DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀在跨斷層測(cè)量中的應(yīng)用

吳曉峰++宋浩++張輝++劉書(shū)生

摘 要：該文針對(duì)Trimble DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀在江蘇省郯廬斷裂和茅山斷裂的跨斷層野外實(shí)測(cè)，對(duì)比原德國(guó)蔡司廠生產(chǎn)的Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)其在江蘇省跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量中使用方法和精度誤差進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀 跨斷層測(cè)量 地震監(jiān)測(cè) 觀測(cè)誤差

中圖分類號(hào)：TD178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0045-02

電子水準(zhǔn)儀是集電子技術(shù)、編碼技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的新型水準(zhǔn)儀，代表了水準(zhǔn)儀的發(fā)展方向，并將作為光學(xué)水準(zhǔn)儀的替代產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。DiNiI2電子水準(zhǔn)儀是美國(guó)天寶公司（德國(guó)蔡司廠）生產(chǎn)的第三代電子水準(zhǔn)儀，它以自動(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（CCD），采用吊帶式補(bǔ)償方式及條碼標(biāo)尺和圖像處理的電子系統(tǒng)，是光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品。為實(shí)現(xiàn)跨斷層測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化提供了條件。DiNi12電子水準(zhǔn)儀的優(yōu)點(diǎn)還表現(xiàn)在觀測(cè)精度高，由于是自動(dòng)采集數(shù)據(jù)其讀數(shù)客觀不存在人為的讀數(shù)誤差，儀器自帶i角檢測(cè)程序，自動(dòng)改正測(cè)量誤差等等。

1 江蘇省跨斷層測(cè)量現(xiàn)狀

江蘇省地震局地震測(cè)量隊(duì)自1983年7月起擔(dān)任全省郯廬斷裂帶和茅山斷裂帶八個(gè)跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量場(chǎng)地的監(jiān)測(cè)工作，使用的觀測(cè)儀器為德國(guó)蔡司廠生產(chǎn)的Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀。跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量使用的《水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)標(biāo)尺檢驗(yàn)程序》配備的夏普PC-1500計(jì)算機(jī)，該設(shè)備使用安裝程序存儲(chǔ)在磁帶機(jī)里通過(guò)夏普CE-152進(jìn)行錄入，相應(yīng)的配件年代久遠(yuǎn)，均已停產(chǎn)，更換最新的電子設(shè)備迫在眉睫。

經(jīng)調(diào)研，廣東省地震局勘測(cè)中心對(duì)全省跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量工作已經(jīng)采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)了多年，觀測(cè)成果符合《跨斷層測(cè)量規(guī)范》的精度要求，南京地震臺(tái)、南通地震臺(tái)、新沂地震臺(tái)和宿遷地震臺(tái)在臺(tái)站短水準(zhǔn)測(cè)量中也已經(jīng)將DiNi12電子水準(zhǔn)儀應(yīng)用到工作中去，綜合反應(yīng)運(yùn)行情況良好。

2 實(shí)測(cè)案例

測(cè)量隊(duì)野外觀測(cè)小組于蘇北郯廬斷裂帶重崗、曉店、馬陵、城崗四個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行試測(cè)，場(chǎng)地略圖見(jiàn)圖1，通過(guò)DiNi12和Ni002觀測(cè)對(duì)比，參照《跨斷層測(cè)量規(guī)范》觀測(cè)精度M△通過(guò)如下公式進(jìn)行計(jì)算：

，式中：△表示測(cè)段往返測(cè)高差不符值，mm；R表示測(cè)段長(zhǎng)度，km。R不足百米以0.10 km計(jì)；n表示測(cè)段數(shù)，及不符值個(gè)數(shù)。

對(duì)比觀測(cè)的精度表如表1：

從表1可以看出，各場(chǎng)地的觀測(cè)精度明顯高于Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀，說(shuō)明DiNi12電子水準(zhǔn)儀完全可以替代Ni002自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量。

