电子水准仪在尾矿库沉降观测中的应用

汪超飞

（新疆阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河836700）

随着计算机、激光等新技术的发展,传统的测绘技术体系已经发生根本性的变化。上世纪90年代以来出现了许多先进的光电子测量仪器,如电子水准仪是以自动安平水准仪为基础,在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD),并采用条码标尺和图像处理的电子系统,是光机电测一体化的高科技产品。它操作简便,采用条码标尺自动水准仪是当今精度最高的产品之一,往返测观测中误差仅为±0.3 mm,能满足国家一、二等水准测量的规范要求。

1 SPRINER250M电子水准仪的特点及精度

1.1 SPRINER250M电子水准仪的主要特点

高精度，视线高和视距读数统一采用玻璃纤维条码分划图像经处理后得出结果，因此削弱了标尺分划误差的影响，可以削弱外界条件影响。自动读数，比人工读数精度高，且无读数误差。给定测量限差值，可自动判别测量限差，超限时提示重测。当水准标尺倾斜，读数窗不显示读数，可避免因标尺倾斜引起的系统误差。有测距功能，，采用2Level-Adj中文水准测量平差软件，可以配合徕卡DNA中文电子水准仪使用，该软件采用Ac c ess数据库储存和管理数据，适合于野外水准测量。可记录实测数据。

1.2 基本原理

SPRINER250M电子水准仪采用相位法原理。标尺的条码经望远镜的分光镜，成像在光电传感器。然后根据标尺上A码及B码信号求出相位差即视线高，并根据尺码提高测定相位差的精度。

1.3 精度指标

⑴SPRINER250M电子水准仪标称精度，高程测量精度每千米往返测标准差电子读书±0.7 mm（使用条码玻璃钢尺）；光学读书±2.5 mm（使用普通标尺）；单独标尺读书标准偏差0.6 mm（电子），1.2 mm（光学）。

⑵野外测试精度。SPRINER250M电子水准仪的仪器进行了测试。测试时共设置了10个标尺点，布设了12个往返闭合环。施测时按二等水准测量的技术要求进行测量，最大环闭合差0.87 mm，最小环闭合差0.07 mm。按往返测不符值计算的每千米偶然中误差为mΔ＝±0.43 mm；按环闭合差算得的每千米测量中误差为mw＝±0.5 mm。

2 SPRINER250M 电子水准仪在沉降观测中的应用

2.1 应用实践

阿舍勒尾矿库坝提长200 m，坝宽4.5 m,根据二等水准观测要求，参照《工程测量规范》（GB50026-93），可确定观测等级。从1.3.1中的标称精度指标及野外测试精度指标可发现：电子水准仪能满足坝体降观测技术要求，用SPRINER250M电子水准仪对阿舍勒尾矿库坝体进行了沉降观测。进行了11次沉降观测。施测时按二等水准的技术要求进行，每次观测都形成闭合环，环线总长约0.4 km。各实测高差闭合差见表1。

表1 实测高差闭合差统计表

2.2 实测精度计算

设共有t个闭合环，每个闭合环含n个测站，则每个闭合环的闭合差fh为：

式中：fh为环闭合差，h为每测站观测高差。

因为各fh的真值为0，则根据各fh可求得闭合差的中误差为：

假定每测站观测高差是等精度，根据误差传播率可求得每测站的高差中误差为：

沉降观测最弱点的观测精度

由表1的数据及式（3）、（4）可计算出如下实测精度：

每测站高差中误差mh＝±0.11 mm；

每千米高差中数偶然中误差mΔ＝±0.30 mm；每千米高差中数全中误差（按1.24 km环闭合差计算）mw＝±0.45 mm；m弱＝±·mh＝±0.19 mm。从以上数据可看出电子水准仪完全能满足尾矿库沉降观测的要求。

3 结论

SPRINER250M电子水准仪应用于地形沉降观测速度快、观测时间比用光学仪器缩短30%，野外作业劳动强度轻、精度高。足以承担尾矿库坝体沉降观测的测量任务。SPRINER250M电子水准仪具有光学水准仪无可比拟的优越性，并带有随机软件包，开发得当，测量精度高，完全根据我国水准网严密平差规则而编制的，在未来必将具有广阔的应用前景。

[1] 酒正钢，张志伟，李岩松，等.莱卡电子水准仪的原理与使用[J].河北建筑工程学院学报，2013,1（5）：12-16.