自從威爾特廠首先研制出數(shù)字水準(zhǔn)儀以來(lái),，電子水準(zhǔn)儀" title="電子水準(zhǔn)儀">電子水準(zhǔn)儀逐步走向?qū)嵱?。目前?RTK 技術(shù)的不斷成熟和似大地水準(zhǔn)面的不斷精化使得大部分的水準(zhǔn)測(cè)量" title="水準(zhǔn)測(cè)量">水準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)被取代；但是在需要高精度的城市測(cè)量工作中（如地鐵建設(shè)）,，水準(zhǔn)測(cè)量還是不可缺少的,。受廣州市地下鐵道公司的委托，廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)了廣州市軌道交通工程高程控制測(cè)量任務(wù),，并按照技術(shù)要求,，采用了兩臺(tái)DiNi11 電子水準(zhǔn)儀，圓滿(mǎn)完成了相應(yīng)的水準(zhǔn)測(cè)量任務(wù),。

1 工程概況

根據(jù)《廣州市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃（2010 年線網(wǎng)實(shí)施目標(biāo)）》的要求,，到 2010 年廣州市城市軌道開(kāi)通線路：地鐵一號(hào)至七號(hào)線，合計(jì) 181.9 km,，105 座車(chē)站,；目前在建線路：地鐵二、五,、六號(hào)線和八號(hào)線的部分區(qū)間,。2010 年軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃范圍基本上覆蓋整個(gè)廣州市城區(qū)，相應(yīng)的高程控制測(cè)量也覆蓋廣州市區(qū),。軌道交通線網(wǎng)高程控制網(wǎng)" title="控制網(wǎng)">控制網(wǎng)的建設(shè)，既要滿(mǎn)足擬建地鐵線路（六、七,、八號(hào)線）施工測(cè)量的需要,，又要聯(lián)測(cè)已建或在建地鐵線路高程控制網(wǎng)，將廣州地鐵線
路的高程控制統(tǒng)一布網(wǎng),，統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理,，建立統(tǒng)一的高精度高程控制系統(tǒng)；該項(xiàng)目是地鐵施工中的一項(xiàng)重要的控制系統(tǒng),。是保證地鐵施工沿設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行的重要依據(jù),。2003 年 10 月按照專(zhuān)家組評(píng)審意見(jiàn)，最后確定在原規(guī)劃范圍的基礎(chǔ)上再適當(dāng)向北擴(kuò)展至嘉禾,，西部同佛山相連,，東部到達(dá)黃埔經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，南部至南沙開(kāi)發(fā)區(qū)黃閣鎮(zhèn),。

2 測(cè)量方案設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)量?jī)x器的選擇

電子水準(zhǔn)儀是以自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀為基礎(chǔ),，在望遠(yuǎn)鏡光路中增加了分光鏡和探測(cè)器 ，并采用條碼標(biāo)尺和圖像處理電子系統(tǒng)構(gòu)成的光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品,。電子水準(zhǔn)儀與傳統(tǒng)儀器相比有精度高,、速度快、效率高等特點(diǎn),，只需調(diào)焦和按鍵就可以自動(dòng)讀數(shù),，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，特別是大大減輕了觀測(cè)員眼睛的疲勞,。 DiNil1 只需讀取 30 cm 的條碼尺就可計(jì)算出正確結(jié)果,；數(shù)據(jù)能自動(dòng)記錄、檢核和處理,，并能輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理,，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化。

2.2 測(cè)站最大偏差值的設(shè)定

DiNi11 電子水準(zhǔn)儀的每千米往返測(cè)量中誤差的標(biāo)稱(chēng)精度是 ± 0.3 mm,，顯然它能滿(mǎn)足所有等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量要求,。為控制測(cè)量精度，儀器有一項(xiàng)重要的設(shè)置,，輸入在“后前前后”測(cè)量模式中測(cè)站最大偏差值,。其設(shè)定應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)而定，如果設(shè)得過(guò)高,，測(cè)量中因外界條件的影響經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超限的警告,，影響工作進(jìn)度；若設(shè)得過(guò)低,，在測(cè)段的往返閉合差和水準(zhǔn)路線閉合差上將會(huì)出現(xiàn)超出限差要求的情況,。在《國(guó)家一,、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》中，一,、二等水準(zhǔn)測(cè)量的基礎(chǔ)分劃所測(cè)高" title="測(cè)高">測(cè)高差之差分別為 0.5 mm 和 0.7 mm,。經(jīng)多次測(cè)試，在此次二等精密水準(zhǔn)測(cè)量中,，將測(cè)站最大偏差值設(shè)為 0.4 mm,。這樣，在每站前后視距離,、視距累計(jì)差和視線高度等方面,，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求，即使在最不利的天氣 （如大氣變化劇烈的中午） 中測(cè)量,，也只有極少數(shù)測(cè)站的最大偏差值超限,，從而保證了測(cè)量的精度和進(jìn)度。

2.3 水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)

廣州市軌道交通工程 2010 年建設(shè)線路覆蓋面大,，北至嘉禾,，南至南沙黃閣，東至黃埔經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū),，西至芳村滘口,。按設(shè)計(jì)方案，本工程水準(zhǔn)網(wǎng)顧及了地鐵的遠(yuǎn)期規(guī)劃,，如南部的南沙島環(huán)線軌道交通,、北部的新機(jī)場(chǎng)、東部的科學(xué)城,，留有了拓展延伸的余地,。每條地鐵線路基本是一條水準(zhǔn)線路的走向。本工程水準(zhǔn)網(wǎng)由 16 個(gè)廣州市二等水準(zhǔn)點(diǎn),、已有的 24 個(gè)地鐵水準(zhǔn)點(diǎn)（一號(hào)線,、二號(hào)線、三號(hào)線,、四號(hào)線,、廣佛線）和 132 個(gè)新埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成。根據(jù)二等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)線的原則,，新設(shè)的水準(zhǔn)路線的起,、終點(diǎn)均與廣州市二等高程基準(zhǔn)網(wǎng)的水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)接。本工程水準(zhǔn)網(wǎng)共 172 個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn),，組成 10 個(gè)水準(zhǔn)閉合環(huán),，過(guò)河水準(zhǔn) 23 處。

