附合水準(zhǔn)路線

由某一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過若干站水準(zhǔn)測(cè)量，既不附合到其他水準(zhǔn)點(diǎn)上，也不閉合到原來的水準(zhǔn)點(diǎn)上，這樣的水準(zhǔn)路線稱為支水準(zhǔn)路線。

附合水準(zhǔn)路線是工程建設(shè)中水準(zhǔn)控制測(cè)量的一種主要測(cè)量路線，在公路工程、土木建筑工程、水利工程、電力工程及變形監(jiān)測(cè)等工程建設(shè)項(xiàng)目中廣泛使用。附合水準(zhǔn)路線測(cè)量的精度與工程建設(shè)的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，因此，對(duì)附合水準(zhǔn)路線測(cè)量的誤差處理方法開展研究，具有重要的意義。為提高附合水準(zhǔn)測(cè)量的精度，許多學(xué)者對(duì)附合水準(zhǔn)測(cè)量的誤差處理方法開展了一系列的研究。張琦等人對(duì)附合的1條水準(zhǔn)路線圖解平差方法研究發(fā)現(xiàn)，該方法作業(yè)步驟簡(jiǎn)單，且能夠滿足三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求。王磊等人通過對(duì)間接平差模型的簡(jiǎn)化，利用Matlab編制了附合水準(zhǔn)網(wǎng)經(jīng)典平差系統(tǒng)，并用假設(shè)檢驗(yàn)理論檢驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性，通過實(shí)例驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該平差系統(tǒng)可以對(duì)一、二、三、四等及等外附合水準(zhǔn)網(wǎng)開展經(jīng)典平差計(jì)算。余章蓉等人對(duì)水準(zhǔn)網(wǎng)間接平差方法進(jìn)行改進(jìn)，采用直接觀測(cè)信息構(gòu)建方程的方法實(shí)現(xiàn)了間接平差，該方法實(shí)現(xiàn)程序編制簡(jiǎn)單、快捷、高效，方便了大型水準(zhǔn)網(wǎng)平差計(jì)算。

相比之下，水準(zhǔn)網(wǎng)平差的人工智能計(jì)算方面的研究甚少。吳良才等人把遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，用于GPS高程的轉(zhuǎn)換。通過實(shí)例計(jì)算，表明人工智能算法用于GPS高程轉(zhuǎn)換的精度較高。作者擬建立附合水準(zhǔn)路線的通用平差模型，研究建立蟻群智能水準(zhǔn)平差方法。其目的在于改進(jìn)平差手段，提高水準(zhǔn)平差的精度。

附合水準(zhǔn)路線平差模型的建立

如《圖1：附合水準(zhǔn)路線示意》所示，假定待測(cè)點(diǎn)為1，2，…，i，…，j，從BMA 到BMB之間設(shè)置了n 個(gè)測(cè)段， 按照五等水準(zhǔn)測(cè)量的方法施測(cè)，各測(cè)段的實(shí)測(cè)高差分別為h₁，h₂，…，h_n， 各測(cè)段的距離分別為L(zhǎng)₁，L₂，…，L_n， 設(shè)各測(cè)段的高差真值分別為h₁'，h₂'，…，h_n'， 設(shè)各測(cè)段的真誤差分別為Δ1，Δ2，…，Δn， 則

附合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線平差的蟻群算法

（1）蟻群算法

20世紀(jì)90年代，意大利學(xué)者Dorigo等人提出模擬蟻群覓食的蟻群算法。該算法的特點(diǎn)是：擁有強(qiáng)魯棒性、優(yōu)良的分布式計(jì)算機(jī)制，且易與其他優(yōu)化理論相結(jié)合。該方法已經(jīng)被用于解決大多數(shù)的優(yōu)化問題。其應(yīng)用領(lǐng)域已逐步擴(kuò)展到工程建設(shè)方面。

（2）蟻群搜索方式設(shè)計(jì)

螞蟻i的搜索方向與蟻群中其他螞蟻的位置的信息素以及距離有密切關(guān)系，信息素越大，且與當(dāng)前螞蟻i的距離越小，被當(dāng)前螞蟻選定為搜索方向的概率也就越大，若螞蟻i與螞蟻j的距離為d_ij，則

附合水準(zhǔn)路線研究結(jié)論

（1）通過對(duì)附合水準(zhǔn)路線測(cè)量的誤差特點(diǎn)分析，建立了附合水準(zhǔn)路線的誤差處理通用優(yōu)化模型，便于計(jì)算機(jī)程序優(yōu)化計(jì)算。

（2）提出了附合水準(zhǔn)路線的蟻群智能平差方法，建立了附合水準(zhǔn)路線平差的螞蟻搜索方案和螞蟻的行進(jìn)策略。采用保留策略，實(shí)現(xiàn)快速、高精度平差。

（3）通過實(shí)例計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，附合水準(zhǔn)路線采用蟻群智能平差方法的精度明顯高于采用傳統(tǒng)經(jīng)典平差方法的精度。

附合水準(zhǔn)路線是測(cè)量學(xué)的術(shù)語。從某個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后連測(cè)到另一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)上，這樣的水準(zhǔn)路線稱為附合水準(zhǔn)路線。

由某一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后回到原來的水準(zhǔn)點(diǎn)上，這樣的水準(zhǔn)路線稱為閉合水準(zhǔn)路線。

附合水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)測(cè)量概述

水準(zhǔn)測(cè)量概述水準(zhǔn)測(cè)量是工程測(cè)量中最基本的測(cè)量?jī)?nèi)容之一，其基本原理就是利用測(cè)量水準(zhǔn)的儀器讀取所提供的在水準(zhǔn)視線上豎立的兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺上的數(shù)字，以此來測(cè)定兩點(diǎn)之間的高度差，再通過已知點(diǎn)的高程計(jì)算所需點(diǎn)的高程。如《圖2：水準(zhǔn)測(cè)量基本原理圖》所示。

