免棱镜电子全站仪在地形测量中的精度研究

免棱镜电子全站仪在地形测量中的精度研究

余克燮

余克燮

（十四冶建设集团云南矿业工程有限公司云南昆明650224）

摘要：随着我国科学技术的快速发展，智能化和数字化成为各行各业发展的方向，在地形测量中应用免镜电子全站仪对比其他测量工具来说，具有精准度高的特点，尤其是在测量大比例尺地形图时，更适合应用。常规的测量仪器也有较高的精确度，但是针对测量人员无法到达的危险地区就很难进行测量，免棱镜电子全站仪正是解决这一难题的有力仪器。本文主要根据实际测区情况对免棱镜电子全站仪在地形测量中的度进行分析，提出使用过程中的注意事项，为其合理使用提供一点建议。

关键词：免棱镜电子全站仪；地形测量；精度

1前言

在科技快速发展的今天，在地形测量中经常使用常规的测量仪器，比如有棱镜全站仪、GPS-RIK等，虽然其准确度也比较高，但是那只是针对技术人员可到达的地区，一些危险地区不适合应用，使其测量工作无法顺利进行。而免棱镜电子全站仪可以对其进行补充，在危险区域可以进行准确的测量，保证地形测量的准确度。

2测区概况

将横断山区金沙江作为测区，此地形复杂多样，高山深谷环绕，有较大的峰谷高差，而且有较大的垂直差异，水流湍急。测区山体陡峭，主要道路为碎石组成的窄路，测区长度约为70km。因为测区主要由碎石构成，坡陡危险的地势使用一般的测量仪器无法满足测量要求，不能保证测量的准确性，因此需要使用免棱镜全站仪对地形进行测量。

3免棱镜电子全站仪在地形测量中的精度分析

在地形测量中免棱镜电子全站仪，是因为常规的测量仪器对于比较危险的地区无法进行测量，难以保证其精度，而免棱镜全站仪的使用原理是相位法，将激光束打在测量目标上，利用目标的漫反射而发出的回光信号，然后对其三维坐标进行精确测量。

3.1免棱镜电子全站仪概述

免棱镜全站仪就是全站仪不通过反射棱镜等任何反射工具就可测量出地形的一种全站仪。现阶段免棱镜全站仪光源应用的都是激光光源，也就是LD，将其作为载波信号源，根据免棱镜规格不同，还要考虑到激光安全，使用的LD一般为690nm。其测距模式一般分为以下几种：脉冲式、相位比较式和脉冲相位比较式。脉冲式的优点是其具有比较远的测程，相位比较式的优点是有较高的精准度，而脉冲相位比较式具有精度高的特点，是测距模式中的新型测距模式。在测量危险地区时，可以使用免棱镜全站仪，而且不会影响其准确度。但是此仪器也不是完美的，其缺点是在激光束的作用下，在测量比较暗的地区的测距效果就会产生偏差。

3.2免棱镜电子全站仪的测图误差分析

免棱镜电子全站仪的不足决定了在测量时会产生误差，其误差主要表现为仪器本身产生的误差，也就是测角产生误差，例如三轴、照准及对中误差等等；测距产生误差，免棱镜和有棱镜在测距时是统一的，其误差主要表现为比例、周期及本身误差等；点位误差，这是因为前两项误差的影响；在高程进行三角测量时产生的误差。这些误差都会对地形测量的精度产生影响，因此在测量时要避免此类误差的产生，对其进行校准后使用。

3.3数据比较

在地形测量中一般使用有棱镜全站仪和免棱镜全站仪两种仪器，对于测量人员可以达到的地区使用有棱全站仪，对于危险的地区一般使用免棱镜全站仪。而且要确定大数量的测量点，甚至达到几千个。为了对这两种仪器精度进行比较，在众多测量点中选取5组作为数据比较，通过比较分析，其具有统计学意义，结果可靠。对数据比较结果有表1显示如下：

从表1可以看出，在5组数据中有棱镜全站仪与免棱镜全站仪其定位精度之间的差距为8mm到28mm，其高程差为4到24mm。平面精度计算公式为：

Xi、Yi为有棱镜全站仪的横、纵坐标；xi、yi为免棱镜全站仪的横、纵坐标；n为测点个数。

高程精度计算公式为：

Hi为有棱镜全站仪高程；hi为免棱镜全站仪高程。对上述数据进行分析，可以得知，大比例尺地形图可使用免棱镜全站仪进行测量，切精度较高。

4免棱镜电子全站仪应用注意事项

针对免棱镜电子全站仪在实际的测量中会产生误差，因此必须对误差进行控制，以提高测量的精度，首先其设计思想要保证正确，同时工艺技术要精密；其次，在设计和制造仪器环节要用数据处理方式确定其修正值，使仪器本身的误差减小；第三，在测量之前要对仪器的准确度进行校正，保证测量的精度；最后，在进行处理数据时，要利用误差规律对误差进行分析或作为参考。

免棱镜电子全站仪应用于大比例尺的地形测量中，对危险的地形进行测量，在其应用中为保证其精度，要建立相应的导线控制网，并且选择的测量点要足够，保证数据的可靠性。全站仪在无棱镜状态下，不要对棱镜进行观测，不然会导致仪器被损坏；不能长时间使用目镜对测量目标进行观测，因为仪器产生的

激光对人眼有伤害作用；要选择合理的仪器站位置，最好的位置是视准线要垂直于目标面，如果条件受到限制，那么也要保证其入射角小于30o；如果在测量过程中与障碍物碰触，那么就要选择合适的测量手段，防止受到多路径效应的影响产生，要保证在测量时不要被物体遮挡，影响反光效果。而且距离也要适当，不能过远，造成测量精度降低。

结束语：

随着科学技术的不断进步，在地形测量中测量技术也在不断地更新。在地形测量过程中，难免会遇到艰难的地形，测量人员无法到达进行测量，使用常规的仪器无法测量，应用免棱镜电子全站仪可以解决这一问题，不但对测量人员的安全有所保证，而且缩短测量时间，使其工作效率得以提高。根据测区数据的分析，可以看出，免棱镜全站仪在测量大比例尺图时，其精确度较高。可以在地形测量中有效地利用，并且要对测量中产生的误差要进行有效控制，保证其精确度。

参考文献：

[1]马维康,李建杰,刘久伟等.免棱镜电子全站仪在地形测量中的精度分析

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[2]赵泽龙,周天祥.免棱镜测量在地籍测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2011,34(5).

[3]徐乾坤.全站仪免棱镜测距技术在隧道施工测量中的应用[J].城市建设理论研究,2014(17).