3 軌道交通工程的精度要求

軌道交通工程控制網(wǎng)建立在城市控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,，相對(duì)精度又高于城市控制網(wǎng),。它既保證全線首尾的平順銜接,，又避免與設(shè)計(jì)使用的大量城市測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生矛盾。由于工期,、施工能力,、環(huán)境保護(hù)的影響，軌道交通工程通常被分成數(shù)十個(gè)標(biāo)段進(jìn)行施工,，工程點(diǎn)多、線長(zhǎng),、面廣,，各工點(diǎn)開(kāi)工和建設(shè)時(shí)間各不相同，工程的銜接和建設(shè)周期較長(zhǎng),，對(duì)各工點(diǎn)的銜接,、區(qū)間隧道的貫通、軌道的鋪設(shè)都具有很高的精度要求,。

因?yàn)榈罔F隧道允許橫向和高程貫通的極限誤差為± 50 mm,，可得各工序的極限誤差：

1） 地面控制測(cè)量允許的極限誤差≤11.4 mm；
2） 豎井聯(lián)系測(cè)量允許的極限誤差≤22.8 mm,；
3） 盾 構(gòu) 姿 態(tài) 定 位 測(cè) 量 允 許 的 極 限 誤 差 ≤22.8 mm,。

4 應(yīng)用實(shí)踐及精度分析

廣州市軌道交通工程是優(yōu)化廣州交通網(wǎng)絡(luò)、為廣州經(jīng)濟(jì)提速的重大舉措,。該項(xiàng)工程穿越大量繁忙的地段,，人多車(chē)多，給水準(zhǔn)測(cè)量工作帶來(lái)很多困難,。觀測(cè)過(guò)程中,，我們采用了直桿式腳架，以減小來(lái)往的車(chē)輛對(duì)儀器的影響,。當(dāng)行人和行駛車(chē)輛瞬間遮擋觀測(cè)視線,，儀器雖然可以觀測(cè)讀數(shù)，但為了保證觀測(cè)成果的質(zhì)量和精度,，仍進(jìn)行了重測(cè),。

在此次水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，采用了“后前前后”的測(cè)量模式,，測(cè)站最大偏差值設(shè)為 0.4 mm,，水準(zhǔn)測(cè)量路線大多為車(chē)輛行人非常多的柏油公路和水泥路，路線總長(zhǎng) 546 km,；測(cè)量時(shí)間為上午 8 時(shí)至 12 時(shí)和下午 14 時(shí)至 18 時(shí),。環(huán)線閉合差精度統(tǒng)計(jì)如下表 1 和表 2。

水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)結(jié)束后,，每條水準(zhǔn)路線以測(cè)段往返測(cè)高差不符值計(jì)算每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的偶然中誤差：

式中,， △為測(cè)段往返測(cè)高差不符值,，以 mm 計(jì)； R 為測(cè)段長(zhǎng)度,，以 km 計(jì),；n 為測(cè)段數(shù)。

按上式計(jì)算整網(wǎng)的 M 為± 0.39 mm, 小于《國(guó)家一,、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》中 1 mm 的限差要求,。經(jīng)平差計(jì)算，單位權(quán)中誤差為± 1.26 mm,，符合± 2.0mm 規(guī)定,；最弱點(diǎn)高程中誤差為± 2.7 mm，高程精度平均為± 1.7 mm,，滿(mǎn)足± 20 mm 的限差規(guī)定要求,；成果資料滿(mǎn)足《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》,。

本工程從選埋點(diǎn)階段,、觀測(cè)初期和中期到結(jié)束階段，工程負(fù)責(zé)人不定時(shí)到外業(yè)進(jìn)行檢查和指導(dǎo)工作,，并檢測(cè)了作業(yè)小組已經(jīng)觀測(cè)的 9 個(gè)測(cè)段,，檢測(cè)高差差值最大為 1.13 mm，最小為 0.01 mm,，平均為 0.3 mm（如表 3）,，可見(jiàn)觀測(cè)成果的精度非常高，完全可以滿(mǎn)足軌道交通工程各環(huán)節(jié)的高程控制要求,。

5 結(jié) 語(yǔ)

電子水準(zhǔn)儀具有精度高,、速度快、效率高的優(yōu)勢(shì),，觀測(cè)成果的精度指標(biāo)要比相應(yīng)的觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求有明顯提高,，已被越來(lái)越廣泛地用于各種精密的工程測(cè)量中，在城市高程控制測(cè)量中將具有較好的應(yīng)用前景,。目前,，廣州地鐵三、四號(hào)線已開(kāi)通,，五號(hào),、六號(hào)線也正在加緊施工中。實(shí)踐證明,，工程中所采取的相應(yīng)技術(shù)措施是有效的,，所觀測(cè)的成果具有很高的精度，深受建設(shè)單位和委托單位的好評(píng),。測(cè)量中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行的國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的要求,，并參照相應(yīng)等級(jí)的規(guī)范要求對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行合理的配置,，并遵循 ISO 質(zhì)量管理體系，以保證測(cè)量工作優(yōu)質(zhì)高效地完成,。