新型測量儀器在工程測量中的應用分析

姚紫峰

（哈爾濱松江銅業（集團）有限公司，黑龍江 哈爾濱 150046）

近年來我國的基礎設施建設的速度和規模都在不斷地擴大，每年都有大量的工程投入到建設當中。在工程建設當中，工程測量工作占有十分重要的地位，對于工程后續工作的開展具有不可替代的作用。工程測量對于精度的要求較高，測量精度之間決定著工程的質量。因此在進行工程測量的過程當中應該積極的引進和采用先進的測量儀器，從而保證測量數據的精度，為工程建設的順利開展打下堅實的基礎。

所謂工程測量主要就是利用專業的儀器和設備對各種相應的位置以及其它的一些參數進行測量。從這句話可以看出工程測量儀器對于工程測量具有十分重要的影響，直接影響到測量的結果的精度以及測量的效率。隨著科學技術的不斷的進步，工程測量的儀器和設備也在不斷的更新換代，很多新型測量儀器在工程測量中投入使用，在很大程度上改變了傳統的工程測量的方式，使得工程測量逐漸朝著智能化和數字化的方向發展，極大的降低了工程測量的勞動強度，減少了測量的繁瑣的步驟，提高了測量的效率，保證了測量結果的精度。

1 超站儀

隨著全球衛星定位系統的誕生以及向民用領域的轉型，結合全站儀的相關的技術發展出了超站儀。超站儀同時具備了全站儀和衛星定位系統的優點，能夠對測站進行精確的定位。超站儀在工程測量中的使用極大的方便了測量的進行，因為這種方法可以測量任意的地點，不必后視。

1.1 集成GPS的超級全站儀

在采用GPS接收機的全站儀進行工程測量的時候，可以首先利用全球衛星定位系統對需要測量的位置的空間坐標進行定位，然后再利用全站儀進行測量工作。在測量的過程中沒有必要設置控制點，具有測量效率高，操作簡單，數據比較精確的優點。

1.2 輕松獲取測站點空間坐標

在工程測量中使用超站儀，不用事先對測量點的坐標進行測定，把超站儀放在任意的位置，通過儀器上自帶的全球衛星定位系統可以獲得RTK位置，在測量的過程當中應該注意保證儀器的穩定，同時測量的范圍不能超過50公里。在測站位置定位完畢之后，就可以利用全站儀進行后續的測量工作。

1.3 模塊化設計的組合與拆分

超站儀在設計上采用了獨立的功能模塊，就是將具有獨立功能的模塊集成到儀器上，可以使儀器具有更強的擴展性，可以通過安裝不同的功能模塊來實現新的功能。同時，也可以使不同的功能模塊分開使用，這樣可以使超站儀的使用比較的靈活。

1.4 GPS與全站儀的完美組合

在全站儀的基礎上集成了全球衛星定位系統，同時，二者通過專業的軟件高度的整合，在功能上實現了無縫的銜接。這樣，在實際的工程測量的過程當中，只需要通過鍵盤來進行相應的操作和控制即可，同時相應的信息和數據，可以通過屏幕顯示。二者高度的整合在供電系統的設計上以及數據的存儲之上都是共用一個，這就大大的提升了系統的安全性和穩定性。

2 激光跟蹤儀

激光跟蹤儀同全站儀一樣，是一種精密三維坐標測量儀器，它具有測量精度高、效率高、實時跟蹤測量、安裝快捷、便于移動、操作簡便等優點，適合于航空航天、汽車制造、電子、高能粒子加速器工程的設備檢測與安裝，以及大尺寸工件配裝測量等。它集合了激光干涉測距技術、光電探測技術、精密機械技術、計算機及控制技術、現代數值計算理論等各種先進技術，對空間運動目標進行跟蹤并實時測量目標的空間三維坐標。Leica公司在1990年生產了第一臺激光跟蹤儀SMART310，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代產品，其后，Leica公司還推出了LT/LTD系列的激光跟蹤儀。在國際上，除了Leica公司外，還有美國的SMX公司和API公司也在生產激光跟蹤儀。激光跟蹤儀的組成如下。

2.1 角度測量部分

角度測量部分包括水平度盤、垂直度盤、步進馬達及讀數系統，類似于電子經緯儀和具有自動目標識別功能的全站儀的角度測量裝置。由于具有跟蹤測量技術，它的動態性能較好。在測量靜態目標時，多次測量取平均值可以消除大氣波動的影響。

2.2 距離測量部分

距離測量部分包括干涉法距離測量裝置（IFM）、鳥巢、絕對距離測量裝置（ADM）和反射器。由IFM裝置和ADM裝置分別進行相對距離測量和絕對距離測量。IFM是基于光學干涉法的原理，通過測量干涉條紋的變化來測量距離的變化量，因此只能測量相對距離。而跟蹤頭中心到鳥巢的距離（基準距離）是已知的。ADM裝置的功能就是自動重新初始化IFM，獲取基準距離。ADM通過測定反射光的光強最小來判斷光所經過路徑的時間，來計算出絕對距離。當反射器從鳥巢內開始移動，IFM測量出移動的相對距離，再加上ADM測出的基準距離，就能計算出跟蹤頭中心到空間點的絕對距離。

2.3 激光跟蹤部分

對反射器進行跟蹤主要通過光電探測器（PSD）來完成。反射器反射回的光經過分光鏡，有一部分光直接進入光電探測器，當反射器移動時，這部分光將會在光電探測器上產生一個偏移值，根據偏移值，光電探測器會自動控制馬達轉動直到偏移值為零，實現跟蹤反射器的目的。

2.4 控制部分

控制部分包括控制器、電纜，這部分主要用于計算機與激光跟蹤儀之間的數據交換，可以通過控制器采用局域網的形式進行數據傳輸。

2.5 支撐部分

這部分主要是儀器的附屬裝置，包括外殼、適配器和底座，用來調整儀器的高度和固定儀器。

3 其他工程測量新儀器

3.1 手持式激光測距儀

手持式激光測距儀采用相位式激光測距，載波為紅色可見激光，測量員只需要將測距儀放置在測量距離的一端，目視紅色激光瞄準另外一端，啟動測量功能，不需要任何反射棱鏡即可測得兩端的距離，精度可達到3 mm以內。基于其方便、快捷的距離測量功能，手持式激光測距儀在建筑測量、室內裝修、房產測量、深度測量等領域得到了廣泛應用，并有技術人員將之用到了儲煤堆體積的測量計算上。

3.2 投點儀

在建筑測量、礦山測量中，常常需要進行控制點的上下傳遞，用于點位在垂直方向進行傳遞的儀器即是投點儀，它可以通過自動安平提供一條高精度的鉛垂線，指示點位沿著鉛垂方向傳遞。按照投點方式的不同，投點儀可分為天頂式投點儀、天底式投點儀和天頂天底式投點儀。如需要由下向上投點，可使用天頂式投點儀；如需要由上向下投點，則使用天底式投點儀；如果既要向上投點又要向下投點，則需采用天頂天底式投點儀。

結語

近年來我國的基礎設施建設的速度和規模都在不斷地擴大，每年都有大量的工程投入到建設當中。在工程建設當中，工程測量工作占有十分重要的地位，對于工程后續工作的開展具有不可替代的作用。工程測量對于精度的要求較高，測量精度之間決定著工程的質量。因此在進行工程測量的過程當中應該積極的引進和采用先進的測量儀器，從而保證測量數據的精度，為工程建設的順利開展打下堅實的基礎。

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[3]潘慶林，劉繼寶.當代測繪新儀器、新技術在測繪工程中的應用[J].工程勘察，2004（4）：6－8.