研究城市規劃測量中運用無棱鏡全站儀的方法

韋文展 葉運書

（廣西壯族自治區二七四地質隊 廣西北海 536000）

研究城市規劃測量中運用無棱鏡全站儀的方法

韋文展 葉運書

（廣西壯族自治區二七四地質隊 廣西北海 536000）

本文主要是對無棱鏡全站儀原理進行介紹，并講述起優點和，并結合實例對無棱鏡條件下數據采集的精度進行探討，并提出各種具體注意事項，主要目的為無棱鏡全站儀日后在城市規劃測量中的運用提供有效借鑒和參考。

城市規劃；測量；無棱鏡全站儀；方法

1 前言

隨著測量技術的不斷發展和進步，測量儀器的操作性、技術性以及自動化程度都得到了革命性的發展，促使全站儀也進入到無棱鏡的時代。無棱鏡全站儀再也不需要通過立棱鏡就可以進行測距，它把傳統的全站儀和無棱鏡測距技術完美的結合在一起，順利實現了“所瞄即所測”。現在本文主要是對城市規劃測量中無棱鏡全站儀的具體運用進行詳細分析，并提出自己的幾點經驗與同行進行分享。

2 無棱鏡全站儀測量技術的優點以及設計原理

2.1 設計原理

全站儀測距實質上就是電磁波測距，它主要是把電磁波作為載波，運載并對信號進行測距的一種精密測距技術。發射器、反射器二者之間的傳導速度以及時間是設計無棱鏡的主要原理，對計算發射器、反射器二者之間距離進行計算。

一般來說，使用無棱鏡全站儀進行測距的方法主要有相位法和脈沖法。在一般情況下，主要是對連續信號進行使用，并采用相位法調制載波信號的過程當中的頻率也會不同，把接受信號和發射信號之間的相位差計算出來，進而把被測距離求出來。相對來說，脈沖法的測程就比較遠，它主要是用接受信號和測量時發射的信號之間的間隔對距離進行計算，并把平均距離計算出來。兩種測距方法都與棱鏡的測距原理一致。

2.2 優點

①對于懸崖、峭壁以及溝壑等這些具有危險性以及難以測量的地方，無棱鏡全站儀均可以獲取這些地點的準確位置，保護測量人員的人身安全，并提高測量效率和精準度，節省測量時間。②如果在允許的范圍之內，被測物體表面符合無棱鏡全站儀測量條件，則可以實現單人單機的測試模式。③在高層建筑物竣工后發生沉降問題或者是體形變形的問題帶來巨大的方便性。④有棱鏡測量速度低于無棱鏡全站儀測量速度大約十幾倍。⑤在使用無棱鏡全站儀中免棱鏡高以及免儀器高法對高程進行測量，可以再很大程度上確保測量的精度更加真實和可靠。

3 無棱鏡全站儀的適用條件及注意事項

在使用無棱鏡全站儀在使用的過程中，應該要符合以下幾個方面的條件和具體注意事項：①該儀器適用在視線不受遮擋、地面開闊的地方均。②測量反射物體完全暴露的測點高程，例如建筑物墻面、天然石頭、公路路面以及空曠的地面等均適用該儀器。③該儀器測量的過程中由于測量的次數比較多，且耗電量大，需要多準備幾塊電池，需要的時候配置外掛電源。④無棱鏡測量的模式禁觀測棱鏡，防止對儀器造成損傷[1]。⑤對無棱鏡測量模式和有棱鏡測量模式進行轉換的時候，禁止把望遠鏡對準眼睛，防止眼睛受到傷害。⑥對于植被茂密以及視野不清晰、不開闊的地區不適合使用無棱鏡測量。⑦對于懸崖、山谷、溝壑等測量人員無法達到切具有危險性的地方，無棱鏡可輕松實現測量。⑧使用后定期送檢，及時對激光束的方向進行校正。

4 無棱鏡全站儀在城市規劃測量中的應用

4.1 城市規劃測量使用的無棱鏡全站儀

在實際測量過程中，主要是使用拓普康GPT-3002LN這種型號的全站儀，它具有測量精度高、測程長以及功能操作簡單的優點。它可以根據野外應用的實際需要，采用一鍵操作的方式或者無反射棱鏡模式來完成測量，對于那些無陽光照射且低亮度地方，有棱鏡模式測程為3000m，無反射棱鏡模式測程為1.5～1200m。在有棱鏡模式下，測邊精度為±2mm+2ppm×D，測角精度為2″。在無反射棱鏡模式下，測邊精度為±10mm+10ppm×D。實踐調查發現，在多個城市測量中運用該儀器均具有較強的穩定性。

