鄭家軍，楊立濤，池國民，劉海林，韓博

(山東省地震局安丘地震臺(tái)，山東安丘　262100)

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基于DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀及M73E數(shù)據(jù)采集器的地震水準(zhǔn)測量常見問題的分析探討

鄭家軍，楊立濤，池國民，劉海林，韓博

(山東省地震局安丘地震臺(tái)，山東安丘262100)

摘要：通過對(duì)基于DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀及M73E數(shù)據(jù)采集器的地震水準(zhǔn)測量的儀器準(zhǔn)備、實(shí)際測量以及數(shù)據(jù)后處理過程中的常見問題進(jìn)行總結(jié)、分析探討，補(bǔ)充儀器說明書中不完善之處，解決實(shí)際測量中的常見問題。

關(guān)鍵詞：DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀；M73E數(shù)據(jù)采集器；地震水準(zhǔn)

0引言

中國地震局要求全國各臺(tái)站在地震水準(zhǔn)測量中啟用M73E數(shù)據(jù)采集器。在實(shí)際測量過程中，會(huì)遇到許多問題，部分問題可以在儀器說明書中找到解決辦法，也有些問題在儀器說明書中找不到解決辦法。

1儀器簡介

1.1DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀

DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀是由美國Trimble(天寶)公司生產(chǎn)，該水準(zhǔn)儀是目前世界上精度最高的數(shù)字水準(zhǔn)儀(DS1水準(zhǔn))。精度為每公里往返測中誤差0.3 mm，高程觀測值分辨率為0.01 mm，距離觀測值分辨率為1 mm，測量時(shí)間為3秒，放大倍數(shù)為32X，補(bǔ)償器傾斜范圍為±15″。該儀器目前已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)地震水準(zhǔn)測量中，并在逐步取代光學(xué)水準(zhǔn)儀。

1.2M73E數(shù)據(jù)采集器

M73E數(shù)據(jù)采集器是一個(gè)功能較強(qiáng)、開發(fā)靈活便捷、使用方便、續(xù)航能力強(qiáng)、屏幕對(duì)比度高、背光顯示好的掌上電腦、十分適合作為地震水準(zhǔn)測量野外記錄的硬件載體。經(jīng)過市場調(diào)查和實(shí)際測試論證，它作為水準(zhǔn)測量野外記錄的硬件載體是可行的，并且已在測繪領(lǐng)域得到實(shí)際運(yùn)用。通過在M73E數(shù)據(jù)采集器中導(dǎo)入地震水準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集軟件，使得該采集器可以在外業(yè)作業(yè)中記錄地震水準(zhǔn)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)采集時(shí)間的準(zhǔn)確性、保密程度以及存儲(chǔ)的規(guī)范程度。

2儀器準(zhǔn)備階段中的常見問題

2.1電腦安裝程序

2.1.1安裝后處理程序

在電腦上安裝地震水準(zhǔn)信息預(yù)錄與資料處理系統(tǒng)，該軟件包括點(diǎn)位預(yù)錄、信息預(yù)錄、數(shù)據(jù)通訊、資料處理、退出系統(tǒng)五部分。該安裝過程比較簡單，無較大問題。

2.1.2安裝M73E數(shù)據(jù)采集器相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序

安裝M73E數(shù)據(jù)采集器的USB驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，當(dāng)連接好后，某些Windows7系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集器的USB接口，此時(shí)需要首先更新電腦上的USB接口驅(qū)動(dòng)程序，可以借助驅(qū)動(dòng)精靈等驅(qū)動(dòng)更新軟件，使得電腦能夠發(fā)現(xiàn)未識(shí)別的USB硬件設(shè)備。然后在電腦設(shè)備管理器中對(duì)未識(shí)別USB接口設(shè)備進(jìn)行更新驅(qū)動(dòng)程序，該程序需提前導(dǎo)入電腦中。

2.1.3安裝解密程序

軟件解密程序可以直接放在電腦桌面上使用，但需要一個(gè)KEY文件放入解密軟件文件夾中。點(diǎn)擊解密程序，再點(diǎn)擊注冊(cè)，將顯示的機(jī)器碼發(fā)給軟件開發(fā)方，由其回復(fù)KEY文件，放入解密軟件的文件夾中，解密軟件即可正常使用。

