DINI12数字水准仪在七格污水处理厂沉降观测中的应用

凌 佳,段文义,陶 宇

(浙江省河海测绘院,浙江 杭州 310008)

1 DINI12数字水准仪的功能特点

DINI12数字水准仪是目前世界上高精度的数字水准仪之一,其性能卓越、操作方便,使水准测量进入了数字时代,观测数据可靠、结果精确,而且能极大地提高生产效率。目前已广泛应用于高精度的水准网观测、工程测量、沉降观测。其测量系统主要是由编码标尺、光学望远镜、补偿器、CCD传感器以及微处理控制器和相关的图象处理软件等组成。利用仪器内的十字丝瞄准电子图像感应器(CCD),当按下测量键时,仪器就会把已经瞄准并调好焦距的尺子上的条码图片记录下来,与仪器内存中的尺子条码图片进行比较和计算,得到读数并且保存到内存中[1]。

其主要特点有:

(1)精度高、读数客观。配合铟钢尺,测量中误差为±0.3 mm/km。与传统的光学水准仪相比,DINI12不存在误读、误记问题,减小了观测误差。

(2)适应性强。只需读取30 cm的条码尺就可以计算出正确结果;只要有可见光就可以测量,特别适合在复杂条件下作业。

(3)易学易用。学习使用非常简单,具有结构清楚、界面友好的操作系统;给定测量限差值,仪器可自动判断测量限差,并在超限时提示重测;能自动计算线路闭合差等。

(4)数据无缝传输。以DOS格式的PC数据卡为数据存储介质,并可以方便地将数据传输至各种软件中。

该数字水准仪操作简便,精度高,可提高沉降观测的精度和效率,为实现沉降观测内外业一体化提供有利条件。

2 工程概况

七格污水处理厂厂区外有2个基准点,厂区内有1个基准点、3个工作基点,以及需观测建筑物44座,沉降观测点272个(观测点的布置随建筑物竣工时完成)。根据项目组勘察、取证,得知厂区内基准点、工作基点选埋合理、可靠,已知资料保存完整,可以继续使用。选取的沉降观测点能代表沉降特征地点。

3 沉降观测方法

沉降观测应符合JGJ/T 8—2007《建筑变形测量规范》有关要求。该工程采用基准点与工作基点使用往返闭合法进行二等水准测量。沉降观测点使用环形闭合法进行三等水准测量。观测前将厂区建筑划分成多个区域并分别进行编号。观测时做到三固定原则,即固定观测人员、固定观测路线、固定使用仪器(使用前对仪器进行检验)。

观测时同时做好以下几点:

(1)观测时对基准点和工作基点进行高差检测;

(2)观测在成像清晰稳定的时间进行,并避开恶劣天气;

(3)尽量在不转站的情况下测出各观测点的高程;

(4)测站的位置避开有危险的地方,避开振动源,若无法避开振动源时则停止观测;

(5)做好沉降观测的工作记录,绘制好沉降的观测示意图,注明观测点的具体位置与编号,并做好各次的沉降观测记录。

由于DINI12数字水准仪自动化程度较高,可自动连续3次读取铟瓦水准标尺中丝,取平均值并记录在存储卡中,当3次读数中2次读数差大于0.5 mm时仪器将拒绝读数,前后视距也将自动记录。因此,在观测过程中只需控制每站的前后视距差和最大视距即可。观测顺序采用奇数站“后-前-前-后”,偶数站 “前-后-后-前”。

4 数据处理

沉降观测高程系统采用原有的高程系统,该工程不进行重力异常的归算修正。内业计算最后高程成果的取值二等水准精确至0.01 mm,三等水准精确至0.10 mm。

沉降观测数据处理步骤:

(1)基准点和工作基点的检验。采用最小二乘测量平差[2]的检验方法。

(2)沉降观测数据平差计算。根据公式(1)计算每公里高差中偶然误差。

(3)沉降观测点高程数据归算统计。分别为观测点的单次高程变化值、累计变化值、沉降变化速率、差异沉降量、绘制沉降量变化曲线。

5 观测结果分析

由于观测过程中,一些偶然因素的影响,个别实测的数据可能存在粗差。建回归方程时对实测数据进行一定误差处理,剔除个别不能如实反映正常变形规律的数据,以期能反映客观的变形规律。

从各期高程数据归算统计参数、沉降变化曲线,回归方程(见图1)计算所得系数,可判断:厂内建筑物平均变幅均小于0.04 mm/d,而一般工程沉降速率限差范围为小于0.01～0.04 mm/d[4],由此得出结果,厂内建筑物沉降稳定。

6 结 语

在整个沉降观测过程中,从基准点观测到沉降点观测,按照各观测等级精度要求合理设置仪器参数,获取采集数据可靠性较高,充分利用DINI12数字水准仪的功能特点,既节省了大量时间,又避免了传统的水准仪因闭合差超限返工的情况发生,还极大地提高了观测精度。

图1 沉降回归数学分析图

[1]W Feist,K Gvnier,T marold,et al.The new digital levels DiNi 10 and DiNi20[J].Varmessungswese und Raumordnung,1995,57(2):65-76.

[2]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.

[3]王丹,陆学智,张肇基.JGJ 8—2007建筑变形测量规范 [S].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[4]杨又新.回归分析在软基处理监测中的应用 [J].城市勘测,2010(4):157-159.