觀測(cè)成果可以通過(guò)中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心研發(fā)的軟件《地震水準(zhǔn)信息預(yù)錄與資料處理系統(tǒng)》進(jìn)行手簿、月報(bào)表等各項(xiàng)產(chǎn)品的產(chǎn)出。

我們?cè)谠囉肈iNi12電子水準(zhǔn)儀時(shí)還是發(fā)現(xiàn)了一些小小的問(wèn)題，需要在以后使用過(guò)程中注意：

a.由于電子水準(zhǔn)儀為自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，受外界環(huán)境的影響較大，測(cè)量時(shí)間應(yīng)盡量避開(kāi)雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣，以保證觀測(cè)成果的可靠度；

b.測(cè)線通過(guò)公路的測(cè)段，由于大型車輛通過(guò)會(huì)導(dǎo)致電子水準(zhǔn)儀和條碼尺的震蕩，應(yīng)暫停觀測(cè)，等儀器和標(biāo)尺穩(wěn)定的前提下方可繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量；

c.測(cè)量前要做好電子水準(zhǔn)儀電量的檢查，儀器工作中，如果屏幕上顯示“BATT change battery”，注意先關(guān)機(jī)再更換電池；

d.測(cè)量中常會(huì)出現(xiàn)儀器無(wú)法顯示測(cè)量結(jié)果的現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因有兩個(gè)：①太陽(yáng)光通過(guò)樹(shù)蔭照射到標(biāo)尺上，在標(biāo)尺上產(chǎn)生斑紋，使儀器得到的影像受到干擾無(wú)法與儀器內(nèi)的條碼圖片進(jìn)行比較和計(jì)算，此時(shí)，對(duì)標(biāo)尺應(yīng)加以遮擋，以消除標(biāo)尺上的斑紋；②水準(zhǔn)儀的物鏡端受到光線的直接照射（日落前這種情況最為明顯），亮度太強(qiáng)，使得儀器無(wú)法得到標(biāo)尺的影像，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)對(duì)儀器加以遮擋。

3 結(jié)語(yǔ)

DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀完全可以替代Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀在各單位跨斷層測(cè)量項(xiàng)目中進(jìn)行推廣，結(jié)合《跨斷層測(cè)量規(guī)范》和《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》對(duì)各個(gè)斷裂帶進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家地震局.跨斷層測(cè)量規(guī)范[M].北京：地震出版社，1991.

[2] 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范.GB/T12897-2006[S].

[3] 顧慶華.DINI12電子水準(zhǔn)儀在臺(tái)站短水準(zhǔn)測(cè)量中的應(yīng)用[M].地震地磁觀測(cè)與研究，2006.endprint

摘 要：該文針對(duì)Trimble DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀在江蘇省郯廬斷裂和茅山斷裂的跨斷層野外實(shí)測(cè)，對(duì)比原德國(guó)蔡司廠生產(chǎn)的Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)其在江蘇省跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量中使用方法和精度誤差進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀 跨斷層測(cè)量 地震監(jiān)測(cè) 觀測(cè)誤差

中圖分類號(hào)：TD178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0045-02

電子水準(zhǔn)儀是集電子技術(shù)、編碼技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的新型水準(zhǔn)儀，代表了水準(zhǔn)儀的發(fā)展方向，并將作為光學(xué)水準(zhǔn)儀的替代產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。DiNiI2電子水準(zhǔn)儀是美國(guó)天寶公司（德國(guó)蔡司廠）生產(chǎn)的第三代電子水準(zhǔn)儀，它以自動(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（CCD），采用吊帶式補(bǔ)償方式及條碼標(biāo)尺和圖像處理的電子系統(tǒng)，是光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品。為實(shí)現(xiàn)跨斷層測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化提供了條件。DiNi12電子水準(zhǔn)儀的優(yōu)點(diǎn)還表現(xiàn)在觀測(cè)精度高，由于是自動(dòng)采集數(shù)據(jù)其讀數(shù)客觀不存在人為的讀數(shù)誤差，儀器自帶i角檢測(cè)程序，自動(dòng)改正測(cè)量誤差等等。

