所属栏目：智能科学技术论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:181
摘要：电子水准仪经过在“635”水利枢纽工程中8年的应用，证明其精度高，操作方便、快捷，观测效率高，符合现行的测量规范要求。
关键词：安全监测;DL-101C电子水准仪;水准测量
关键词：安全监测;DL-101C电子水准仪;水准测量
1 引言
“635”水利枢纽工程为大(2)型水利枢纽，水库总库容2.82亿m3，大坝总长1.9km，坝型为粘土心墙砂砾石坝，最大坝高70.6m。大坝施工周期4年，其各部分在施工、蓄水和运行阶段的性状变化与安全状况备受各方关注。而安全监测是保证工程在施工、蓄水和运行阶段安全的一项重要措施，因此，在大坝上设置了较为周全的安全监测系统，以监控大坝的工作状态，确保水库的安全运行，不仅有利于水库下游地区的人民的生命财产安全，而且对北疆地区经济和社会发展有着重要作用。
2 “635”水利枢纽工程外部变形监测布置
大坝主坝段分别在上游坝坡647.0m高程和下游坝肩650.0m高程及下游坝坡645.0m高程和下游马道635.0m高程上，各布设1排平行坝轴线的观测点共计4排，合计40个测点。在右副坝古河槽段桩号1+600～1+830m坝面，分别在上游坝坡648.0m、坝顶下游侧650.0m、下游坝坡647.0m高程上，各布设1排平行坝轴线的观测点共计3排，合计21个测点。“635”工程共计布置外部变形测点61个。
在“635”工程中运用精密水准法观测大坝的表面竖向位移。采用该方法具有精度高、数据可靠、观测方法简单、直观等优点，但观测时需要的人员较多，测站数量多，路线长，耗时长，数据记录和处理(内外业)工作量大。在满足国家规范要求精度的前提下，对测量仪器的选择至关重要。从2002年以后，采用了DL-101C电子水准仪观测大坝表面竖向位移。
3 DL-101C电子水准仪观测质量评价
对于精密水准法观测质量评价，一般以环线高差闭合差、每km高差中误差等数据小于规范允许值的多少来衡量。
从上表中可计算出平均环线高差闭合差为±1.13mm,平均规范允许值为±5.14mm,平均每km高差中误差±0.5mm。平均环线高差闭合差小于平均规范允许值的1/5。
从“635”大坝的右副坝坝端起测—主坝段，观测第Ⅰ、Ⅱ排测点，形成一个完整的闭合环，水准线路总长2.2km，观测用时2.5小时。
4 DL-101C电子水准仪性能
4.1 技术参数
DL-101C电子水准仪是日本拓普康公司生产的高精度电子水准仪。DL-101C/SI3的标准偏差为1km往返差0.4mm。测量数据能自动记录。仪器重量轻，体积小，便于携带。带电子范围控制的摆式补偿器，倾斜范围±12″，补偿精度0.3″。整平仪器时，圆水准气泡可从观察员正面看，也可从仪器正上方看，非常方便测量人员的操作。电子测量范围：用3m铟瓦水准尺为2m～60m，用玻璃纤维尺为2m～100m。测量时间4s。两行LCD点阵显示，每行8个字符，显示窗内有背景光。
4.2 测量原理
仪器望远镜接收到水准条码尺上的条纹影像码后，探测器将采集到的水准条码尺编码光信号转换成电信号，并与仪器内部存储的条码尺编码信号进行比较，若两者信号相同，则水平视线的读数即可确定。由于水准条码尺和仪器的距离时时在变，条纹码在探测器内成像的“宽窄”也相应在变，转换成的电信号也应随之不同，这就需要内部处理器按一定的步距改变一次电信号的“宽窄”，实时地与仪器内部存储的信号进行对比，直到两者信号相同。为了缩短比较的时间，仪器中安置一个传感器，通过调焦，在使水准条码尺成像清晰的过程中，由传感器获取调焦棱镜的移动量，并对编码电信号进行缩放，使其接近仪器内部存储的信号，这样就可以在较短的时间内确定水平视线读数。
4.3 其他特点
a.内接电池(BT-31Q)完全充足电，显示窗背景灯打开后可持续工作8h左右。
b.内存容量512KB(可存约#p#副标题#e#1000个数据)，在测量完毕后，电子水准仪直接与计算机相连，将测量数据传入计算机，对高差数据进行平差处理。
c.SI3铟瓦条码尺由激光干涉技术检验，能确保目前最高的标尺精度。其长度为3.05m，重量只有4.5kg，标尺圆水准器灵敏度为30′/ 2mm。
5 电子水准仪在“635”工程的实际应用
5.1 观测实施前的准备工作
a.每年3月将仪器和水准标尺送至计量测试研究所进行检定，仪器检定有效期1年。运回“635”工程测量现场后还要进行常规检查和校正，仪器和标尺在检定有效期内才能使用。
b.在观测前，应先做好观测前的准备工作，熟悉观测的点位，确定水准路线。
c.观测前应提前检查电池电量及仪器内存剩余容量能否满足当天的工作量。
5.2 观测实施步骤
a.首先在测站上架设好仪器并整平。
b.调用程序，对仪器的观测顺序(后尺→前尺→前尺→后尺)进行设置。
c.望远镜竖丝瞄准水准标尺的中部，用调焦钮调清标尺映像。
d.按下仪器右侧的测量键，在4s内仪器显示窗内就显示出标尺读数。
e.从第2站开始按等级水准观测顺序，只需架设仪器并整平，瞄准标尺、调焦，按测量键。观测数据超限，仪器会自动报警。
5.3 DL-101C电子水准仪观测数据的处理
将外业观测的数据通过数据线传入计算机，用北京清华山维公司的“测量控制网平差系统NASE V3.0”软件对观测数据进行平差。
6 电子水准仪的使用效果
6.1 DL-101C电子水准仪观测精度满足各项技术规范要求，保证了数据的高精度和可靠性。仪器操作简单、方便、直观，观测数据直接从显示窗上读取，减弱了因观测者人为引起的测量误差。
6.2 DL-101C电子水准仪观测一个数据只需4s，比普通光学水准仪从标尺上人工读数快2倍左右，而且读数可靠，数据直接记录在仪器内存中，避免了观察员读错或记录员记错数据。在“635”水利枢纽工程用电子水准仪观测尽可能选择在早晨。当背景光太强烈时，对仪器的读数影响较大。仪器的最佳观测距离为2～50m。
6.3 DL-101C电子水准仪观测速度块，精度高，在“635”工程表面竖向位移观测中，采用三等水准测量，平均每站用时3分钟左右。
7 结语
DL-101C电子水准仪自2002年开始投入“635”水利枢纽工程外部变形监测中，至今已有8年。在观测中充分发挥了其高精度，高效率的特点，实现了观测数据自动记录，使观测成果规范化、标准化。通过在工程中的实际应用，采用DL-101C电子水准仪后，提高了观测精度和速度，节省了时间与人力。