無反射棱鏡全站儀在工程測量中應用探究

游成玉

【摘 要】隨著我國工程建設行業不斷的發展，對于工程質量的重視程度不斷增加，同時工程測量作為工程建設規劃、建設施工、經營管理中的基礎環節，對于工程的質量起著關鍵性的作用；隨著我國科學技術不斷的進步，無反射棱鏡全站儀，憑借著準確的測高、以及建筑物凈高的測量優勢，被廣泛的應用工程測量工作中；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用，結合其應用和工作原理進行分析，并提出相關的見解，希望對于工程檢測技術的發展，有著積極促進的作用。

【關鍵詞】無反射棱鏡全站儀 工程測量 應用探究

無反射棱鏡全站儀，是傳統全站儀的優化和改善，較比以往的全站儀，具有免棱鏡、高效、測程遠等優勢，但同時也存在一定的缺陷，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大的發展和完善空間。同時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、禁止對準人的眼睛等注意事項，從而使無反射棱鏡全站儀，在工程測量中發揮更大的功能和價值利益。

1 無反射棱鏡全站儀的特征

1.1 優勢

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、應用領域廣以及測程遠的優勢；其中高效率，主要體現在其測距速度，可以達到1s，是傳統全站儀所達不到的，從而有效的提高工作的效果。其中應用范圍廣，主要體現其對于被測點三維坐標的獲取，是不需要人為的進行接觸被測點的，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、建筑內空間，以及航空攝影測量的控制點，同時也可以使用在不適合放反射片的地方進行測距。其中測程遠，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

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

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；脈沖法在應用時，測程相對較遠，而脈沖相位比較式，在應用時則充分的融合了兩者的優勢。（2）其工作的原理，是根據光在物體表面漫反射的原理進行工作，根據d=ct/2的原理進行工作，其中d表示無反射棱鏡全站儀，到控制點的距離；c表示光的傳播速度；t表示光在d距離內的往返時間。（3）其主要的結構，是由用于反射棱鏡測量，可發射波長為780nm的紅外激光發射管，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射管，少110nm。并且兩者之間是可以通過人為控制進行轉換的。

3 無反射棱鏡全站儀的應用

在利用無反射棱鏡全站儀，進行工程測量時，會受到多種因素的影響，對于操作者也是一種考驗，但是當其操作失誤或是沒有信號時，應當及時的進行調整，重新測量不能敷衍了事，同時在使用時也要好一系列的準備工作，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，安裝在隧道內的鋼軌上，利用無反射棱鏡全站儀結構中的找平系統進行安裝矯正；然后利用激光對準控制點，同時將望遠鏡旋轉一周，即可得到圖跟點的數據參數；最后在利用計算機，根據點位數據進行繪圖，最后得出測距結果。（2）斷面測量。不同的工程，存在風險的大小也不同，而對于道路工程的測量，多處于危險的懸崖峭壁中時，無反射棱鏡全站儀就會發揮最大的利用功能和價值，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；然后將其瞄準控制點，測出距離和水平高度，最后借助計算機進行繪圖，從而得出測距結果。

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，建立一定的坐標系；在無反射棱鏡全站儀中記錄坐標位置；其中將控制點作為坐標系的原點，將控制點、定向點的連接作為坐標軸；將兩點之間的距離，當做定向點的坐標。同時利用無反射棱鏡全站儀，對于建筑物的四個角進行觀測，然后建立三維坐標。最后觀察坐標的平行和垂直，定義墻面平行的為x軸，垂直得為y軸，將觀測點的坐標，和墻面的坐標按照如下的公式進行轉換，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工序后，都要進行驗收的工作，從而更好的保證其質量。首先將無反射棱鏡全站儀對準控制點的中心位置，進行找平，同時將棱鏡安裝后，測出控制點的x、y軸的坐標位置、水平高程；與設計圖紙進行比較，從而更好的得知工程結構實體的高程、水平位置；對于墩臺的測距，可以借助水平面內3點可確定圓的原理進行測量。首先將利用無反射棱鏡模式全站儀，安裝并找平后，將激光對準墩臺頂面平面上的任意三點位置，得出三點的平面坐標，根據指定的公式，從而得出圓的中心坐標。

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，地形點較明顯的區域，用于碎部點測量，比如在高海拔地區，植被稀少，通視好，這種地形完全可以用如徠卡全自動MS50進行。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，進行不通視界址點的測量，既可以增加作業效率又可以減少測量工作中的危險。

4 結語

綜上所述，通過對于無反射棱鏡全站儀在工程測量中應用分析，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水平滿足工作測量的標準和需求。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用注意事項，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果準確性和精度，從而更好的達到工程測量的目的。

參考文獻：

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[2] 曾凡清.淺談無反射棱鏡全站儀的應用[J].科技致富向導，2012（15）：163.