AutoCAD免棱鏡全站儀技術在工程測量中的應用分析

李佩佩

摘 要：在新建隧道施工中，傳統的測量方式已經日漸無法滿足當前復雜的測量需求。Auto CAD軟件作為工程領域重要的軟件工具，通過與免棱鏡全站儀相結合，能有效減少測量時間，提升測量效率。為探討該技術在工程測量當中的應用方法和應用效果，文章及首先針對免棱鏡全站儀的技術現狀、測量優勢進行分析。并就工程測量中CAD軟件的典型應用方法進行探討，以期為隧道施工中的測量工序，提供借鑒、參考。并推動免棱鏡全站儀+Auto CAD技術在工程測量中的進一步應用。

關鍵詞：免棱鏡技術；AutoCAD；工程測量

中圖分類號：TU198.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-0045-02

CAD軟件在各個工程領域都能起到有效的輔助作用[1]。通過強大的計算、分析能力，使工程方案得到最大優化。同時可借助大量內存和強大檢索能力，對圖形、數字進行綜合處理。并根據設計建立圖形模型，還可以按照設計人員要求進行修改。免棱鏡全站儀在隧道測量控制當中具有廣泛應用，結合CAD軟件后，其測量效率更是得到顯著提高。下文即對兩者的具體應用方法和優勢進行分析。

1 免棱鏡技術的應用

1.1 免棱鏡全站儀的技術現狀

在免棱鏡的發展過程中，全站儀技術的誕生具有重要意義。所謂的免棱鏡全站儀是相對于普通全站儀而言的概念劃定。這種全站儀不需要采取反射工具（如反射片、反射棱鏡等）即可進行測距。又被成為無棱鏡、無目標全站儀[2]。

截止到目前，免棱鏡全站儀可對一公里以內的距離進行測量，其中3002LN全站儀（在2005年由日本拓普康公司生產）通過脈沖激光來實現測距，最大視距可達1.1 km。而型號為NTS312B的南方測繪全站儀（南京軍燦儀器設備有限公司生產）其結構更加靈活小巧，采用小型測距頭并以激光對點測量，雖然視距僅在250 m以內，但測量精度更高（可達2+2PPM），環境適應性更好。雖然全站儀成本較貴，價格高昂。但在工程測距領域應用全站儀能有效節省工程成本。同時，在技術不斷進步的當下，不僅相關的控制軟件不斷開發，配套的硬件設備也在逐步完善。全站儀價格的平民化不再遙遠，其在測量工程中的普及也指日可期。

1.2 免棱鏡全站儀的測量優勢

在測量工程中，變形建筑、陡壁、懸崖以及斷面等特殊位置，常規方法難以測量。采用免棱鏡全站儀，則能有效保證施工人員安全，提升測量效率并減少工作時間[3]。

其中尤以地下測量的優勢更為明顯。現將該設備的測量優勢總結如下。

1.2.1 準確率高

其測量精度可采用毫米進行計算，并且能依照工程要求進行調節。相比以往測量方法而言，還具有定位準確度高的優勢。

1.2.2 節約時間

尤其是對斷面測量來說，其測量速度極快，一般可在數分鐘之內完成。而在位移量、掘進放樣等的測量中，也能極大的節約工程時間。

1.2.3 靈活性好

免棱鏡全站儀的設站位置可以選在后方交匯處，能靈活的進行測量。在一些測量現場條件較為局限或者與其他測量工序相沖突的位置，能充分體現其靈活性。選在最適宜位置定點，不僅能降低測量工序對其他工序所產生的影響，同時也確保在其他測量工序的影響下，本次測量所獲得的精準度。過去測量往往由多人進行，采用免棱鏡全站儀后，最少可僅由2人進行操作。

1.2.4 與其他作業無沖突

過去測量通常需要在輪廓線開挖出碴以后進行，每每使開挖工序中摻雜大量的測量工序。不僅占用工程時間，同時還導致作業沖突。而免棱鏡全站儀可簡化測量程序，縮短測量時間。若測量現場具有較好的通風環境的話，則可以直接安置儀器于現場邊墻。如此一來，對掃描斷面和放樣輪廓線的測量則可與裝碴同步進行。從而避免測量工序與后續工程環節產生時間或場地上的沖突[4]。

1.2.5 環境適應性好

在過去，對曲墻斷面以及曲線隧道、不規則工作面等處進行測量一直是困擾測量工作的難題。致使施工隊難以對上述環境進行準確測量。然而引入免棱鏡全站儀以后，測量方式由原來的直觀點位轉化為極坐標方式，通過解析預設點位的坐標值，可將所有不利地形的測量予以簡化，使上述問題都不再成為困擾。

