無反射棱鏡全站儀在工程測量中應(yīng)用探究

游成玉

【摘 要】隨著我國工程建設(shè)行業(yè)不斷的發(fā)展，對于工程質(zhì)量的重視程度不斷增加，同時(shí)工程測量作為工程建設(shè)規(guī)劃、建設(shè)施工、經(jīng)營管理中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對于工程的質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用；隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷的進(jìn)步，無反射棱鏡全站儀，憑借著準(zhǔn)確的測高、以及建筑物凈高的測量優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用工程測量工作中；扮演著重要的角色。對此本文就無反射棱鏡全站儀在工程測量中應(yīng)用，結(jié)合其應(yīng)用和工作原理進(jìn)行分析，并提出相關(guān)的見解，希望對于工程檢測技術(shù)的發(fā)展，有著積極促進(jìn)的作用。

【關(guān)鍵詞】無反射棱鏡全站儀 工程測量 應(yīng)用探究

無反射棱鏡全站儀，是傳統(tǒng)全站儀的優(yōu)化和改善，較比以往的全站儀，具有免棱鏡、高效、測程遠(yuǎn)等優(yōu)勢，但同時(shí)也存在一定的缺陷，像易受激光束、光線等因素的影響，對此無反射棱鏡全站儀還有相當(dāng)大的發(fā)展和完善空間。同時(shí)在工程測量的過程中，也要充分的注意放射信號、物體阻擋、光反射物、禁止對準(zhǔn)人的眼睛等注意事項(xiàng)，從而使無反射棱鏡全站儀，在工程測量中發(fā)揮更大的功能和價(jià)值利益。

1 無反射棱鏡全站儀的特征

1.1 優(yōu)勢

無反射棱鏡全站儀，對比以往的全站儀，在工程測量中，具有高效率、應(yīng)用領(lǐng)域廣以及測程遠(yuǎn)的優(yōu)勢；其中高效率，主要體現(xiàn)在其測距速度，可以達(dá)到1s，是傳統(tǒng)全站儀所達(dá)不到的，從而有效的提高工作的效果。其中應(yīng)用范圍廣，主要體現(xiàn)其對于被測點(diǎn)三維坐標(biāo)的獲取，是不需要人為的進(jìn)行接觸被測點(diǎn)的，有效的降低了工作的難度，避免了對于被測物的破壞；同時(shí)借助可見激光的測量方式，可以輕松的完成對于建筑物表面、建筑內(nèi)空間，以及航空攝影測量的控制點(diǎn)，同時(shí)也可以使用在不適合放反射片的地方進(jìn)行測距。其中測程遠(yuǎn)，主要指無反射棱鏡全站儀，可以合理的利用棱鏡，將測程提高1倍。

1.2 缺點(diǎn)

其缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在測量結(jié)果的誤差，而產(chǎn)生測量結(jié)果不精確的原因有很多，像激光束的影響，同時(shí)對于顏色深的物件，測距結(jié)果也不能保證其測量的準(zhǔn)確性。對此加強(qiáng)無反射棱鏡全站儀對于光源、測距模式的選擇是非常關(guān)鍵的。

2 無反射棱鏡全站儀工作的原理

（1）其測距的模式，主要分為相位比較、脈沖以及脈沖相位比較等幾種模式，其中相位比較式，使用中測量精度相對較高；脈沖法在應(yīng)用時(shí)，測程相對較遠(yuǎn)，而脈沖相位比較式，在應(yīng)用時(shí)則充分的融合了兩者的優(yōu)勢。（2）其工作的原理，是根據(jù)光在物體表面漫反射的原理進(jìn)行工作，根據(jù)d=ct/2的原理進(jìn)行工作，其中d表示無反射棱鏡全站儀，到控制點(diǎn)的距離；c表示光的傳播速度；t表示光在d距離內(nèi)的往返時(shí)間。（3）其主要的結(jié)構(gòu)，是由用于反射棱鏡測量，可發(fā)射波長為780nm的紅外激光發(fā)射管，其測程在3km，精度在2×10-6D左右。以及與用于反射棱鏡測量的激光管組成，其精度相同，其測程在200m，波長對比用于反射棱鏡測量的發(fā)射管，少110nm。并且兩者之間是可以通過人為控制進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。

3 無反射棱鏡全站儀的應(yīng)用

在利用無反射棱鏡全站儀，進(jìn)行工程測量時(shí)，會(huì)受到多種因素的影響，對于操作者也是一種考驗(yàn)，但是當(dāng)其操作失誤或是沒有信號時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，重新測量不能敷衍了事，同時(shí)在使用時(shí)也要好一系列的準(zhǔn)備工作，像電池安裝等。