2.2M73E數(shù)據(jù)采集器導(dǎo)入程序

M73E數(shù)據(jù)采集器的驅(qū)動(dòng)程序安裝好后，便可以將采集器與電腦連接。此時(shí)需要查看數(shù)據(jù)采集器的機(jī)器碼。主控臺(tái)-系統(tǒng)信息-機(jī)器編碼，將機(jī)器編碼發(fā)給軟件開發(fā)方，獲取軟件KEY文件(與解密軟件KEY文件不同)，通過地震水準(zhǔn)信息預(yù)錄與資料處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通訊功能的USB模式，將地震水準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集程序與KEY文件導(dǎo)入M73E數(shù)據(jù)采集器即可。

2.3DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀設(shè)置

2.3.1系統(tǒng)程序升級(jí)

部分DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀的系統(tǒng)程序版本較低，需要升級(jí)到R2.1.0版本，最好選擇通過帶電池的筆記本電腦進(jìn)行升級(jí)，以避免升級(jí)過程中斷電。首先在電腦上安裝DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀的驅(qū)動(dòng)程序，然后連接數(shù)字水準(zhǔn)儀與筆記本電腦，通過電腦上的程序?qū)?shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行系統(tǒng)軟件升級(jí)。需特別注意的是，該過程需約10分鐘，切勿對(duì)數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行錯(cuò)誤操作，需耐心等候升級(jí)結(jié)束，結(jié)束前切勿拔掉數(shù)據(jù)線，否則會(huì)造成水準(zhǔn)儀死機(jī)，維修需要更換主板，且需國外專家進(jìn)行維修，費(fèi)用高昂。

2.3.2參數(shù)設(shè)置

將數(shù)字水準(zhǔn)儀與數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線連接好，此時(shí)數(shù)字水準(zhǔn)儀會(huì)顯示參數(shù)設(shè)置界面。參數(shù)應(yīng)設(shè)置為Format:M5/Rec E,Baud rate:19200,Parity:none,Stop bits:1，然后按存儲(chǔ)。

3測量過程中的常見問題

3.1M73E數(shù)據(jù)采集器常見問題

3.1.1操作中的常用代碼

上點(diǎn)代碼56，每個(gè)單程測量完成后都要先上點(diǎn)，否則會(huì)造成數(shù)據(jù)缺失，上點(diǎn)時(shí)需要輸入上點(diǎn)代碼。調(diào)用上次環(huán)境信息代碼89，當(dāng)環(huán)境信息變化不大時(shí)，輸入環(huán)境信息時(shí)直接調(diào)用上一次輸入的信息，可以節(jié)約時(shí)間。半段作廢或者退出測量程序時(shí)需輸入代碼911，目的是清除程序緩存。返回上一頁代碼-1，例如查詢測量成果后要退出該界面，則需輸入-1。

3.1.2操作中特別注意事項(xiàng)

測量開始時(shí)，“首往測”與“首返測”切不可選錯(cuò)，在臺(tái)站水準(zhǔn)測量中，因?yàn)樾枭衔鐪y往測，下午測返測，每天一個(gè)往返，天長日久特別容易出錯(cuò)。起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的調(diào)用不可出錯(cuò)，測量過程中只可以退站一次。注意作業(yè)時(shí)間，制定好每月月初與月中的作業(yè)時(shí)間表，防止作業(yè)中超出作業(yè)時(shí)間，冬天與夏天作業(yè)時(shí)間差別很大。此外，在水準(zhǔn)測量的最后一站時(shí)，不可以選擇退站，因?yàn)樯宵c(diǎn)時(shí)需要測量完偶數(shù)站數(shù)，在最后一站選擇退站，測量完后只有最后一站的數(shù)據(jù)，不滿足偶數(shù)站數(shù)的要求不能完成上點(diǎn)操作，此時(shí)就只能重新從頭測一遍。

3.2DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀常見問題

前后視距差超限。數(shù)字水準(zhǔn)儀的前后視距差范圍在跨斷層流動(dòng)水準(zhǔn)中小于1.0 m，累計(jì)差小于3.0 m；在臺(tái)站定點(diǎn)水準(zhǔn)中≤0.2 m，累計(jì)差≤1.0 m。在臺(tái)站水準(zhǔn)中最容易出現(xiàn)該問題，尤其是坡度較大的地方，因此儀器架設(shè)位置的選擇十分重要。需要在測量前用卷尺測量，陡坡處用水準(zhǔn)儀測距確定兩過渡點(diǎn)間的中點(diǎn)位置，做好標(biāo)記。

3.3如何判斷設(shè)備出現(xiàn)的問題

測量過程中最需要注意的是儀器的死機(jī)問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死機(jī)前所有的觀測數(shù)據(jù)丟失，不得不重新測量。遇到儀器死機(jī)時(shí)需先判斷是水準(zhǔn)儀還是記簿器死機(jī)。

