高程控制测量分为几何水准测量、光电测距三角高程测量和GPS高程测量等。其中，几何水准测量是高程控制测量中应用较为广泛、精度较高的一种测量方法。随着科学技术的迅速发展，电子水准仪以其简便的操作方法和较高的工作效率，逐渐在几何水准测量工作中被接受和使用。宁夏回族自治区遥感测绘勘查院于2015年采购了1套DiNi03电子水准仪，通过在“数字西吉”项目高程控制测量工作中的使用，取得了较好的作业效果。

1 电子水准仪的原理与特点

1.1 原理

电子水准仪又称数字水准仪，是以传统光学水准仪为基础，应用现代电子技术和微型传感器等先进工艺发展起来，融合电子技术、图像处理技术、计算机技术于一体，能够进行几何水准测量的数据采集与处理的仪器。它利用数字图像处理技术，人工完成照准和调焦之后，把由条纹标尺进入望远镜的条码分划影像，成像在光电传感器，即线阵CCD器件上，利用图像处理技术在相对较短的时间内完成包括条码尺的读数、数据记录、计算和处理。

1.2 特点

①读数比较客观。消除了误读、误记等人为读数误差对测量成果的影响。②精度高。标尺读数和视距读数都是采用条码分划影像经图像处理后取平均值得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。一般电子水准仪都有进行多次读数取平均值的功能，可以使显示读数更加准确。③速度快。由于省去了读、记、检核计算的步骤以及人为操作失误或计算错误导致重测的情况，与传统仪器相比可以节省1/2左右的测量时间。④效率高。只需瞄准调焦和按键就可以自动读数、记录、检核，并能使用自带程序进行现场计算，使劳动强度大大减小，实现内外业一体化。⑤自动存储。观测数据可存储到仪器内存或SD卡中，无需纸质记录。

2 项目应用

Dini03数字水准仪是目前全球精度较高的一款数字水准仪，由天宝公司生产，仪器的标称精度（中误差）为0.3 mm/km。该水准仪坚固耐用，其防尘、防水等级为IP55，能够适应各种艰苦条件下的测量工作。以“数字西吉”项目中的应用为例，进一步介绍DiNi03电子水准仪。

2.1 项目介绍

“数字西吉”项目高程控制测量测区范围位于西吉县城区内及县城周边区域，经过资料收集，实地踏勘，根据设计文件以及 《国家三、四等水准测量规范》，需对测区内的2个国家二等水准点、11个城市四等控制点、55个城市一级控制点及4个原有城市独立D级GPS点进行四等水准测量，水准路线主要沿市区的街道及市区以外的公路布设。水准网示意图见图1。

在社会节奏越来越快的社会背景下，人们的工作和生活压力越来越大，人口亚健康严重，老龄化加剧，人们需要通过旅游活动舒缓身心、强健体魄，尤其需要走进自然、贴近自然，在山水之间释放生活和工作压力。中国自然旅游资源丰富、人文历史厚重，吸引了国内外大量游客，不久之后，世界上最大的国际旅游目的地就可能是中国，中国也将成为世界上最主要旅游客源地之一，旅游业的蓬勃发展必然需要大量旅游人才，尤其需要应用型本科院校旅游专业培养出实践能力强、能迅速上岗的特色人才，特别是具有创新创业的特色人才，只有如此，各应用型本科院校才能不断提升人才质量，合理调整旅游人才结构，促进旅游产业快速发展，保持区域经济良好发展态势。

  

图1 “数字西吉”地理空间框架建设四等水准网

 

注：黑体的水准点是国家二等水准点。

2.3.1 仪器架设 在水准路线上架设三脚架，将仪器放到脚架上并旋紧中心固定螺旋，整平后开机，通过仪器数字键盘新建项目：打开文件→项目管理→新建项目→输入项目名→存储→ESC。进入主选单，数字键盘选择：测量→水准线路→线路。根据实际情况按下方向键选择新线路或者其余选项。输入线路名，选择测量模式，输入起点号、基准高，按回车键开始测量。

