基于DiNi03数字水准仪及M73E数据采集器的地震水准测量常见问题的分析探讨

郑家军，杨立涛，池国民，刘海林，韩博

(山东省地震局安丘地震台，山东安丘　262100)



基于DiNi03数字水准仪及M73E数据采集器的地震水准测量常见问题的分析探讨

郑家军，杨立涛，池国民，刘海林，韩博

(山东省地震局安丘地震台，山东安丘262100)

摘要：通过对基于DiNi03数字水准仪及M73E数据采集器的地震水准测量的仪器准备、实际测量以及数据后处理过程中的常见问题进行总结、分析探讨，补充仪器说明书中不完善之处，解决实际测量中的常见问题。

关键词：DiNi03数字水准仪；M73E数据采集器；地震水准

0引言

中国地震局要求全国各台站在地震水准测量中启用M73E数据采集器。在实际测量过程中，会遇到许多问题，部分问题可以在仪器说明书中找到解决办法，也有些问题在仪器说明书中找不到解决办法。

1仪器简介

1.1DiNi03数字水准仪

DiNi03数字水准仪是由美国Trimble(天宝)公司生产，该水准仪是目前世界上精度最高的数字水准仪(DS1水准)。精度为每公里往返测中误差0.3 mm，高程观测值分辨率为0.01 mm，距离观测值分辨率为1 mm，测量时间为3秒，放大倍数为32X，补偿器倾斜范围为±15″。该仪器目前已广泛应用于国内地震水准测量中，并在逐步取代光学水准仪。

1.2M73E数据采集器

M73E数据采集器是一个功能较强、开发灵活便捷、使用方便、续航能力强、屏幕对比度高、背光显示好的掌上电脑、十分适合作为地震水准测量野外记录的硬件载体。经过市场调查和实际测试论证，它作为水准测量野外记录的硬件载体是可行的，并且已在测绘领域得到实际运用。通过在M73E数据采集器中导入地震水准数据采集软件，使得该采集器可以在外业作业中记录地震水准数据，保证数据采集时间的准确性、保密程度以及存储的规范程度。

2仪器准备阶段中的常见问题

2.1电脑安装程序

2.1.1安装后处理程序

在电脑上安装地震水准信息预录与资料处理系统，该软件包括点位预录、信息预录、数据通讯、资料处理、退出系统五部分。该安装过程比较简单，无较大问题。

2.1.2安装M73E数据采集器相应驱动程序

安装M73E数据采集器的USB驱动程序时，当连接好后，某些Windows7系统发现数据采集器的USB接口，此时需要首先更新电脑上的USB接口驱动程序，可以借助驱动精灵等驱动更新软件，使得电脑能够发现未识别的USB硬件设备。然后在电脑设备管理器中对未识别USB接口设备进行更新驱动程序，该程序需提前导入电脑中。

2.1.3安装解密程序

软件解密程序可以直接放在电脑桌面上使用，但需要一个KEY文件放入解密软件文件夹中。点击解密程序，再点击注册，将显示的机器码发给软件开发方，由其回复KEY文件，放入解密软件的文件夹中，解密软件即可正常使用。

2.2M73E数据采集器导入程序

M73E数据采集器的驱动程序安装好后，便可以将采集器与电脑连接。此时需要查看数据采集器的机器码。主控台-系统信息-机器编码，将机器编码发给软件开发方，获取软件KEY文件(与解密软件KEY文件不同)，通过地震水准信息预录与资料处理系统中的数据通讯功能的USB模式，将地震水准数据采集程序与KEY文件导入M73E数据采集器即可。

2.3DiNi03数字水准仪设置

2.3.1系统程序升级

部分DiNi03数字水准仪的系统程序版本较低，需要升级到R2.1.0版本，最好选择通过带电池的笔记本电脑进行升级，以避免升级过程中断电。首先在电脑上安装DiNi03数字水准仪的驱动程序，然后连接数字水准仪与笔记本电脑，通过电脑上的程序对数字水准仪进行系统软件升级。需特别注意的是，该过程需约10分钟，切勿对数字水准仪进行错误操作，需耐心等候升级结束，结束前切勿拔掉数据线，否则会造成水准仪死机，维修需要更换主板，且需国外专家进行维修，费用高昂。

