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摘要：介绍了免棱镜全站仪的工作原理及优缺点，对Leica TS06全站仪在无反射棱镜条件下的测距性能进行了测试，得出了测距边长、测量目标的属性对免棱镜测距的影响关系，介绍了免棱镜全站仪在工程项目测量中的应用实例。
关键词：免棱镜全站仪;性能测试;工程测量
1引言
免棱镜测距，又叫无合作测距，指的是全站仪发射的光束经过物体表面的反射后直接测出距离，实现了“所测即所得”。使得工程项目测量更为方便、快捷。近些年来，随着科学技术的日益发展，和一些大型工程的出现，全站仪的免棱镜测距技术在工程作业中所发挥的优越性也越来越受到人们的关注。对于工程项目中一些人员无法到达的地方以及危险点的测绘，免棱镜测距有着广泛的应用。本文就Leica TS06全站仪在工程项目建设中的应用情况探讨免棱镜测距技术的实际应用。
2免棱镜全站仪原理及优缺点
2.1测距原理
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。
2.2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。
2.3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。
3Leica TS06在工程测量中的应用试验
在实际的测量操作中，我们会遇到各种各样的反射材质，这些材质的属性比如粗糙程度、密度等对于免棱镜测距是否会产生不同影响？以及在不同的观测距离下又会怎么样？为了测试该仪器的稳定性，我们做了一些测试。为了测试被测物体属性对免棱镜测距稳定性的影响，我们选择了一些日常工程测量中常见的反射材质，比如在桥隧道测量以及矿山测量中主要的测量对象是沙土质的地表，在建筑工程测量以及城市测量中主要的测量对象是红砖面和磁砖面等。同时为测定距离对测距精度的影响，在实验中加入了不同的测距距离，实验中分别设置了50米、100米、150米、200米四个距离来做实验。利用Leica TS06在免棱鏡模式下，对测试材质在指定距离进行30余次重复观测，并按照公式：计算其一次测距中误差。测量结果见表1所示。
测量平差中，一次测距中误差是测量数据的内符合精度，是衡量在同一距离上的多次观测值之间的符合程度。测距中误差可以很好地反映仪器的精度和稳定性。数据越小，说明实验数据具有更好的稳定性。从表1可以看出，不管是何种材质的反射对象，测距中误差都会随着免棱镜测量距离的增加而随着增大，说明无棱镜测距的精度及其稳定性随着距离的增加而降低;在相同观测条件下，物体表面的粗糙程度造成的漫反射对测量数据的离散程度的也是有影响的，材质的表面越光滑中误差越小，对精度的影响越小。
4免棱镜全站仪在工程测量中的应用实例
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。
4.1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。
4.2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。
5结束语
免棱镜全站仪的在工程应用中，确实大大提高了工作效率，具有广阔的应用前景。相比使用常规测量工具，使用无棱镜全站仪测得更快、测得更准，技术上有着多方面的优越性能和先进性。
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
[1]杨德麟.红外测距仪原理及检测[J].测绘出版社，1995.
[2]任庆慧.无反射棱镜全站仪及其在工程测量中的应用[J].铁道勘察，2005.
[3]曹阳.浅谈无棱镜全站仪在地形图测绘中的应用[J].辽宁测绘，2010.
关键词：免棱镜全站仪;性能测试;工程测量
1引言
免棱镜测距，又叫无合作测距，指的是全站仪发射的光束经过物体表面的反射后直接测出距离，实现了“所测即所得”。使得工程项目测量更为方便、快捷。近些年来，随着科学技术的日益发展，和一些大型工程的出现，全站仪的免棱镜测距技术在工程作业中所发挥的优越性也越来越受到人们的关注。对于工程项目中一些人员无法到达的地方以及危险点的测绘，免棱镜测距有着广泛的应用。本文就Leica TS06全站仪在工程项目建设中的应用情况探讨免棱镜测距技术的实际应用。
2免棱镜全站仪原理及优缺点
2.1测距原理
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。
2.2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。
2.3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。
3Leica TS06在工程测量中的应用试验
在实际的测量操作中，我们会遇到各种各样的反射材质，这些材质的属性比如粗糙程度、密度等对于免棱镜测距是否会产生不同影响？以及在不同的观测距离下又会怎么样？为了测试该仪器的稳定性，我们做了一些测试。为了测试被测物体属性对免棱镜测距稳定性的影响，我们选择了一些日常工程测量中常见的反射材质，比如在桥隧道测量以及矿山测量中主要的测量对象是沙土质的地表，在建筑工程测量以及城市测量中主要的测量对象是红砖面和磁砖面等。同时为测定距离对测距精度的影响，在实验中加入了不同的测距距离，实验中分别设置了50米、100米、150米、200米四个距离来做实验。利用Leica TS06在免棱鏡模式下，对测试材质在指定距离进行30余次重复观测，并按照公式：计算其一次测距中误差。测量结果见表1所示。
测量平差中，一次测距中误差是测量数据的内符合精度，是衡量在同一距离上的多次观测值之间的符合程度。测距中误差可以很好地反映仪器的精度和稳定性。数据越小，说明实验数据具有更好的稳定性。从表1可以看出，不管是何种材质的反射对象，测距中误差都会随着免棱镜测量距离的增加而随着增大，说明无棱镜测距的精度及其稳定性随着距离的增加而降低;在相同观测条件下，物体表面的粗糙程度造成的漫反射对测量数据的离散程度的也是有影响的，材质的表面越光滑中误差越小，对精度的影响越小。
4免棱镜全站仪在工程测量中的应用实例
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。
4.1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。
4.2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。
5结束语
免棱镜全站仪的在工程应用中，确实大大提高了工作效率，具有广阔的应用前景。相比使用常规测量工具，使用无棱镜全站仪测得更快、测得更准，技术上有着多方面的优越性能和先进性。
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
[1]杨德麟.红外测距仪原理及检测[J].测绘出版社，1995.
[2]任庆慧.无反射棱镜全站仪及其在工程测量中的应用[J].铁道勘察，2005.
[3]曹阳.浅谈无棱镜全站仪在地形图测绘中的应用[J].辽宁测绘，2010.