1 江蘇省跨斷層測(cè)量現(xiàn)狀

江蘇省地震局地震測(cè)量隊(duì)自1983年7月起擔(dān)任全省郯廬斷裂帶和茅山斷裂帶八個(gè)跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量場(chǎng)地的監(jiān)測(cè)工作，使用的觀測(cè)儀器為德國(guó)蔡司廠生產(chǎn)的Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀?？鐢鄬铀疁?zhǔn)測(cè)量使用的《水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)標(biāo)尺檢驗(yàn)程序》配備的夏普PC-1500計(jì)算機(jī)，該設(shè)備使用安裝程序存儲(chǔ)在磁帶機(jī)里通過(guò)夏普CE-152進(jìn)行錄入，相應(yīng)的配件年代久遠(yuǎn)，均已停產(chǎn)，更換最新的電子設(shè)備迫在眉睫。

經(jīng)調(diào)研，廣東省地震局勘測(cè)中心對(duì)全省跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量工作已經(jīng)采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)了多年，觀測(cè)成果符合《跨斷層測(cè)量規(guī)范》的精度要求，南京地震臺(tái)、南通地震臺(tái)、新沂地震臺(tái)和宿遷地震臺(tái)在臺(tái)站短水準(zhǔn)測(cè)量中也已經(jīng)將DiNi12電子水準(zhǔn)儀應(yīng)用到工作中去，綜合反應(yīng)運(yùn)行情況良好。

2 實(shí)測(cè)案例

測(cè)量隊(duì)野外觀測(cè)小組于蘇北郯廬斷裂帶重崗、曉店、馬陵、城崗四個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行試測(cè)，場(chǎng)地略圖見(jiàn)圖1，通過(guò)DiNi12和Ni002觀測(cè)對(duì)比，參照《跨斷層測(cè)量規(guī)范》觀測(cè)精度M△通過(guò)如下公式進(jìn)行計(jì)算：

，式中：△表示測(cè)段往返測(cè)高差不符值，mm；R表示測(cè)段長(zhǎng)度，km。R不足百米以0.10 km計(jì)；n表示測(cè)段數(shù)，及不符值個(gè)數(shù)。

對(duì)比觀測(cè)的精度表如表1：

從表1可以看出，各場(chǎng)地的觀測(cè)精度明顯高于Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀，說(shuō)明DiNi12電子水準(zhǔn)儀完全可以替代Ni002自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量。

觀測(cè)成果可以通過(guò)中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心研發(fā)的軟件《地震水準(zhǔn)信息預(yù)錄與資料處理系統(tǒng)》進(jìn)行手簿、月報(bào)表等各項(xiàng)產(chǎn)品的產(chǎn)出。

我們?cè)谠囉肈iNi12電子水準(zhǔn)儀時(shí)還是發(fā)現(xiàn)了一些小小的問(wèn)題，需要在以后使用過(guò)程中注意：

a.由于電子水準(zhǔn)儀為自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，受外界環(huán)境的影響較大，測(cè)量時(shí)間應(yīng)盡量避開(kāi)雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣，以保證觀測(cè)成果的可靠度；

b.測(cè)線通過(guò)公路的測(cè)段，由于大型車輛通過(guò)會(huì)導(dǎo)致電子水準(zhǔn)儀和條碼尺的震蕩，應(yīng)暫停觀測(cè)，等儀器和標(biāo)尺穩(wěn)定的前提下方可繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量；

c.測(cè)量前要做好電子水準(zhǔn)儀電量的檢查，儀器工作中，如果屏幕上顯示“BATT change battery”，注意先關(guān)機(jī)再更換電池；