2.3.2参数设置

将数字水准仪与数据采集器通过数据线连接好，此时数字水准仪会显示参数设置界面。参数应设置为Format:M5/Rec E,Baud rate:19200,Parity:none,Stop bits:1，然后按存储。

3测量过程中的常见问题

3.1M73E数据采集器常见问题

3.1.1操作中的常用代码

上点代码56，每个单程测量完成后都要先上点，否则会造成数据缺失，上点时需要输入上点代码。调用上次环境信息代码89，当环境信息变化不大时，输入环境信息时直接调用上一次输入的信息，可以节约时间。半段作废或者退出测量程序时需输入代码911，目的是清除程序缓存。返回上一页代码-1，例如查询测量成果后要退出该界面，则需输入-1。

3.1.2操作中特别注意事项

测量开始时，“首往测”与“首返测”切不可选错，在台站水准测量中，因为需上午测往测，下午测返测，每天一个往返，天长日久特别容易出错。起始点与终止点的调用不可出错，测量过程中只可以退站一次。注意作业时间，制定好每月月初与月中的作业时间表，防止作业中超出作业时间，冬天与夏天作业时间差别很大。此外，在水准测量的最后一站时，不可以选择退站，因为上点时需要测量完偶数站数，在最后一站选择退站，测量完后只有最后一站的数据，不满足偶数站数的要求不能完成上点操作，此时就只能重新从头测一遍。

3.2DiNi03数字水准仪常见问题

前后视距差超限。数字水准仪的前后视距差范围在跨断层流动水准中小于1.0 m，累计差小于3.0 m；在台站定点水准中≤0.2 m，累计差≤1.0 m。在台站水准中最容易出现该问题，尤其是坡度较大的地方，因此仪器架设位置的选择十分重要。需要在测量前用卷尺测量，陡坡处用水准仪测距确定两过渡点间的中点位置，做好标记。

3.3如何判断设备出现的问题

测量过程中最需要注意的是仪器的死机问题，严重时会导致死机前所有的观测数据丢失，不得不重新测量。遇到仪器死机时需先判断是水准仪还是记簿器死机。

3.3.1水准仪死机

这种情况通常是由水准仪数据线的接口处松动造成的。由于台站水准每天上下午都需要测量，每天都需要至少插拔一次，加上测量过程中水准仪的左右摆动以及挪测站过程中都会造成数据线与水准仪的接口处松动，造成水准仪死机。通常在接口松动前，水准仪会发出一声提示音。发生这种情况时，重新插一下数据线，然后重启水准仪，水准仪屏幕出现参数设置界面则证明恢复正常。水准仪死机一般不会造成记簿器数据的丢失。

3.3.2记簿器出问题

出现记簿器死机现象时，基本意味着需要重新测量了，是测量过程中最不愿遇到的问题。通常是由于在挪站过程中，记簿器碰到三脚架或者其他东西振动造成的，因此在挪站时，应注意记簿器的位置，不要碰到三脚架。遇到这种情况时，应首先将记簿器关机，然后按“F1”、“4或者5”，再加上电源键，三者同时按，重启记簿器。重启后之前测量的未上点的数据将全部丢失。如果不这样重启，只是按电源键开机的话，屏幕界面仍将是死机前的界面，这是因为记簿器内部有内置纽扣电池，用来保证记簿器关机后的运行以及测量过程中发生关机现象时之前的数据不会丢失，当然不包括按三个组合键重启。

记簿器中内置纽扣电池会出现电量不足的问题。此时，记簿器开机后首先提醒“备电不足”，提醒消失后，记簿器仍可以正常使用一段时间，之后纽扣电池电量严重不足时，记簿器设置的时间就会乱，每次测量前需要校正时间，并且测量过程中不可以自动关机，这就需要在测量前将自动关机时间设置长一些，或者直接关掉此功能。校正时间时，需要先按一下“空格”键，然后才可以更改时间。更换该纽扣电池时，需要注意的是该电池焊在主板上的，需要拆下主板，将电池从主板上焊下来。为了更换纽扣电池方便，可以在主板上焊上一个电池槽，再遇到电池电量不足时，更换电池就方便了。当然也可以直接返厂更换电池。

