工程測量中測量儀器的使用討論

中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心黑龍江總隊(duì)

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國城市建設(shè)也越來越快，工程建設(shè)也越來越多，建筑工程的數(shù)量和規(guī)模日益擴(kuò)大，國家在工程建筑測量精度方面的要求也不斷提高。同時(shí)，對(duì)工程精度的測量要求也就越來越高。工程測量中測量儀器的質(zhì)量與使用關(guān)系到測量數(shù)據(jù)的精確性。隨著時(shí)代的發(fā)展，新型測量儀器的使用越來越頻繁，這就需要工程測量的工作人員不斷提升自己的專業(yè)知識(shí)和對(duì)儀器使用的熟練性。

關(guān)鍵詞：工程測量；新型測量儀器；精確性

近年來，我國建筑行業(yè)的發(fā)展十分迅速，大量的工程建設(shè)項(xiàng)目不斷地實(shí)施，項(xiàng)目的規(guī)模也不斷的變大。一個(gè)工程想要保證高質(zhì)量，就一定要注重工程測量工作，因?yàn)橹挥凶龊脺y量工作，才能確保后期工作的順利開展，達(dá)到高質(zhì)量、嚴(yán)要求的標(biāo)準(zhǔn)。

目前，我國工程測量工作十分注重精度，對(duì)精度的要求十分嚴(yán)格，不允許有半點(diǎn)誤差。因此，一些工程單位在實(shí)際工程測量過程中應(yīng)當(dāng)用于引進(jìn)先進(jìn)的測量設(shè)備，學(xué)習(xí)新的測量方法。從而提高測量精度，保證測量數(shù)據(jù)的零誤差。為了一個(gè)高質(zhì)量的建筑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，越來越多的測量儀器層出不窮，其中相當(dāng)大的一部分測量儀器在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，并取得了不錯(cuò)的效果。改變了傳統(tǒng)的測量方法，降低了工程測量的各方面消耗，提高了測量準(zhǔn)度，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有很大的保障。下面筆者將對(duì)目前我國新型測量儀器及其使用方法進(jìn)行探討。

1 超站儀及其使用

1.1 基于全站儀，結(jié)合 GPS 的技術(shù)

由于超站儀在全站儀的基礎(chǔ)上結(jié)合GPS技術(shù)，所以在進(jìn)行測量的時(shí)候可以先應(yīng)用GPS定位系統(tǒng)對(duì)測量點(diǎn)的位置進(jìn)行定位，找出準(zhǔn)確位置后再利用全站儀開展工作。在測量的過程中沒有必要設(shè)置控制點(diǎn)，具有測量效率高，操作簡單，數(shù)據(jù)比較精確的優(yōu)點(diǎn)。

1.2 取得測站點(diǎn)的位置比較容易

在工程測量中使用超站儀不需要顧慮到控制點(diǎn)。也就是說側(cè)站點(diǎn)的具體位置是非必需的數(shù)據(jù)。因?yàn)镚PS定位系統(tǒng)會(huì)對(duì)測量點(diǎn)的RTK位置進(jìn)行定位，并且數(shù)據(jù)精準(zhǔn)到厘米級(jí)。在測量的時(shí)候只要把超站儀架放在設(shè)站的位置進(jìn)行測量即可。但是測量過程中要保持儀器的平穩(wěn)，而且測量范圍也要小于50km。使用SmartStation可以在最短時(shí)間內(nèi)完成測量準(zhǔn)備工作，通過GPS確定測站位置，然后用全站儀進(jìn)行測量與放樣作業(yè)。

1.3 測量儀器的模塊化

在使用超站儀的時(shí)候可以對(duì)其進(jìn)行部分拆分進(jìn)行不同需求的測量任務(wù)。這種既可以組合又可以拆分的特點(diǎn)是其它儀器所缺少的，主要是由于設(shè)計(jì)者將測量儀器進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，使這種儀器的使用范圍擴(kuò)大了，為工程測量帶來了極大的方便。超站儀可以組合使用，也可以單獨(dú)作為全站儀或RTK流動(dòng)站來使用，這主要得益于其采用了模塊化設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)需要以任意方式操作設(shè)備。當(dāng)遇到無控制點(diǎn)時(shí)，可利用超站儀來對(duì)被測點(diǎn)進(jìn)行位置的測定。當(dāng)對(duì)其準(zhǔn)確坐標(biāo)確定之后，可以在對(duì)中桿上安置GPS天線，兩者結(jié)合成RTK流動(dòng)站使超站儀的使用更加靈活、方便。

1.4 GPS 和全站儀的嚴(yán)密結(jié)合

超站儀是GPS和全站儀的完美結(jié)合。它以全站儀為基礎(chǔ)，利用GPS技術(shù)彌補(bǔ)了全站儀的不足之處，并且使兩者高度整合，使超站儀的功能更加全面與先進(jìn)。所以，在進(jìn)行工程測量的時(shí)候，僅僅依靠鍵盤操控就能完成數(shù)據(jù)的測量，所測量的具體數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)在屏幕上供測量工作者參考與應(yīng)用。二者高度的整合在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)之上都是共用一個(gè)，這就大大的提升了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

