但由于我國尚未出臺與國際接軌的電子水準儀測量規范，電子水準儀從測量方法到觀測數據成果等許多方面都與我國現行規范要求有著很大不同。特別是電子水準儀的觀測數據成果，與我國現行規范要求的水準測量成果在格式和內容上，存在很大差別。這就造成了許多測量人員對電子水準儀輸出成果的不解和疑問，影響對觀測數據的進一步分析，影響測繪工作的進程，甚至理解錯誤，造成不必要的損失。于此，作者基于VB6.0、Excel VBA 語言，開發了一款電子水準儀觀測數據標準處理程序。利用本程序，將DiNi12 型電子水準儀的觀測數據一鍵轉換為通俗易懂的標準格式，同時在轉換過程中，完成粗差檢測、線路錯誤檢查等自動化檢測步驟，以提高數據質量。結合實踐工作經驗，本軟件可以完全解決電子水準儀現存的弊端。

2 DiNi12 型電子水準儀存儲格式

圖1 為一條水準線路的局部測量數據。

圖1 原始觀測數據界面

由圖1 可以看出:數據開頭記錄了觀測數據的文件名稱;“Start－Line”行記錄了數據的觀測方式，線路名稱;“Start－Line”與“End－Line”之間為觀測數據，按行分別記錄了點名、觀測時間、線路名稱、前后尺高度、水平距離以及各段高差;數據末尾記錄了線路閉合差、前后累積視距等信息。

3 數據標準化處理

在對DiNi12 型電子水準儀數據記錄格式各部分含義充分了解的情況下，采用VB6.0 編程語言編程實現對觀測數據的讀取、線路錯誤檢查、數據處理、成果輸出等功能。程序設計思想框圖如圖2 所示。

圖2 程序設計思想框圖

3.1 標準數據格式文件

原始觀測數據經軟件處理后，統一按以上數據格式歸類存儲，以便程序隨后的標準化處理。圖3 為生成后的部分標準格式文件。

3.2 測段成果檢查

程序會自動對處理后的標準數據文件進行以下處理:

(1)程序會自動判斷此線路測量方式，并重新計算測站數量

(2)程序會自動將各測段高差進行累加，并將累加后的最后高差與儀器自動計算的結果進行比較，即高差正確性檢驗，防止程序計算出現錯誤。

(3)按照我國現行測量規范對測量結果進行判斷，包括前后視距差限差判斷、測站視距差累積判斷、基輔分劃讀數差判斷、基輔分劃所測高差的差判斷、最大兩次讀數差等，并對超限測站一一進行顯示。

(4)高差改正，可以通過輸入高差改正數，對測站層、高差進行改正，包括溫度、尺長等改正。

圖4 為軟件測段數據成果檢查界面。

圖3 標準數據格式文件界面

圖4 測段成果數據檢查界面

3.3 測段信息查詢

由于DiNi12 型電子水準儀所自帶的平差程序，只能對觀測數據進行平差，一是無法生成平差報告，二是將對原始觀測數據進行了修改，無法滿足我國現行的測量規范，因此本程序設計了一個測段信息查詢窗口(如圖5 所示)，可以對線路任意段高差進行查詢，查詢內容包括兩點之間測站數量、距離和高差，方便第三方平差軟件進行平差計算。

圖5 測段信息查詢界面

3.4 手簿生成

為了生成滿足現行測量規范的手簿成果，本程序利用Microsoft Excel 2007，實現標準化手簿的成果生成輸出，并可以通過對Excel 模板的修改、更換來適應不同測繪項目的需求。圖6、圖7 為手簿成果輸出界面及手簿成果界面。

圖6 手簿成果輸出界面

圖7 手簿成果界面

4 結 語

DiNi12 型電子水準儀為目前國內電子水準儀的主要使用儀器，其具有操作簡單、精度高、讀數速度快、抗干擾能力強、記錄準確等特征。針對此儀器開發設計觀測數據標準化處理程序，該程序具有界面友好、可靠性高、適應廣泛等特點，并能夠按照我國測量規范對數據進行處理、檢查以及輸出標準化成果。該程序在我院二等水準測量、沉降觀測等領域進行了充分的驗證，大大減輕了外業的勞動強度，取得了良好的效果。

［1］DiNi12 電子水準儀說明書［R］．

［2］GB/T 12897－2006．國家一、二等水準測量規范［S］．

［3］CJJ/T8－2010．城市測量規范［S］．

［4］丁占春，馬保衛．DiNi12 電子水準儀觀測數據讀取與手簿制作［J］．城市勘測，2007(5)．

［5］喬植朋．DiNi12 電子水準儀的應用［J］．科技資訊，2009(19)．