3.3.3数据线出现问题

水准仪原配的这条数据线在使用一两年后，有的就开始出现问题，表现为气温超过30℃就不工作，当把数据线放在空调出风口吹几分钟后，再连接水准仪，就会继续工作。也有的台站人员遇到数据线在湿度大的时候不工作，不工作时表现为数据线连接上水准仪后，水准仪界面没有任何反应，而正常情况是界面出现参数设置界面。不工作的原因估计为数据线上的模块出现问题，要解决这个问题，目前来说只能联系厂家从国外再进口。

此外，水准仪原配数据线与自配的连接记簿器的数据线间的接口也容易松动，用胶带缠好就可以，注意测量过程中及挪站时的触碰。

4后处理过程中的常见问题

4.1点位信息、观测人员及仪器、标尺信息

点位信息、观测人员及仪器、标尺信息都是在测量前通过后处理软件生成文件，然后导入到记簿器中，测量时直接调用就可，一般不会出现问题。出现问题一般是刚开始使用记簿器，还不清楚如何将信息生成文件导入记簿器，在测量时仍是手动输入信息，在输入点位坐标时容易出现错误。此外需要注意的是，输入观测人员时可以把单位相关的观测人员全部输入，测量前在记簿器上进行选择。

4.2文件名错误

文件名通常是根据场地名全拼首字母缩写以及往返测区、测量次数、测量时间等信息生成的，一般不会出现问题，但一旦出错也不易发觉。有些新手在输入场地名称时，记错了字母，导致往返测文件中场地名不对应。此时只需要把文件名中场地代码及文件中的场地代码改正就可以。

文件名中有测量时间的信息，10～31等数字都是用字母代替，因此在同时处理多个文件时，发现有不匹配的往返测文件，根据文件名中的时间代码可以迅速找到出问题的文件。

4.3往返测文件不匹配

在将数据生成报表前，后处理软件会自动核实往返测文件的信息是否对应，不对应时会提示不匹配。造成原因有许多，起始点及终止点的位置错误，如返测开始时应调用测线终止点的点位信息，结果误调用成测线起始点的点位信息；往返测输入错误，如下午应该选“首返测”，结果误选为“重往测”，这些情况都会导致往返测文件的不匹配。只要在文件中及文件名中改正就可。

4.4文件的存放方法

当场地多、测量次数多后就面临文件如何存放的问题。正确的方式是一个场地一个文件夹，在文件夹中再建12个文件夹，按月份存放，这样做的目的是为了方便后面整理资料。因为这样存放，就可以将一个场地的一个整月的或者一年的资料生成在一个Excel文件中，也方便生成年报表，计算此场地的观测精度等。

5结束语

本文讨论了在基于DiNi03数字水准仪及M73E数据采集器的地震水准测量过程中，从仪器连接、软件安装、测量过程到后处理数据时遇到的一些常见问题，多数在仪器说明书中没有说明，但在实际测量过程中经常遇到的一些问题。当然，文中提到的一些问题解决办法不是最好，讨论的问题也不够全面，还有许多其他的实际问题没有提及，欢迎各位进行指教补充。

参考文献：

[1]国家技术监督局.GB/T 12897-2006 国家一、二等水准测量规范[S].北京:中国标准出版社,2006：1-10.

ANALYSIS ON COMMON PROBLEMS OF EARTHQUAKE LEVELING MEASUREMENT BASED ON DiNi03 DIGITAL LEVELLING INSTRUMENT AND M73E DATA COLLECTOR

ZHENG Jiajun,YANG Litao,CHI Guomin,LIU Hailin,HAN Bo

(Anqiu Seismic Station,Earthquake Administration Of Shandong Province,Anqiu 262100,China)

Abstract:The common problems in the process of the actual measurement and data post-processing are analyzed based on the DiNi03 digital leveling instrument and M73E data collector,and their countermeasures are put forward in the paper.

Key words:DiNi03 digital leveling instrument;M73E data collector;Earthquake leveling

收稿日期：2015-11-23

作者简介：郑家军(1987—)，男，山东青州人，助理工程师，主要从事地震水准观测工作。

中图分类号：P315-39

文献标识码：A

文章编号：1005-586X(2016)02-0058-04