d.測(cè)量中常會(huì)出現(xiàn)儀器無(wú)法顯示測(cè)量結(jié)果的現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因有兩個(gè)：①太陽(yáng)光通過(guò)樹(shù)蔭照射到標(biāo)尺上，在標(biāo)尺上產(chǎn)生斑紋，使儀器得到的影像受到干擾無(wú)法與儀器內(nèi)的條碼圖片進(jìn)行比較和計(jì)算，此時(shí)，對(duì)標(biāo)尺應(yīng)加以遮擋，以消除標(biāo)尺上的斑紋；②水準(zhǔn)儀的物鏡端受到光線的直接照射（日落前這種情況最為明顯），亮度太強(qiáng)，使得儀器無(wú)法得到標(biāo)尺的影像，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)對(duì)儀器加以遮擋。

3 結(jié)語(yǔ)

DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀完全可以替代Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀在各單位跨斷層測(cè)量項(xiàng)目中進(jìn)行推廣，結(jié)合《跨斷層測(cè)量規(guī)范》和《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》對(duì)各個(gè)斷裂帶進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家地震局.跨斷層測(cè)量規(guī)范[M].北京：地震出版社，1991.

[2] 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范.GB/T12897-2006[S].

[3] 顧慶華.DINI12電子水準(zhǔn)儀在臺(tái)站短水準(zhǔn)測(cè)量中的應(yīng)用[M].地震地磁觀測(cè)與研究，2006.endprint

摘 要：該文針對(duì)Trimble DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀在江蘇省郯廬斷裂和茅山斷裂的跨斷層野外實(shí)測(cè)，對(duì)比原德國(guó)蔡司廠生產(chǎn)的Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)其在江蘇省跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量中使用方法和精度誤差進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀 跨斷層測(cè)量 地震監(jiān)測(cè) 觀測(cè)誤差

中圖分類號(hào)：TD178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0045-02

電子水準(zhǔn)儀是集電子技術(shù)、編碼技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的新型水準(zhǔn)儀，代表了水準(zhǔn)儀的發(fā)展方向，并將作為光學(xué)水準(zhǔn)儀的替代產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。DiNiI2電子水準(zhǔn)儀是美國(guó)天寶公司（德國(guó)蔡司廠）生產(chǎn)的第三代電子水準(zhǔn)儀，它以自動(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（CCD），采用吊帶式補(bǔ)償方式及條碼標(biāo)尺和圖像處理的電子系統(tǒng)，是光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品。為實(shí)現(xiàn)跨斷層測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化提供了條件。DiNi12電子水準(zhǔn)儀的優(yōu)點(diǎn)還表現(xiàn)在觀測(cè)精度高，由于是自動(dòng)采集數(shù)據(jù)其讀數(shù)客觀不存在人為的讀數(shù)誤差，儀器自帶i角檢測(cè)程序，自動(dòng)改正測(cè)量誤差等等。

1 江蘇省跨斷層測(cè)量現(xiàn)狀

江蘇省地震局地震測(cè)量隊(duì)自1983年7月起擔(dān)任全省郯廬斷裂帶和茅山斷裂帶八個(gè)跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量場(chǎng)地的監(jiān)測(cè)工作，使用的觀測(cè)儀器為德國(guó)蔡司廠生產(chǎn)的Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀?？鐢鄬铀疁?zhǔn)測(cè)量使用的《水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)標(biāo)尺檢驗(yàn)程序》配備的夏普PC-1500計(jì)算機(jī)，該設(shè)備使用安裝程序存儲(chǔ)在磁帶機(jī)里通過(guò)夏普CE-152進(jìn)行錄入，相應(yīng)的配件年代久遠(yuǎn)，均已停產(chǎn)，更換最新的電子設(shè)備迫在眉睫。

