免棱鏡全站儀在工程測量中的應用操作要點

王振宇

摘 要：免楞鏡全站儀在工程中的適用范圍較廣，如隧道施工、市政道路橋梁施工、建筑工程施工等一些需要明確施工距離的測繪工程都會用到。本文通過內容論述對免楞鏡全站儀的工作原理與使用優缺點進行了列舉，并對測距邊長、測量目標等因素的存在，可能會對測距工作的正常開展帶來的影響進行了分析，在文章論述的過程中結合免棱鏡全站儀在建筑工程中實際應用，僅供相關工作人員的參考與借鑒，如有不規范處，希望得到同行的指出與糾正。

關鍵詞：免楞鏡全站儀；工程測量；操作要點；應用

免楞鏡全站儀測繪還有一個名稱是無合作測距儀，這個工具使用工作原理是發射出的光束經過物體表面的反射以后可以將實際距離測量出來，精準性較強，可以直接作為參考數據進行使用，將工程項目距離測量上的工作難度進行了有效降低，讓項目測量上的資金使用投入得到了大量的縮減，不僅節約了人力與物力，也讓工作的執行變得更加方便快捷。

1 免棱鏡全站儀原理及優缺點

1.1 測量距離分析

Leica TS06 是徠卡 TS 系列全站儀中的一款專業型全站儀，該全站儀采用相位法測量原理，儀器使用連續信號，以不同的頻率來調制基本信號，測出發射和接收信號之間的相位差，從而求得被測距離。Leica TS06 全站儀內置的 EDM 測距儀經望遠鏡物鏡，可發射一束可見的 3R 級紅激光（3R 級激光無意照射到眼睛上不會有導致嚴重后果的情況，對人的傷害是有限的）。Leica TS06 全站儀免棱鏡模式在清晨、黃昏等測量條件好的條件下標稱測程為 400m，其 0m-500m 的標準測量中標準偏差為 2mm+2ppm，能夠滿足一般工程測量任務的精度要求。

1.2 免棱鏡全站儀的優點

免棱鏡全站儀具有自動化程度高、方便快捷的優點。對于視野開闊、視線內無遮擋、反射物體完全暴露的地方，如天然石頭、建筑物墻面、空曠的大地、公路面等儀器視線能看到的地形、地物點，免棱鏡全站儀直接瞄準被測物體即可輕松地獲取被測目標的三維坐標，實現了單人測量模式； 在免棱鏡測距中由于無需作業人員到達被測點立桿，大大降低了野外作業人員的工作強度，節省了工作時間，提高了工作效率； 工程項目前期地形測量中往往會遇到懸崖、溪谷、公路、有危險的地物特征點，立桿人員不必到達的目標點立桿，免棱鏡全站儀也能輕松測出，大大降低了危險性。 工程項目施工中免棱鏡全站儀在對多層建筑物的形體以及變形沉降問題觀測中帶來了方便。

1.3免棱鏡測距的缺點

在實際測量作業中，不難發現免棱鏡測距也是有缺點的。 免棱鏡測距只能測量固定目標，并不適用于視野不開闊和植被茂密地區；由于免棱鏡測量原理所致測量次數頻繁，特別費電，觀測時要多準備幾塊充滿電的電池，必要時應配置外掛電源。

2 Leica TS06（免楞鏡全站儀）在工程測量中的應用及要點控制

在對這種測量儀器進行實際操作時，可選的反射材質各種各樣，這些材質由于物力屬性與密度上的不同，可能會對免楞鏡的測距精確性的產生影響，不同的觀測距離下又會出現怎樣的情況，為了將這種測繪儀器的使用穩定性進行檢驗，我們做了以下測試：

首先選擇了一些常用的測量反射材質，對被測物體的屬性可能對免楞鏡測距穩定性的影響進行實驗測量，在建筑工程中主要的測量對象是紅磚面以及磁磚面，在實驗開展過程中設置了不同的測繪距離，目的是測量檢測距離對測距精度上的影響，在實驗過程中分別設置了50m、100m、150m、200m四個測量距離進行實驗，利用測繪全站儀在固定不變的距離內進行了30次左右的重復試驗，并結合測量公式：