4.2 城市規劃地形測量中無棱鏡全站儀的應用

在城市規劃測量工作中，城市規劃地形測量是一項重要的工作內容，它主要是為城市的建設和管理提供各種比例尺地形圖，且這些地形圖具備各種優勢，具有足夠的精度。使用無棱鏡全站儀最大的優勢就是不需要與被測點接觸，就可以獲取被測點的三維坐標，以達到提高作業效率的目的，確保測繪的質量符合行業規定。例如：棱鏡全站儀在城市地貌測量中，以某一礦山地貌規劃測量為例進行講述，該礦山為露天開采，由于看礦石的采掘和巖石的不斷玻璃，發展形成了懸崖陡峭的深坑采掘，測量人員很難到達，且測量過程中存在極大的危險性。如果在對其表示的時候，使用陡崖符號以及斜坡符號，難以把現實需要采掘的實際地貌反應出來。在實際測量過程中，測量人員通過在采坑附近使用無棱鏡全站儀進行擺站，在采坑周圍臺階式陡峭懸崖及坑底形進行逐一詳細測量，把山谷、山脊、山腳、山頂以及洼地等三維坐標直接測量出來，把該地區的地勢全貌繪制出來。

4.3 城市規劃日照分析測量中無棱鏡全站儀的應用

近年，我國城市化建設水平不斷提高，建筑的日照采光問題已經成為了各個規劃單位高度重視的問題。要想確保市場地布局合理，就需要確保建筑間距適宜。如果間距過夏，很難符合防火、通風以及日照等規定和要求，如果間距過大，則會給土地資源造成浪費[2]。為此，需要使用科學的方法分析日照問題，確保日照的時間是非常有必要的。在實際作業中，我們都會根據日照的分析結果對建筑物進行測量，使用無棱鏡全站儀來測量建筑物內所有的漏繳，包括陽臺、女兒墻、電梯間、窗戶以及樓面凹凸拐點、樓頂水箱間等地方的三維坐標，把建筑物的高度和平面位置確定出來，窗戶立面逐個窗位測量窗底窗頂高程。當采集完外業數據之后，把無棱鏡全站儀內存內保存的數據直接輸入到計算機中，并使用清華山維軟件進行編輯并向規劃部門提供，有規劃部門計算后后把最終的日照分析結果計算出來。

4.4 城市規劃建筑面積測算中無棱鏡全站儀的運用

對于城市規劃建筑面積測算工作來說，在工程竣工階段進行測量是一個非常關鍵的環節。從實際數量除了可以判斷建設項目具體規模以外，還可以判斷該建筑工程建筑面積是否存在違規，這些建筑面積數量更是成為了是否進行違規處罰的重要根據，涉及到多方面的利益。此外，建筑面積的精確度與項目的容積率有著直接滾西，給規劃監督的力度和建設單位的經濟利益造成直接影響。隨著我國經濟建設水平的不斷發展，城市中的建筑物建設的結構和外觀也變得更加復雜，無法把建筑物具體的尺寸測算出來，如果尺寸不全，很難把建筑面積計算出來。在對建筑面積進行測算的時候，把無棱鏡全站儀、測距儀兩種方法有效的結合在一起，可以再測量人員無法達到的特征點進行測量，最后再與測距儀量算的尺寸相結合，把最終的建筑面積計算出來。一般來說，建筑計算精度主要是根據國家規定的標準（房產測量二等要求）來執行的，并向城市相關規劃管理部門提供建筑測算的報告。

5 體會

①無棱鏡全站儀測距、反射物體表面的顏色二者之間存在很大的關系，如果顏色越深，那么測量效果就越差，如果顏色越淺，那么測量的效果就越好。若是來自于物體本身表面的信號具有很強的穩定性以及反射能力。②那么物體本身表面所具備的粗糙程度不會給測距的最終精度造成太明顯的影響。③應該要確保無棱鏡全站儀與待測建筑物立面二者之間的位置保持在垂直狀態，在進行測量才能夠具有良好的通視效果，即使是困難的時候也要盡量確保激光在入射時候產生的角小于三百度。④盡量選擇建筑物面兩到三點，并對交會角點和所測角點進行對照檢驗，確保觀測結果出現錯誤。⑤在建筑物電梯、拐角、窗戶陽臺等位置的是時候均適合使用無棱鏡全站儀均可進行測量。

6 結束語

綜合上述可知，無棱鏡全站儀在城市規劃測量中具有極高的應用價值，應不斷對測量技術加深研究，促使其發揮出更大的作用，為城市測量工作提供出更加準確的指導依據，提高城市規劃布局的合理性。

[1]高天榮，李玉林.如何正確使用與維護全站儀[J].華北國土資源.2015，24（01）：222～225.

[2]陳文昭.全站儀實用功能淺析及發展趨勢展望[J].江西測繪.2015，19（04）：780.

P204

A

1004-7344（2016）11-0171-02

2016-4-1

韋文展（1986），男，助理工程師，本科，主要從事測繪工作。