由圖2可以看出，水準(zhǔn)測(cè)量的前進(jìn)方向是從A點(diǎn)到B點(diǎn)，將A點(diǎn)稱為后視水準(zhǔn)點(diǎn)，與之對(duì)應(yīng)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視點(diǎn)讀數(shù)；同理將B點(diǎn)稱為前視水準(zhǔn)點(diǎn)，與之對(duì)應(yīng)的水準(zhǔn)尺讀數(shù)b為前視點(diǎn)讀數(shù)，求得A、B點(diǎn)的高差h_ab可以根據(jù)式1可以求得，測(cè)得A、B兩點(diǎn)的高差以后，若知道A點(diǎn)的高程為HA，則可以通過式2求出B點(diǎn)的高程HB：

附合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線測(cè)設(shè)以及精度分析

水準(zhǔn)路線布設(shè)主要有閉合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線以及附合水準(zhǔn)路線三種布設(shè)方式。其中閉合水準(zhǔn)路線是從某已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)前進(jìn)，從各個(gè)待測(cè)高程水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)，最后測(cè)量回到原有的該已知高程水準(zhǔn)點(diǎn)形成閉合環(huán)形回路的水準(zhǔn)路線；對(duì)于高程點(diǎn)較少難以布設(shè)其他水準(zhǔn)路線布設(shè)方法的地方，常常布設(shè)閉合水準(zhǔn)路線。支水準(zhǔn)路線是已知某高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，沿著各待測(cè)的觀測(cè)點(diǎn)前進(jìn)測(cè)量，但是最后未連接到另一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，因此為了能夠校核觀測(cè)成果的準(zhǔn)確性，因此需要對(duì)支水準(zhǔn)路線測(cè)量進(jìn)行往返觀測(cè)，因此在等級(jí)水準(zhǔn)路線的測(cè)設(shè)中較少采用支水準(zhǔn)路線，但是在外水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)采用，可以直接測(cè)得碎部點(diǎn)的高程。附合水準(zhǔn)路線測(cè)量就是從一個(gè)一只高程點(diǎn)出發(fā)，沿著各待測(cè)的觀測(cè)點(diǎn)前進(jìn)測(cè)量，最后連接到另一已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，由于附合水準(zhǔn)路線的布設(shè)可以對(duì)所觀測(cè)的成果進(jìn)行檢校，因此附合水準(zhǔn)路線的布設(shè)是工程水準(zhǔn)測(cè)量中最常用的一種布設(shè)方式，如《圖3：附合水準(zhǔn)路線布設(shè)圖》所示。

在附合水準(zhǔn)路線中，在路線中間設(shè)定的待測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的精度最低。根據(jù)《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》規(guī)定：?jiǎn)为?dú)的四等水準(zhǔn)附和路線，長(zhǎng)度不超過80公里，環(huán)線周長(zhǎng)不超過100公里，同級(jí)網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)間距離不超過30公里。在結(jié)束附合水準(zhǔn)路線的外業(yè)觀測(cè)以后，處理觀測(cè)數(shù)據(jù)．計(jì)算誤差是十分重要的。首先，應(yīng)當(dāng)繪制附合水準(zhǔn)路線的大樣圖，然后就應(yīng)該計(jì)算附合水準(zhǔn)路線的高差閉合差，當(dāng)閉合差的精度附和等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的要求以后，即可以分配閉合差，其分配的原則就是按與距離L或測(cè)站數(shù)n成正比，將高差閉合差反號(hào)分配到各段高差上。

附合水準(zhǔn)路線研究結(jié)論

附合水準(zhǔn)路線測(cè)量是最常用的一種工程水準(zhǔn)測(cè)量路線布設(shè)方式，在實(shí)踐工程中，只有認(rèn)真按照附合水準(zhǔn)路線布設(shè)方式進(jìn)行計(jì)算并在對(duì)應(yīng)的精度下進(jìn)行平差，才能夠讓所得到的待測(cè)點(diǎn)高程數(shù)據(jù)更加接近工程實(shí)際。

水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)式作結(jié)束后，要檢查手簿，再計(jì)算各點(diǎn)間的高差。經(jīng)檢核無誤后，才能進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整高差閉合差。最后計(jì)算各點(diǎn)的高程。

一、附合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算和調(diào)整 ,附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算。

1．高差閉合差的計(jì)算高差閉合差可用來衡量測(cè)量成果的精度，等外水準(zhǔn)測(cè)量的高差閉合差容許值。

2．閉合差的調(diào)整

在同一條水準(zhǔn)路線上，假設(shè)觀測(cè)條件是相同的，可認(rèn)為各站產(chǎn)生的誤差機(jī)會(huì)是相同的，故閉合差的調(diào)整按與測(cè)站數(shù)（或距離）成正比反符號(hào)分配的原則進(jìn)行。

3．高程計(jì)算

二、閉合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算與調(diào)整

閉合水準(zhǔn)路線各段高差的代數(shù)和應(yīng)等于零，即 由于存在著測(cè)量誤差，必然產(chǎn)生高差閉合差，閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整方法、容許值的計(jì)算，均與附合水準(zhǔn)路線相同。

對(duì)于DS3級(jí)微傾水準(zhǔn)儀，I值不得大于20″。

校正 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使中絲對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)尺上正確讀數(shù)c2，此時(shí)視準(zhǔn)軸處于水平位置，但管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心。用撥針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的上、下兩個(gè)校正螺絲，使氣泡的兩個(gè)半象符合。