對測量中產生的誤差進行計算，計算得到的結果如表1所示：

在對平差進行測量時，一次測距中誤差在測量數據中屬于數據的內符合精度，是衡量同一距離多次觀測值的符合程度，這些誤差的存在可以對儀器的精度與穩定性進行良好精確的反應，得到的數據數值越小，證明實驗測量的數據在穩定性上的越精確，通過對表1中數據顯示，可以得到的結論是不管使用什么材質的反射對象，測距上的誤差會隨著測距的精度以及穩定性會的增加而出現降低的趨勢，在觀測條件相同的情況下，觀測對象物體的表面粗糙程度對測量到的數據離散程度會產生直接影響，物體表面的光滑程度越大，測量數據產生的誤差也就越小，對精度產生的影響也會越小。

表 1 不同材質及距離的測量結果

3免棱鏡全站儀在工程測量中的應用實例解析

市某樓盤項目是欽州市較大的樓盤建設項目之一，項目區位于一條已施工的城市規劃道路邊上，地形主要是由山坡以及旱地構成。

3.1 工程規劃階段地形圖測量

規劃階段測量任務是為工程設計用圖需要而測制大比例尺地形圖。在該測區中一些比較開闊的地方可以直接利用RTK 進行碎部采集，但在一些視野不開闊和樹林茂密地區則需要用全站儀采用有棱鏡方式來進行測量。 在測區內由于規劃道路的開挖動工，隨著泥土的剝離，項目區與規劃道路相接的地方已形成了一些陡峭的不規則的陡坡。作業人員很難到達，要想測出坡頂線以及對坡中不規則特征點采集存在很大的危險性。如果采用從坡頂到坡底的斜坡符號表示卻很難反映出現實的地貌。實際作業中，我們可以使用 Leica TS06 在陡坡對面視野開闊的位置擺站，利用免棱鏡模式對陡坡的坡頂及坡中的地形進行一一詳細測量，直接測出地形變化點的三維坐標。從而繪制出該項目區的現勢性地形圖，為工程規劃、工程土方量測算等提供重要保障。

3.2 工程竣工階段竣工測量

隨著社會經濟的快速發展，現代的建筑物的外觀和結構也越來越復雜，對于建筑物的部份位置測繪作業人員很難到達，尺寸無法量出，無法完整地測量出房屋的平面位置。我們運用無棱鏡全站儀測量，對測區內所有建筑物包括樓角、拐點、陽臺等能實測到的特征點全部直接測出三維坐標。免棱鏡全站儀使得竣工測量外業作業變得輕松、快捷。

4結束語

這種測距儀器的使用，將工程測量上的工作效率進行了提升，在實際應用中獲得了廣泛好評，在應用的前景上也較為廣闊，與常規的測量工具相比測量的速度更快、精度更強、操作也更為簡單。免棱鏡測量技術雖然有多方面的優越性，但是并非是萬能的。針對千變萬化的測量工程，測繪專業人員在應用這一技術的同時，只有采取必要措施、揚長避短，按規范要求進行施測，才能獲得更高更優的觀測成果和創造出更高的經濟效益。

參考文獻：

[1]高應龍.免棱鏡全站儀基于三架法在防空洞測量中的應用[J]. 陜西煤炭. 2017（03）

[2]康宏民.免棱鏡全站儀在礦山建設中的應用[J]. 煤礦現代化. 2017（04）

[3]孫蘇里，王寶蒂.免棱鏡全站儀在地形測量中的應用及探討[J]. 黑龍江科技信息. 2014（23）

[4]呂紅濤，王小萍，方廣杰.免棱鏡全站儀在高海拔山區測圖的優越性[J]. 城市勘測. 2013（06）endprint