2.2 作业前准备

2.3.2 数据采集 在数据采集过程中，根据仪器提示分别对后尺（B）、前尺（F）瞄准调焦至标尺分划线清晰且标尺稳定时，按蓝色测量键，待数据显示合格自动保存后，转至下个测站。当测至水准点（控制点）时，需输入水准点名称，偶数站闭合到水准点，显示测段信息，退出。

  

图 2 Forstner（费式）模式

2.2.2 仪器参数设置 DiNi03电子水准仪的仪器参数设置共分5项：①基本项设置（大气折射、加常数、日期、时间）；②限差/测试设置（最大视距、最大视距高、最小视距高、单站最大限差、单站前后视距差）；③校正设置（地球曲率改正、大气折射改正、i角校正）；④仪器设置（高程单位、输入单位、最小显示单位、自动关机时间、语言模式、日期模式、时间模式）；⑤记录设置（数据记录格式、点号增加模式）等。

在距离45 m的地点放两把水准尺，将距离分成3份，将仪器分别摆放在Station1和Station2，在2站测量2个尺子的读数。在Station1瞄准A尺按蓝色测量键，然后再瞄准B尺按蓝色测量键。接着在Station2瞄准B尺按蓝色测量，瞄准A尺按蓝色测量键。随后水准仪屏幕将显示校正结果，如果接受新值按回车确定即可完成i角误差检校。

该次四等水准测量中，根据设计文件以及《国家三、四等水准测量规范》，观测限差设置：最大视距≤100 m，前后视距差≤3 m，视距累计差≤10 m。以上参数在DiNi03电子水准仪配置-限差/测试中输入。其他仪器参数可根据实际需要自行设置。如测量过程中出现超限情况，仪器会自动提示，重新进行测站。

2.3 外业观测

该次观测采用单点闭合水准路线，首先，对2个已知水准原点进行往返测量；其次，联测项目区内的所有城市四等、城市一级控制点；最后，进行其他支线的水准测量，形成水准闭合线路。使用设备为DiNi03电子水准仪及配套的2 kg尺台支撑标尺、Trimble三脚架、3 m的铟钢条码尺。每测段观测顺序为“后（B）—后（B）—前（F）—前（F）”。

浦(5)去(24)路(21)步(2)住(12)雨(19)句(1)炬(1)侣(6)子(1)聚(3)处(22)妒(2)数(3)语(14)女(5)取(4)旅(1)

该次四等水准测量采用天宝DiNi03电子水准仪1套，具体人员安排为仪器操作1人、立尺2人、轮换测量1人。

2.2.1 DiNi03电子水准仪校检 DiNi03电子水准仪在野外工作之前，首先要对仪器进行预热和i角误差检校，其次是检校仪器的圆水准器和标尺水准器。此处着重论述仪器的i角误差检校。i角误差检校有 4种方法：Forstner（费式）模式、Nabauer模式、Kukkamaki模式和Japanese模式。在该次水准测量中采用Forstner（费式）模式，具体检验见图2。

学界对京剧在地方的发展往往结合某位出众的京剧演员，或者某种创新展开评析。对于京剧在民间的受众情况涉及甚少。总体而言，学界对京剧的历史、声腔、剧种、演员行当、舞台艺术以及京剧发展的现状与未来等方面都有详尽的钻探，而对京剧在民间地区的实际调查关注较少。

2.4 数据处理

2.4.1 数据整理 将DiNi03电子水准仪通过USB连接至计算机，运行数据转换器，点击“添加”，选取原始数据文件，“打开”后全部传输至计算机。然后在计算机中新建并打开Excel表格，文件-打开文件-选择原始数据文件（DAT格式）-打开。通过整理数据算出各测段间累计视距差、视距累计和、累计高差，再根据《国家三、四等水准测量规范》对各测段进行高差改正（水准标尺长度误差改正、正常水准面不平行改正）。

[1]孙广军，谭国政，王有伟.天宝DiNi高精度电子水准仪在二等水准测量中的应用 [J].城市建设理论研究，2011（17）：10.