3.1 工程斷面測量

（1）隧道斷面的測量。首先將無反射棱鏡全站儀，安裝在隧道內(nèi)的鋼軌上，利用無反射棱鏡全站儀結(jié)構(gòu)中的找平系統(tǒng)進(jìn)行安裝矯正；然后利用激光對準(zhǔn)控制點(diǎn)，同時(shí)將望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)一周，即可得到圖跟點(diǎn)的數(shù)據(jù)參數(shù)；最后在利用計(jì)算機(jī)，根據(jù)點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，最后得出測距結(jié)果。（2）斷面測量。不同的工程，存在風(fēng)險(xiǎn)的大小也不同，而對于道路工程的測量，多處于危險(xiǎn)的懸崖峭壁中時(shí)，無反射棱鏡全站儀就會(huì)發(fā)揮最大的利用功能和價(jià)值，首先將無反射棱鏡全站儀，安置于附近沒有阻擋物的位置，使其棱鏡對中桿，對應(yīng)在線路里程位置上，對此精確的安置無反射棱鏡全站儀；然后將其瞄準(zhǔn)控制點(diǎn)，測出距離和水平高度，最后借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪圖，從而得出測距結(jié)果。

3.2 建筑變形觀測

首先在建筑物的周圍，合理的選擇控制點(diǎn)，建立一定的坐標(biāo)系；在無反射棱鏡全站儀中記錄坐標(biāo)位置；其中將控制點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，將控制點(diǎn)、定向點(diǎn)的連接作為坐標(biāo)軸；將兩點(diǎn)之間的距離，當(dāng)做定向點(diǎn)的坐標(biāo)。同時(shí)利用無反射棱鏡全站儀，對于建筑物的四個(gè)角進(jìn)行觀測，然后建立三維坐標(biāo)。最后觀察坐標(biāo)的平行和垂直，定義墻面平行的為x軸，垂直得為y軸，將觀測點(diǎn)的坐標(biāo)，和墻面的坐標(biāo)按照如下的公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即β=arctan（v2-v1）/（x2-x1）。從而直接得出建筑物的傾斜程度。

3.3 公路橋梁檢測

公路橋梁每完成一個(gè)工序后，都要進(jìn)行驗(yàn)收的工作，從而更好的保證其質(zhì)量。首先將無反射棱鏡全站儀對準(zhǔn)控制點(diǎn)的中心位置，進(jìn)行找平，同時(shí)將棱鏡安裝后，測出控制點(diǎn)的x、y軸的坐標(biāo)位置、水平高程；與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比較，從而更好的得知工程結(jié)構(gòu)實(shí)體的高程、水平位置；對于墩臺(tái)的測距，可以借助水平面內(nèi)3點(diǎn)可確定圓的原理進(jìn)行測量。首先將利用無反射棱鏡模式全站儀，安裝并找平后，將激光對準(zhǔn)墩臺(tái)頂面平面上的任意三點(diǎn)位置，得出三點(diǎn)的平面坐標(biāo)，根據(jù)指定的公式，從而得出圓的中心坐標(biāo)。

3.4 地形測量和地籍測量

在野外地形測量中，可以使用全站儀的免棱鏡功能直接測量高差大的陸坎及懸崖。也可以在通視條件好，地形點(diǎn)較明顯的區(qū)域，用于碎部點(diǎn)測量，比如在高海拔地區(qū)，植被稀少，通視好，這種地形完全可以用如徠卡全自動(dòng)MS50進(jìn)行。在地籍測量中，可以使用無反射棱鏡全站儀的對邊測量和懸高測量功能，進(jìn)行不通視界址點(diǎn)的測量，既可以增加作業(yè)效率又可以減少測量工作中的危險(xiǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對于無反射棱鏡全站儀在工程測量中應(yīng)用分析，了解到其全站儀的測量精度是非常高的，但是前提是司鏡者的專業(yè)水平滿足工作測量的標(biāo)準(zhǔn)和需求。而除此之外，操作者也要出清楚的知道無反射棱鏡全站儀的應(yīng)用注意事項(xiàng)，像入射角的控制、反射信號的控制、不同顏色的漫反射、激光點(diǎn)位置、尺寸、角度等因素的控制，以及帶色光源的影響控制等；只有這樣才能更好的保證工程測量結(jié)果準(zhǔn)確性和精度，從而更好的達(dá)到工程測量的目的。

參考文獻(xiàn)：

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