經(jīng)調(diào)研，廣東省地震局勘測(cè)中心對(duì)全省跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量工作已經(jīng)采用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)了多年，觀測(cè)成果符合《跨斷層測(cè)量規(guī)范》的精度要求，南京地震臺(tái)、南通地震臺(tái)、新沂地震臺(tái)和宿遷地震臺(tái)在臺(tái)站短水準(zhǔn)測(cè)量中也已經(jīng)將DiNi12電子水準(zhǔn)儀應(yīng)用到工作中去，綜合反應(yīng)運(yùn)行情況良好。

2 實(shí)測(cè)案例

測(cè)量隊(duì)野外觀測(cè)小組于蘇北郯廬斷裂帶重崗、曉店、馬陵、城崗四個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行試測(cè)，場(chǎng)地略圖見(jiàn)圖1，通過(guò)DiNi12和Ni002觀測(cè)對(duì)比，參照《跨斷層測(cè)量規(guī)范》觀測(cè)精度M△通過(guò)如下公式進(jìn)行計(jì)算：

，式中：△表示測(cè)段往返測(cè)高差不符值，mm；R表示測(cè)段長(zhǎng)度，km。R不足百米以0.10 km計(jì)；n表示測(cè)段數(shù)，及不符值個(gè)數(shù)。

對(duì)比觀測(cè)的精度表如表1：

從表1可以看出，各場(chǎng)地的觀測(cè)精度明顯高于Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀，說(shuō)明DiNi12電子水準(zhǔn)儀完全可以替代Ni002自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行跨斷層水準(zhǔn)測(cè)量。

觀測(cè)成果可以通過(guò)中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心研發(fā)的軟件《地震水準(zhǔn)信息預(yù)錄與資料處理系統(tǒng)》進(jìn)行手簿、月報(bào)表等各項(xiàng)產(chǎn)品的產(chǎn)出。

我們?cè)谠囉肈iNi12電子水準(zhǔn)儀時(shí)還是發(fā)現(xiàn)了一些小小的問(wèn)題，需要在以后使用過(guò)程中注意：

a.由于電子水準(zhǔn)儀為自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，受外界環(huán)境的影響較大，測(cè)量時(shí)間應(yīng)盡量避開(kāi)雨、雪、大風(fēng)等惡劣天氣，以保證觀測(cè)成果的可靠度；

b.測(cè)線通過(guò)公路的測(cè)段，由于大型車輛通過(guò)會(huì)導(dǎo)致電子水準(zhǔn)儀和條碼尺的震蕩，應(yīng)暫停觀測(cè)，等儀器和標(biāo)尺穩(wěn)定的前提下方可繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量；

c.測(cè)量前要做好電子水準(zhǔn)儀電量的檢查，儀器工作中，如果屏幕上顯示“BATT change battery”，注意先關(guān)機(jī)再更換電池；

d.測(cè)量中常會(huì)出現(xiàn)儀器無(wú)法顯示測(cè)量結(jié)果的現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因有兩個(gè)：①太陽(yáng)光通過(guò)樹(shù)蔭照射到標(biāo)尺上，在標(biāo)尺上產(chǎn)生斑紋，使儀器得到的影像受到干擾無(wú)法與儀器內(nèi)的條碼圖片進(jìn)行比較和計(jì)算，此時(shí)，對(duì)標(biāo)尺應(yīng)加以遮擋，以消除標(biāo)尺上的斑紋；②水準(zhǔn)儀的物鏡端受到光線的直接照射（日落前這種情況最為明顯），亮度太強(qiáng)，使得儀器無(wú)法得到標(biāo)尺的影像，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)對(duì)儀器加以遮擋。

3 結(jié)語(yǔ)

DiNi12數(shù)字化水準(zhǔn)儀完全可以替代Ni002光學(xué)水準(zhǔn)儀在各單位跨斷層測(cè)量項(xiàng)目中進(jìn)行推廣，結(jié)合《跨斷層測(cè)量規(guī)范》和《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》對(duì)各個(gè)斷裂帶進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家地震局.跨斷層測(cè)量規(guī)范[M].北京：地震出版社，1991.

[2] 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范.GB/T12897-2006[S].

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