3.3.1水準(zhǔn)儀死機(jī)

這種情況通常是由水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)線的接口處松動(dòng)造成的。由于臺(tái)站水準(zhǔn)每天上下午都需要測量，每天都需要至少插拔一次，加上測量過程中水準(zhǔn)儀的左右擺動(dòng)以及挪測站過程中都會(huì)造成數(shù)據(jù)線與水準(zhǔn)儀的接口處松動(dòng)，造成水準(zhǔn)儀死機(jī)。通常在接口松動(dòng)前，水準(zhǔn)儀會(huì)發(fā)出一聲提示音。發(fā)生這種情況時(shí)，重新插一下數(shù)據(jù)線，然后重啟水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)儀屏幕出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置界面則證明恢復(fù)正常。水準(zhǔn)儀死機(jī)一般不會(huì)造成記簿器數(shù)據(jù)的丟失。

3.3.2記簿器出問題

出現(xiàn)記簿器死機(jī)現(xiàn)象時(shí)，基本意味著需要重新測量了，是測量過程中最不愿遇到的問題。通常是由于在挪站過程中，記簿器碰到三腳架或者其他東西振動(dòng)造成的，因此在挪站時(shí)，應(yīng)注意記簿器的位置，不要碰到三腳架。遇到這種情況時(shí)，應(yīng)首先將記簿器關(guān)機(jī)，然后按“F1”、“4或者5”，再加上電源鍵，三者同時(shí)按，重啟記簿器。重啟后之前測量的未上點(diǎn)的數(shù)據(jù)將全部丟失。如果不這樣重啟，只是按電源鍵開機(jī)的話，屏幕界面仍將是死機(jī)前的界面，這是因?yàn)橛洸酒鲀?nèi)部有內(nèi)置紐扣電池，用來保證記簿器關(guān)機(jī)后的運(yùn)行以及測量過程中發(fā)生關(guān)機(jī)現(xiàn)象時(shí)之前的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，當(dāng)然不包括按三個(gè)組合鍵重啟。

記簿器中內(nèi)置紐扣電池會(huì)出現(xiàn)電量不足的問題。此時(shí)，記簿器開機(jī)后首先提醒“備電不足”，提醒消失后，記簿器仍可以正常使用一段時(shí)間，之后紐扣電池電量嚴(yán)重不足時(shí)，記簿器設(shè)置的時(shí)間就會(huì)亂，每次測量前需要校正時(shí)間，并且測量過程中不可以自動(dòng)關(guān)機(jī)，這就需要在測量前將自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)間設(shè)置長一些，或者直接關(guān)掉此功能。校正時(shí)間時(shí)，需要先按一下“空格”鍵，然后才可以更改時(shí)間。更換該紐扣電池時(shí)，需要注意的是該電池焊在主板上的，需要拆下主板，將電池從主板上焊下來。為了更換紐扣電池方便，可以在主板上焊上一個(gè)電池槽，再遇到電池電量不足時(shí)，更換電池就方便了。當(dāng)然也可以直接返廠更換電池。

3.3.3數(shù)據(jù)線出現(xiàn)問題

水準(zhǔn)儀原配的這條數(shù)據(jù)線在使用一兩年后，有的就開始出現(xiàn)問題，表現(xiàn)為氣溫超過30℃就不工作，當(dāng)把數(shù)據(jù)線放在空調(diào)出風(fēng)口吹幾分鐘后，再連接水準(zhǔn)儀，就會(huì)繼續(xù)工作。也有的臺(tái)站人員遇到數(shù)據(jù)線在濕度大的時(shí)候不工作，不工作時(shí)表現(xiàn)為數(shù)據(jù)線連接上水準(zhǔn)儀后，水準(zhǔn)儀界面沒有任何反應(yīng)，而正常情況是界面出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置界面。不工作的原因估計(jì)為數(shù)據(jù)線上的模塊出現(xiàn)問題，要解決這個(gè)問題，目前來說只能聯(lián)系廠家從國外再進(jìn)口。

此外，水準(zhǔn)儀原配數(shù)據(jù)線與自配的連接記簿器的數(shù)據(jù)線間的接口也容易松動(dòng)，用膠帶纏好就可以，注意測量過程中及挪站時(shí)的觸碰。

