免棱镜全站仪在工程测量中的应用操作要点

王振宇

摘 要：免楞镜全站仪在工程中的适用范围较广，如隧道施工、市政道路桥梁施工、建筑工程施工等一些需要明确施工距离的测绘工程都会用到。本文通过内容论述对免楞镜全站仪的工作原理与使用优缺点进行了列举，并对测距边长、测量目标等因素的存在，可能会对测距工作的正常开展带来的影响进行了分析，在文章论述的过程中结合免棱镜全站仪在建筑工程中实际应用，仅供相关工作人员的参考与借鉴，如有不规范处，希望得到同行的指出与纠正。

关键词：免楞镜全站儀；工程测量；操作要点；应用

免楞镜全站仪测绘还有一个名称是无合作测距仪，这个工具使用工作原理是发射出的光束经过物体表面的反射以后可以将实际距离测量出来，精准性较强，可以直接作为参考数据进行使用，将工程项目距离测量上的工作难度进行了有效降低，让项目测量上的资金使用投入得到了大量的缩减，不仅节约了人力与物力，也让工作的执行变得更加方便快捷。

1 免棱镜全站仪原理及优缺点

1.1 测量距离分析

Leica TS06 是徕卡 TS 系列全站仪中的一款专业型全站仪，该全站仪采用相位法测量原理，仪器使用连续信号，以不同的频率来调制基本信号，测出发射和接收信号之间的相位差，从而求得被测距离。Leica TS06 全站仪内置的 EDM 测距仪经望远镜物镜，可发射一束可见的 3R 级红激光（3R 级激光无意照射到眼睛上不会有导致严重后果的情况，对人的伤害是有限的）。Leica TS06 全站仪免棱镜模式在清晨、黄昏等测量条件好的条件下标称测程为 400m，其 0m-500m 的标准测量中标准偏差为 2mm+2ppm，能够满足一般工程测量任务的精度要求。

1.2 免棱镜全站仪的优点

免棱镜全站仪具有自动化程度高、方便快捷的优点。对于视野开阔、视线内无遮挡、反射物体完全暴露的地方，如天然石头、建筑物墙面、空旷的大地、公路面等仪器视线能看到的地形、地物点，免棱镜全站仪直接瞄准被测物体即可轻松地获取被测目标的三维坐标，实现了单人测量模式； 在免棱镜测距中由于无需作业人员到达被测点立杆，大大降低了野外作业人员的工作强度，节省了工作时间，提高了工作效率； 工程项目前期地形测量中往往会遇到悬崖、溪谷、公路、有危险的地物特征点，立杆人员不必到达的目标点立杆，免棱镜全站仪也能轻松测出，大大降低了危险性。 工程项目施工中免棱镜全站仪在对多层建筑物的形体以及变形沉降问题观测中带来了方便。

1.3免棱镜测距的缺点

在实际测量作业中，不难发现免棱镜测距也是有缺点的。 免棱镜测距只能测量固定目标，并不适用于视野不开阔和植被茂密地区；由于免棱镜测量原理所致测量次数频繁，特别费电，观测时要多准备几块充满电的电池，必要时应配置外挂电源。

2 Leica TS06（免楞镜全站仪）在工程测量中的应用及要点控制

在对这种测量仪器进行实际操作时，可选的反射材质各种各样，这些材质由于物力属性与密度上的不同，可能会对免楞镜的测距精确性的产生影响，不同的观测距离下又会出现怎样的情况，为了将这种测绘仪器的使用稳定性进行检验，我们做了以下测试：

首先选择了一些常用的测量反射材质，对被测物体的属性可能对免楞镜测距稳定性的影响进行实验测量，在建筑工程中主要的测量对象是红砖面以及磁砖面，在实验开展过程中设置了不同的测绘距离，目的是测量检测距离对测距精度上的影响，在实验过程中分别设置了50m、100m、150m、200m四个测量距离进行实验，利用测绘全站仪在固定不变的距离内进行了30次左右的重复试验，并结合测量公式：

对测量中产生的误差进行计算，计算得到的结果如表1所示：

在对平差进行测量时，一次测距中误差在测量数据中属于数据的内符合精度，是衡量同一距离多次观测值的符合程度，这些误差的存在可以对仪器的精度与稳定性进行良好精确的反应，得到的数据数值越小，证明实验测量的数据在稳定性上的越精确，通过对表1中数据显示，可以得到的结论是不管使用什么材质的反射对象，测距上的误差会随着测距的精度以及稳定性会的增加而出现降低的趋势，在观测条件相同的情况下，观测对象物体的表面粗糙程度对测量到的数据离散程度会产生直接影响，物体表面的光滑程度越大，测量数据产生的误差也就越小，对精度产生的影响也会越小。

表 1 不同材质及距离的测量结果

3免棱镜全站仪在工程测量中的应用实例解析

市某楼盘项目是钦州市较大的楼盘建设项目之一，项目区位于一条已施工的城市规划道路边上，地形主要是由山坡以及旱地构成。

3.1 工程规划阶段地形图测量

规划阶段测量任务是为工程设计用图需要而测制大比例尺地形图。在该测区中一些比较开阔的地方可以直接利用RTK 进行碎部采集，但在一些视野不开阔和树林茂密地区则需要用全站仪采用有棱镜方式来进行测量。 在测区内由于规划道路的开挖动工，随着泥土的剥离，项目区与规划道路相接的地方已形成了一些陡峭的不规则的陡坡。作业人员很难到达，要想测出坡顶线以及对坡中不规则特征点采集存在很大的危险性。如果采用从坡顶到坡底的斜坡符号表示却很难反映出现实的地貌。实际作业中，我们可以使用 Leica TS06 在陡坡对面视野开阔的位置摆站，利用免棱镜模式对陡坡的坡顶及坡中的地形进行一一详细测量，直接测出地形变化点的三维坐标。从而绘制出该项目区的现势性地形图，为工程规划、工程土方量测算等提供重要保障。

3.2 工程竣工阶段竣工测量

随着社会经济的快速发展，现代的建筑物的外观和结构也越来越复杂，对于建筑物的部份位置测绘作业人员很难到达，尺寸无法量出，无法完整地测量出房屋的平面位置。我们运用无棱镜全站仪测量，对测区内所有建筑物包括楼角、拐点、阳台等能实测到的特征点全部直接测出三维坐标。免棱镜全站仪使得竣工测量外业作业变得轻松、快捷。

4结束语

这种测距仪器的使用，将工程测量上的工作效率进行了提升，在实际应用中获得了广泛好评，在应用的前景上也较为广阔，与常规的测量工具相比测量的速度更快、精度更强、操作也更为简单。免棱镜测量技术虽然有多方面的优越性，但是并非是万能的。针对千变万化的测量工程，测绘专业人员在应用这一技术的同时，只有采取必要措施、扬长避短，按规范要求进行施测，才能获得更高更优的观测成果和创造出更高的经济效益。

参考文献：

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[4]吕红涛，王小萍，方广杰.免棱镜全站仪在高海拔山区测图的优越性[J]. 城市勘测. 2013（06）endprint