2 激光跟蹤儀及其使用

2.1 角度測量組件

角度測量部分包括水平度盤、垂直度盤、步進(jìn)馬達(dá)及讀數(shù)系統(tǒng)，類似于電子經(jīng)緯儀和具有自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別功能的全站儀的角度測量裝置。因?yàn)榧す飧檭x能夠進(jìn)行時(shí)事跟蹤，所以動(dòng)態(tài)性能很好。如果測量的目標(biāo)處于靜止?fàn)顟B(tài)則會(huì)因?yàn)槭艿酱髿膺\(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生很多動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，這時(shí)需要將所測數(shù)值取平均值作為最終數(shù)值。

2.2 距離測量組件

距離測節(jié)部分包括干涉法距離測量裝置（IFM）、鳥巢、絕對(duì)距離測量裝置（ADM）和反射器。根據(jù)光學(xué)干涉法而研制出的干涉發(fā)距離測量裝置與絕對(duì)距離測量裝置各有分工，它們分別對(duì)相對(duì)、絕對(duì)距離進(jìn)行測量，而反射器則通過在鳥巢內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)來啟動(dòng)ADM與IFM的測量。干涉法距離測量裝置對(duì)相對(duì)距離的測量是根據(jù)干涉條紋的不同狀態(tài)來進(jìn)行的。它所測得的是一種變化量，所以只可以測相對(duì)距離。絕對(duì)距離測量裝置的主要功能是將IFM進(jìn)行初始化來獲得跟蹤中心與鳥巢之間的距離。而在IFM中，跟蹤中心和鳥巢之間的距離，即基準(zhǔn)距離是已知的。它根據(jù)測量反射光的光照強(qiáng)度最小值來判別光“行走”所用的時(shí)間，按照這個(gè)原理將絕對(duì)距離計(jì)算出來。當(dāng)鳥巢內(nèi)的反射器開始不斷移動(dòng)的時(shí)候，利用IFM和ADM測量出的相對(duì)距離與基準(zhǔn)距離，就能夠?qū)⒏欀行暮捅粶y點(diǎn)之間的絕對(duì)距離測量出來。

2.3 激光跟蹤組件

光電探測器又叫PSD，它能夠?qū)Ψ瓷淦鬟M(jìn)行跟蹤，這種跟蹤原理是利用進(jìn)入分光鏡分解的反射光在光電探測器中測出的偏移數(shù)值來促使馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)直到偏移值歸零來進(jìn)行跟蹤反射。首先反射器反射回的光在經(jīng)過分光鏡的時(shí)候，一部分光會(huì)直接進(jìn)入光電探測器。然后這些光會(huì)在反射器移動(dòng)的時(shí)候在光電探測器上產(chǎn)生一個(gè)偏移值。最后，PSD會(huì)使馬達(dá)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，一直到

這些偏移值消失。這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)激光跟蹤組件跟蹤反射的目的。

2.4 控制組件

這個(gè)部分主要是由控制器和電纜組成的。它將激光跟蹤儀產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并利用控制區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的傳輸。

2.5 支撐組件

它是由外殼、適配器和底座組成的，是激光跟蹤儀的一些附屬部件。支撐組件主要是對(duì)儀器進(jìn)行固定并對(duì)它的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)來方便測量。

3 手持式激光測量儀器和投點(diǎn)儀

手持式激光測量儀器近年來也頻繁應(yīng)用于工程測量中，這種測量儀器主要廣泛應(yīng)用于建筑工程的測量，近年來一些測量工作者還將其運(yùn)用在了儲(chǔ)煤堆體積的測算上。

手持式激光測距儀具有很強(qiáng)的便捷性，而且精確度能夠達(dá)到3mm之內(nèi)，是一種便捷、準(zhǔn)確的測量儀器。它采用相位式激光測距，載波為紅色可見激光，測量員只需要將測距儀放置在測量距離的一端，目視紅色激光瞄準(zhǔn)另外一端，啟動(dòng)測量功能來進(jìn)行測量工作。這種儀器無需棱鏡來對(duì)光進(jìn)行反射就能夠測出距離，為工程測量帶來了極大的方便。投點(diǎn)儀主要有三種類型：天頂式投點(diǎn)儀、天底式投點(diǎn)儀和天頂天底式投點(diǎn)儀。這種測量工具在礦山工程、建筑工程中的應(yīng)用比較廣泛。它能夠利用自動(dòng)安置的鉛垂線將控制點(diǎn)按照垂直的角度進(jìn)行準(zhǔn)確的移動(dòng)和傳遞。天頂式投點(diǎn)儀主要進(jìn)行的自下而上的控制點(diǎn)的傳遞，而天底式投點(diǎn)儀則相反。如果不僅需要自下而上，還要進(jìn)行自上而下的投點(diǎn)傳遞則需要利用天頂天底式儀器。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的建筑工程數(shù)量也越來越多，隨之而來的工質(zhì)質(zhì)量問題也越來越受重視。在工程中工程測量的準(zhǔn)確性關(guān)系到工程的質(zhì)量。測量數(shù)據(jù)的高要求無形中提升了測量儀器的重要性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多新型測量儀器已經(jīng)被開發(fā)出來，而傳統(tǒng)的儀器由于無法適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展而漸漸退出工程測量的“舞臺(tái)”。但是這些新型測量儀器在工程測量的應(yīng)用還需要不斷研究與探討，這對(duì)測量的技術(shù)人員也就有了新要求。本文針對(duì)新型測量儀器的使用進(jìn)行了探究，希望對(duì)工程測量的順利進(jìn)行有一定的幫助。

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