DiNi03数字水准仪测量精度及数据质量分析

（中国地震局第二监测中心 陕西西安710000）

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此篇文章通过对DiNi03数字水准仪的测量原理进行简要的介绍，利用试验的方法来对其精度和数据进行进一步的分析和研究，以确保其测量结果的精确性和可靠性，从而希望可以为相关数据的处理提供参考依据。

DiNi03几何水准测量数据处理质量分析

0 引言

随着科学技术的不断发展，测量仪器的不断进步，利用数字水准仪进行精度测量成为了可能。但是因为其对环境有着较高的要求，且易受环境因素所影响，所以，对于数字水准仪是否可以与高精度的测量标准相适应，数据的分析质量是否可以得到保证以及其功能是否稳定等是人们现阶段关注度比较高的问题。以下就是笔者对此测量仪器的精度和数据质量进行的分析和探索。

1 数字水准仪的原理和性能

1.1 测量的原理

现阶段虽然我国的不同厂家生产出的仪器在数据处理和结构等方面存在较大的差异性，但是其最基础的结构和原理是相对一致的，基本构造包括条码尺、数据处理库以及主机等。主机的作用就是为了与计算机、图像传感器以及键盘等硬件相互协同工作，以完成整体的数据分析；条码尺的构成是由黑白两色的条码组成的；而数据处理软件的作用是对传感器所传输的图像信息进行分析和处理，以获取视线距离和视线所瞄准的高度。在测量过程中条码在光的反射下将自身的光束反射到望远镜的分划板上，并形成图像，使其出现在视线当中；而另一部分光束则将会在折射的作用下呈现在CCD传感器的平面上，在经过光电将图像信息转变为数据信息传送到处理器中储存和处理，同时把它和仪器内部的条形码在一定条件下进行对比，之后就可以读出视线所处的高度为∞“1。在利用数字水准仪工作时，为了使测量的结果更加准确，应该与仪器相适应的水准标尺一行作业。

1.2 性能指标

当前DiNi03数字水准仪的精度在世界上的地位不可替代，可以说它是世界上精度最准确的仪器之一，它的主要优势表现在使用简便、易用、精确度高等方面，深得测量人员的喜爱。

其基本性能指标主要体现在测程、分辨率、补偿器的范围精度和每公里往返测高差中误差等方面。通常情况下其测程的范围在1.5-100m左右，最小可达1.3m；分辨率的高程观测数据为0.1mm，距离的观测度为10mm；补偿器的倾斜范围可保持在-15和+15之间，精度的设置范围在-0.2”和+0.2”之间。

2 DiNi03的数据分析实验

2.1 试验简介

假设将水准线路设置在农也大学的校园内部，以花园的控制点T0为起点，向北延伸到T1，在沿路向西过点T2，在继续向南延伸到点T3，最终回到花园原点，使之可以形成闭合式水准环。

2.2 数据及精度的观测

利用DiNi03数字水准仪在试验场的内部进行一等水准观测，主要观测方法是（1）要按照国家有关规定的测量规范进行一等水准测量，在测量的过程中，要确保观测员和立尺员不被更换。（2）测量方式要使用往返测量法。（3）要注意观测的环节，在进行往测工作时，若遇到奇数站测量，标尺的测量顺序应采用后一前一前一后的方式，若遇偶数，则标尺顺序为前一后一后一前；在返测的过程中，对于标尺的顺序要与往测保持一致。（4）视距丝的读数应为视距横丝读数的100倍，如：视距丝读数是0.001m时，视距横丝的读数为0.00001m。

3 数据的处理以及分析

在完成水准测量以后，要对DiNi03的测量数据进行处理，最终可得DiNi03的闭合差为+0.13mm。以下是对数据精确度的具体分析：首先要求出水准线路中闭合差的限差为2.90mm，其次，按照∪＝±√[pvv]/n-t的公式对其精度进行分析，可得DiNi03的单位权中误差为0.18mm。然后再根据测量/千米的偶然误差和全中误差的公式，得出DiNi03的每千米水准测量的偶然中误为0.76mm，全中误差为0.18mm。

综上所述可得，从单位全中误差方面来看，DiNi03的测量结果相比于其他测量仪器来说具有较大的优势，但在偶然中误差方面来看，却略低于其他测量仪器的精度，综合单位和没千米的全中误差来看，作者认为相比较其它仪器而言，DiNi03会更容易受到外界因素的干扰。

4 DiNi03的数据处理的功能分析

在利用DiNi03数字水准仪测量的过程中，可以应用自身的测平差功能对其数据进行分析，但其这种功能只适用于单方向的测量路线，不适用与往返的平差测量。作者利用DiNi03的平差功能对其往返数据的平差平均值作为测量结果，并与人工计算平差的结果相对比，以此得出结论:利用系统的分析结果和人工计算的平差结果之间相差±0．5mm左右；而往返的系统平差结果和人工平差结果之间相差±0．05mm左右。尽管相差范围不同，但其结果的最后高程是一致的，所以，作者总结出利用DiNi03数字水准仪在小范围内测量时，对往返的数据进行系统分析其结果应该取平差结果的平均值为最后结果，以保证结果的准确、可靠。

5 结束语

根据实验的分析和研究，可得以下结论。

（1）在测量的过程中，若在条件符合的范围内，使用DiNi03的数字水准仪进行工作会比精密的光学水准仪使用方便，不但可以节省时间和人力，还可以提高测量的准确度；

（2）当测量工作被布设在小范围内时，采用往返的测量方法要注意取往返数据的平均差作为最终结果，以提升测量的精确度，确保其测量结果的可靠性和准确性；

（3）可以在利用往返平差方式测量的同时，要以往返数据的加权平均值作为最后的测量结果，还应注意对其环境进行检测，以免使DiNi03的数字水准仪受到外界的干扰，比如光线、抖动等情况，影响测量结果。

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DiNi03数字水准仪测量精度及数据质量分析

■朱小平

P315[文献码]B

1000-405X（2016）-10-172-1

朱小平（1987～），男，学士，助理工程师，测绘工程专业。