HEIGHTING
AND DISTANCE ACCURACY WITH ELECTRONIC DIGITAL LEVELS
By
Dafer Ali. Algarni
Abdulla Elsadig Ali
Civil Eng. Dept., College of Eng,
King Saud University, Box 800
Riyadh 11421, Saudi Arabia
Abstract
A leica NA3000 electronic digital level,
one of the newly-introduced heighting equipment, was evaluated for vertical
and horizontal distance measurement. A well-protected 170 m long 17-section
test line was first established for this purpose using geodetic surveying
techniques. The test instrument was then used to remeasure the line. Two
approaches were followed. In the first, closed loops were run from one end of
the line to each of the pegs on the line and back to the starting point in an
out-and-back manner. Misclosure errors of loops were then computed and compared
to known levelling standards. In the second approach, heights of some pegs on
the line were re-established several times with the instrument erected on the
one end of the line. Standard deviations of height measurement of each peg were
then computed and compared with known standards. The results showed that in the
first approach, the test instrument was able to achieve accuracy values
commensurate with first order class I leveling standards as set out by the
U.S.A.-based Federal Geodetic Control Committee (FGCC), i.e. better than "3.0%K mm. In the second approach,
for distances up to 64 m, standard deviations better than 60 microns could
easily be obtained. Again, this is within the requirements of first order class
I leveling standards. Overall, therefore, it can be said that digital
electronic levels, as exemplified by the Leica NA3000 model, could be used to
support high accuracy leveling operations being them of the geodetic or
ordinary type.
The distance measuring stage of the test
showed that, for up to 64 m from instrument station, the test instrument is
capable of measuring distances to accuracy values better than 1/2000. This is
sufficient accuracy for some localized survey works, e. g. site preparation in
construction industry, pavement maintenance surveys, sewer pipe placement and
monitoring etc. where distance errors of a few centimeters in several tens of
meters are tolerable.
دقة قياس
المسافتين الرأسية والأفقية باستخدام الميزانية الألكترونية الرّقمية
ظافر بن علي
القرني
عبدالله
الصادق علي
قسم الهندسة
المدنية
كلية
الهندسة جامعة الملك سعود
ص. ب 800
الرياض 11421
المملكة
العربية السعودية
ملخص
تمّ في هذه الدّراسة تقويم جهاز الميزانية الألكترونية الرّقمية NA3000 (المصنّع بواسطة شركة LEICA) من حيث دقته في قياس المسافتين الرأسية
والأفقية ومن ثمّ محاولة تصنيفه حسب معايير الدّقة المتعارف عليها عالميًّا. من
أجل ذلك، حُدد في الميدان خط أختبار طوله 170 مترًا، ووقّع عليه سبع عشرة نقطة
عُينت ارتفاعاتها عن سطح البحر بطرق جيودسية معلومة الدّقة. أُجريت التجربة
الميدانية لقياس هذه الأرتفاعات باستخدام جهاز NA3000 بطريقتين مختلفتين: تمّ في الأولى قياس
الأرتفاعات بعمل مدارات مغلقة تنطلق تدريجيًا من النقطة الأساس في أول الخط، بحيث
يزيد كل مدار منها عن سابقه بنقطة واحدة إلى أن تأتى على أقصى نقطة فيه. ثمّ حُسب
خطأ الأغلاق في كل حالة. وفي الطريق الثانية، ثُبت الجهاز على نقطة الأساس، ورصدت
ارتفاعات النّقاط الأخرى عدة مرّات ليتسنى لنا حساب الإنحراف المعياري في قياس كل
نقطة. وبمقارنة النتائج في كلتا الحالتين بمعايير الدّقة في الجيوديسيا المساحية،
وجد أن الميزانية الرّقمية ذات دقة عالية لا تضاهى وأنها توفي بالغرض الذي صُنّعت
من أجله، بحيث يمكن احلالها محل الميزانية البصرية المعروفة. كانت الدقة في
الطريقة الأولى أحسن من 2 ك مم، وفي الثانية أفضل من 60 ميكرون، بمعنى
تحقيق هذا الجهاز لدقة تقع ف الدّرجة الأولى (First Order) من المستوى الأول (class I) حسب معيار (FGCC) الأمريكية. كما تمّ تقويم الجهاز من حيث
قياس المسافة لغرضين هما معرفة المدى الذي يمكن أن يحققه في البعد الأفقي، ومعرفة
الدّقة المصاحبة لذلك. فوجد أنه بالإمكان قياس أي مسافة تقلّ عن 64 مترًا مباشرة،
لكن بدقة متواضعة، تصلح، بالرغم من هذا، لإعمالٍ هندسية كثيرة منها على سبيل
المثال، إعداد المواقع للمنشأت الهندسية، وصيانة الطرق، و توقيع ومراقبة أنابيب
الصّرف الصّحي، وغير ذلك من الأعمال الهندسية المماثلة، حيث
الدّقة الأفقية الطلوبة لا تتجاوز سنتيمترات قليلة في عدة عشرات من الأمتار.
Published in the Journal of King Saud University (Engineering Science), 1988, Vol. 10, No. 2.
