水准测量项目中外业观测的技巧研究

许朋朋　胡凤辉　黄路平

【摘要】阐述了全国职业院校大学生测绘技能竞赛水准测量项目，探讨和研究了外业观测中的一些技巧。技巧的运用，能够节约时间，提高观测效率，对参赛队取得较好成绩和水准测量工作实施具有一定的帮助作用。

【关键词】水准测量 外业观测 技巧 测绘技能竞赛

【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）19-0004-02

水准测量外业观测是一项复杂而精细的工作，具有操作繁琐、记录工作量大、容易出错的特点[1]。本文以全国职业院校技能大赛高职组“测绘”赛项二等水准测量项目为例，探究外业观测中的一些实用技巧，以期降低水准测量外业观测工作的难度，提高测量效率。

1.水准测量项目

1.1水准测量的路线形式

全国职业院校大学生测绘技能竞赛水准测量项目设置为闭合路线形式，二等级别，全长1.5km左右，由4个水准点组成，其中1个为高程已知点，另外3个为高程待定点[2]。参赛队需要观测四个测段的高差，并进行路线平差，计算另外3个水准点的高程。标准的水准路线形式如图1所示，A01为已知高程点，B04、C01、D03为高程待定点，整条路线从A01-B04-C01-D03-A01，每位队员观测一测段，记录一测段，四位测量员观测、记录的工作量大致相同。

1.2水准测量的技术要求

二等水准测量实施按照《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897—2006，观测遵循相应测量标准，仪器操作及记录、计算应符合相关规定。视线长度在3-50m之间，前后视距差不超过1.5m，前后视距累积差不超过6.0m，视线高度在0.55-1.85 m之间，两次读数所得高差之差不超过0.6 mm，数字水准仪重复测量次数不少于2次，环线闭合差为4（L为闭合路线的总长度，以km为单位）[3]。计算时高差取位到0.00001m，高程取位到0.001m。

2.准备工作

准备工作是在比赛计时之前进行。测量开始之前应先检测仪器和工具，包括水准仪的物镜、目镜、圆水准器、水平微动螺旋、脚螺旋及标尺的水准器等是否完好无损，脚螺旋是否归中，以防测量时才发现仪器存在问题，耽误时间，又影响参赛人员心态。在做准备工作时，也可以进行目镜调焦，使十字丝清晰，这样在竞赛开始后瞄准水准尺时只需再进行物镜调焦就可以了。

3.水准外业观测

本项测量要求计算出3个待定点的高程，使用的仪器和工具有：电子水准仪，标尺2根，脚架，尺垫（3Kg）2个，测绳（50m），撑杆。水准路线采用单程观测，每测段测站数为偶数，每测站测两次高差，奇数站观测水准尺的顺序为：后-前-前-后，偶数站观测水准尺的顺序为：前-后-后-前[4]。参赛队员轮流完成水准路线的全部观测，测量、记录和扶尺都必须轮换，每人观测 1 测段、记录 1 测段，尺垫不能移动，否则应退回到本测段的起点重测，每测站的记录和计算全部完成后方可迁站。竞赛开始后，将标尺立在已知水准点上，另一标尺立在前进方向的一个转点上，水准仪安置在两根标尺所立点的中间位置，按奇偶站观测顺序测出标尺读数和前后视距，记录并计算前后视距差、累积差、测站高差，依次完成每个测段的高差测量。记录表格如表1所示：

水准测量外业观测中的一些技巧：

（1）利用测绳控制前后视距使其大致相等，选取仪器安置点和转点。二等水准测量对前后视距差和前后视距累积差要求严格，观测时，尽量不用目估法来确定仪器安置点和转点位置，以防上述指标超限。可以从起点开始用测绳量出两段相等的距离来确定仪器安置点和转点位置，同时应注意满足每测段偶数站、标尺读数和视距要求。

（2）手扶标尺时借助两根细竹竿作为支撑，使气泡居中、标尺垂直。扶尺员可以不使用撑杆，也可以使用提供或自带的撑杆。参赛队可以自带两根细竹竿，竞赛时，借助两根细竹竿扶标尺，既能避免只用手扶时难以使气泡稳定居中的现象，又能克服标准撑杆笨重、不易携带的不足。

（3）观测时采用“位置不动，身体后倾” 的方式观测。架设脚架时应注意两架腿与路线前进方向大致平行，自己站在两架腿一侧，保持位置不动，采用身体后倾的方式，分别观测前后视。此种方法不需要观测者围绕仪器转动观测，节约了时间，也能避免人转动时不小心碰动仪器。

（4）数据记录贴近表格下线。在书写观测和计算数据时，应贴近表格下线，防止数据记错和算错时，没有更改空间，导致因记录不规范或不清晰而扣分。

（5）观测数据计算时应注意计算顺序。对于每个测站，应先计算出前后视距差和前后视距累积差，再进行两次读数之差计算，最后进行高差、高差中数的计算。在确保前一个技术指标满足限差要求时，才能进行后续计算；确实因误差过大引起超限后，就要立即重测，避免不必要的计算。

（6）平均高差的计算。高差中数是两次观测高差的平均数，一种较为简便的计算方法是（以第1站为例）：用第一次读数计算出的高差（+ 14699）减去后尺两次读数之差与前尺两次读数之差的差值（+1）的一半，即（+ 14699-（+1）/2=+0.146985），再根据“四舍六进五看奇偶”的原则取舍得到高差中数（+0.14698）。这样可以减少计算的数据量，提高计算效率。

（7）测站超限重测变换仪器高时，只需适当地拉动一下架腿。变换仪器高时不需要重新架设仪器，往自己站立方向拉动一下架腿并整平就可以了，可以節省一些时间。

4.结论

本文以全国职业院校大学生测绘技能竞赛二等水准测量项目为例展开讨论，探讨了外业观测过程中的一些技巧。通过运用这些技巧，能够在保证精度的前提下节约时间，提高水准测量效率，对教师指导学生和测绘人员作业具有一定的参考作用。

参考文献：

[1]谢昊.导线测量与水准测量外业记录的技巧[J]. 价值工程， 2015， 34（16）： 213-215.

[2]2016年全国职业院校技能大赛高职组“测绘”赛项规程.

[3]GB/T12897—2006.国家一、二等水准测量规范[S].

[4]钟元华.浅析电子水准仪在二等水准测量中的应用[J].山西电子技术， 2015（3）： 27-28.

作者简介：

许朋朋（1988—），男，河南周口人，硕士研究生学历，江西交通职业技术学院助教，主要从事测量和3S技术方面的教学、研究及应用。