4后處理過程中的常見問題

4.1點(diǎn)位信息、觀測人員及儀器、標(biāo)尺信息

點(diǎn)位信息、觀測人員及儀器、標(biāo)尺信息都是在測量前通過后處理軟件生成文件，然后導(dǎo)入到記簿器中，測量時(shí)直接調(diào)用就可，一般不會(huì)出現(xiàn)問題。出現(xiàn)問題一般是剛開始使用記簿器，還不清楚如何將信息生成文件導(dǎo)入記簿器，在測量時(shí)仍是手動(dòng)輸入信息，在輸入點(diǎn)位坐標(biāo)時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。此外需要注意的是，輸入觀測人員時(shí)可以把單位相關(guān)的觀測人員全部輸入，測量前在記簿器上進(jìn)行選擇。

4.2文件名錯(cuò)誤

文件名通常是根據(jù)場地名全拼首字母縮寫以及往返測區(qū)、測量次數(shù)、測量時(shí)間等信息生成的，一般不會(huì)出現(xiàn)問題，但一旦出錯(cuò)也不易發(fā)覺。有些新手在輸入場地名稱時(shí)，記錯(cuò)了字母，導(dǎo)致往返測文件中場地名不對(duì)應(yīng)。此時(shí)只需要把文件名中場地代碼及文件中的場地代碼改正就可以。

文件名中有測量時(shí)間的信息，10～31等數(shù)字都是用字母代替，因此在同時(shí)處理多個(gè)文件時(shí)，發(fā)現(xiàn)有不匹配的往返測文件，根據(jù)文件名中的時(shí)間代碼可以迅速找到出問題的文件。

4.3往返測文件不匹配

在將數(shù)據(jù)生成報(bào)表前，后處理軟件會(huì)自動(dòng)核實(shí)往返測文件的信息是否對(duì)應(yīng)，不對(duì)應(yīng)時(shí)會(huì)提示不匹配。造成原因有許多，起始點(diǎn)及終止點(diǎn)的位置錯(cuò)誤，如返測開始時(shí)應(yīng)調(diào)用測線終止點(diǎn)的點(diǎn)位信息，結(jié)果誤調(diào)用成測線起始點(diǎn)的點(diǎn)位信息；往返測輸入錯(cuò)誤，如下午應(yīng)該選“首返測”，結(jié)果誤選為“重往測”，這些情況都會(huì)導(dǎo)致往返測文件的不匹配。只要在文件中及文件名中改正就可。

4.4文件的存放方法

當(dāng)場地多、測量次數(shù)多后就面臨文件如何存放的問題。正確的方式是一個(gè)場地一個(gè)文件夾，在文件夾中再建12個(gè)文件夾，按月份存放，這樣做的目的是為了方便后面整理資料。因?yàn)檫@樣存放，就可以將一個(gè)場地的一個(gè)整月的或者一年的資料生成在一個(gè)Excel文件中，也方便生成年報(bào)表，計(jì)算此場地的觀測精度等。

5結(jié)束語

本文討論了在基于DiNi03數(shù)字水準(zhǔn)儀及M73E數(shù)據(jù)采集器的地震水準(zhǔn)測量過程中，從儀器連接、軟件安裝、測量過程到后處理數(shù)據(jù)時(shí)遇到的一些常見問題，多數(shù)在儀器說明書中沒有說明，但在實(shí)際測量過程中經(jīng)常遇到的一些問題。當(dāng)然，文中提到的一些問題解決辦法不是最好，討論的問題也不夠全面，還有許多其他的實(shí)際問題沒有提及，歡迎各位進(jìn)行指教補(bǔ)充。

參考文獻(xiàn)：

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ANALYSIS ON COMMON PROBLEMS OF EARTHQUAKE LEVELING MEASUREMENT BASED ON DiNi03 DIGITAL LEVELLING INSTRUMENT AND M73E DATA COLLECTOR

ZHENG Jiajun,YANG Litao,CHI Guomin,LIU Hailin,HAN Bo

(Anqiu Seismic Station,Earthquake Administration Of Shandong Province,Anqiu 262100,China)

Abstract:The common problems in the process of the actual measurement and data post-processing are analyzed based on the DiNi03 digital leveling instrument and M73E data collector,and their countermeasures are put forward in the paper.

Key words:DiNi03 digital leveling instrument;M73E data collector;Earthquake leveling

收稿日期：2015-11-23

作者簡介：鄭家軍(1987—)，男，山東青州人，助理工程師，主要從事地震水準(zhǔn)觀測工作。

中圖分類號(hào)：P315-39

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-586X(2016)02-0058-04