毫无疑问，高等数学的定位对其教学起着至关重要的作用，只有对高等数学有合适的定位，才能使高等数学的教学更好地开展。

 

表1 精度统计表

  

水准闭合环/线路闭合环长（线长）/km闭合差/mm闭合差限差(±20）/mm线路1 9.169 7 19.02 60.56闭合环1 3.284 2 2.40 36.24闭合环2 5.095 6 1.00 45.15闭合环3 6.342 4 0.54 50.37闭合环4 8.973 2 -6.61 59.91闭合环5 10.745 2 -12.03 65.56闭合环6 5.363 0 10.20 46.32闭合环7 6.584 6 1.90 51.32闭合环8 10.6749 9.31 65.34闭合环9 12.670 9 15.01 71.19闭合环10 10.990 6 -8.73 66.30闭合环11 5.736 3 -10.20 47.90闭合环12 4.233 7 4.20 41.15闭合环13 9.388 5 -1.30 61.28闭合环14 15.604 7 1.10 79.01

 

表2 高差观测值平差精度成果表（部分）

  

起点 终点 观测高差 改正数 平差值 精度 距离N1 N2 Dh/m Vh/mm DH^/m Mh/mm S/km B051 XE09 -98.898 9 6.53 -98.892 4 3.93 1.997 XE09 XE10 -13.909 7 2.27 -13.907 4 3.53 1.557 XE10 XE14 -6.719 0 1.50 -6.717 5 3.20 1.008 XE26 XE25 50.216 9 0.00 50.216 9 4.12 1.377

 

表3 高程平差值和精度成果表（部分）

  

点名 点号 高程/m 精度/mm SL13 SL13 1 924.835 0 0.00 B051 B051 2 075.097 0 0.00 XE09 XE09 1 976.204 6 3.93 XE25 XE25 2 008.613 3 5.42

2.4.3 精度评述 该次水准观测组成14个闭合环，1条附合水准路线。其中每个闭合环的闭合差都小于四等水准闭合差，限差≤±20，见表1。水准测量高差观测值总数为88，多余观测数（自由度）为 15，水准路线总长 106.954 km，每公里高程测量高差中误差为3.598 mm，小于四等水准测量规定的5 mm，符合技术设计与规范要求，见图2。无论从环闭合差，或者每公里高程测量高差中误差看，该次观测作业，具有较高的观测精度，观测质量优秀。

3 结论

参考文献：

DiNi03电子水准仪在“数字西吉”项目高程控制测量工作中，其便捷的操作方式和数据自动化的获取和处理过程，降低了作业人员的劳动强度，减少了人为因素对测量工作的影响，确保了数据的安全性、可靠性和准确性。电子水准仪将在以后的水准测量工作中得到普遍的应用。同时需要注意，采用电子水准仪观测时，光线不能太弱，也不能逆光观测，需对每天采集完的数据及时下载和整理，以免丢失。

2.4.2 精度统计 将计算得出的各测段间结果输入“科傻地面控制测量数据处理系统”软件，进行平差计算及精度评定、报表生成，获得待定点最终高程。所有观测路线精度统计和高差部分成果见表1～3。

[2]肖天雄.数字水准仪在精密水准测量中的应用[J].硅谷，2008（14）：122，195.

古人云：“学起于思，思源于疑。”提出带有悬念性的问题或者是本节课需要解决的问题来导入新课，波动学生探求知识的心理，形成认知冲突，点燃学生的好奇之心，激发了学生的求知欲，从而形成学习的动力。这种导入方式使学生由“要我学”转为“我要学”，使学生的思维活动与教师的授课内容融为一体，让师生之间产生了共鸣。

3）数据格式转换。在Autodesk Recap中将点云数据格式转换成能导入max中的.rac格式的数据，见图4。

[3]秦晓轲.DINI03水准仪与EXCEL在淮河流域水准测量中的应用[J].城市建设理论研究，2013（21）：15.

[4]北京麦格天渱科技发展有限公司.DINI 03电子水准仪说明书［M/OL］.北京：北京麦格天渱科技发展有限公司，2012.

[5]全国地理信息标准化技术委员会.国家三、四等水准测量规范：GB/T 12898—2009[S].北京：中国国家标准化管理委员会，2009.