2 Auto CAD的應用方法

目前CAD軟件已經深入到各個工程領域，得到了廣泛的應用[5]。就測量工程而言，CAD軟件能在原有測量方法的基礎上，進一步減少測量時間，提升測量速度。尤其是加密控制點操作，如果采取人工計算的方法，需要極為復雜的步驟和大量的計算。而在CAD當中這些數學難題都將得到簡化。以下即對工程測距中CAD的典型應用進行分析。

2.1 角交會測量

角交匯測量示意，如圖1所示，若測量工程當中，A、B兩點已知。且兩點位置所在角度都能得到直觀測量，而待求點為P。則可首先做直線AB與A、B兩點相連，分別以A、B兩點為圓心，旋轉AB直線，此時兩段直線的交點位置即與P點重合，以CAD的ID命令即可對該點坐標進行求取。在實際測量中，若所繪制出的圖形能進行檢校，那么就可以對其進行坐標差計算。若圖形符合近似平差條件，則需標記后行平均計算。

2.2 距離交匯測量

若測量工程情況，如圖2所示，其中已知位置為A點和B點。并且通過常規測量方法，已經能確定Sa和Sb長度。在這些條件的基礎上，首先應將A、B兩點位置在CAD中進行坐標定位。將A點與B點用線段連接，而后先以A作為圓心，旋轉Sa線，再以B為圓心，旋轉Sb。兩線段的端點軌跡分別成圓，兩圓之間的交點各以P和P表示。通過與現場測量環境進行對照，將其中無用的點P去除，留下者為實際所需的P點坐標值。該測量手段與前述方法一道被應用在測量工程當中，可通過相互結合滿足不同的測量條件和測量需要。

2.3 管理作業資料

CAD軟件不僅能應用在技術測量領域，同時還能有效管理外界作業資料。其資料管理途徑，主要是依靠強大的計算能力和網略圖控制點來實現的。而其強大的繪圖能力能使開挖過程中各類諸如縱斷面、橫斷面等位置得到清晰的展現與準確的計算。同時還能進行分類圖紙和整理數據。

隨著近年來不斷的升級，CAD軟件的智能化程度也日益提升，在測量領域表現出極高的測量精度和計算能力。可以說，CAD已經涵蓋了當前測量工程中所能面對的各類情況，能充分滿足各種測量需求。

3 免棱鏡全站儀聯合Auto CAD軟件測量的運用 優勢

計算業內資料在整個測量工程中，占有極大比重。測量工程的效率、完成期限以及精準度等，全部依托業內資料計算的效率和準確性。而再繼續深究的話，提升業內資料計算準確度的最為有效的方式，就在于測量工具和計算方法這兩個核心環節。以CAD軟件作為計算業內資料的方法，并以免棱鏡全站儀作為工程測量的設備工具。從而在技術上占優，可對斷面、曲面以及不規則面進行精確測量。采用極坐標解析法，最大限度上簡化工程測距。免棱鏡全站儀的定位功能準確，自動化程度較高。能實現目標跟蹤、識別、瞄準以及測距。

該設備通常被應用在控制測量領域，而鮮少應用到施工測量當中。而通過與CAD軟件的結合，能簡化和優化隧道挖掘施工的測量方法，實現放樣、測量的自動化和效率化。使工程建設時間減少，投資成本降低。

4 結 語

免棱鏡全站儀具有定位精準度、測量準確率高，測量時間少，環境適應性好并且與其他工序無沖突等測量優勢。Auto CAD軟件可利用角交匯及距離交匯測量等方法，利用解析極坐標來簡化測量步驟，解決工程上一些測量難題。兩者聯合應用，能使隧道挖掘中的測量效率得到極大提升，降低計算量和勞動量。

參考文獻：

[1] 陳超，胡友健，萬凱，等.免棱鏡全站儀和AutoCAD在橋墩圍堰定位中的 應用[J].地理空間信息，2013，（2）.

[2] 王鳳艷，黃潤秋，陳劍平，等.基于免棱鏡全站儀的巖體邊坡控制測量及 結構面產狀檢驗測量[J].吉林大學學報：工學版，2013，（6）.

[3] 程鋼，賈寶，冉艷艷，等.管道工程數字測繪關鍵技術研究與應用[J].測繪 工程，2014，（8）.

[4] 陶紹武.AutoCAD軟件輔助全站儀在施工測量中的應用[J].農業科技 與信息，2013，（18）.

[5] 朱利.全站儀和AutoCAD在園林工程測量中的應用[J].現代園藝，2014，

（5）.