研究城市规划测量中运用无棱镜全站仪的方法

韦文展 叶运书

（广西壮族自治区二七四地质队 广西北海 536000）

研究城市规划测量中运用无棱镜全站仪的方法

韦文展 叶运书

（广西壮族自治区二七四地质队 广西北海 536000）

本文主要是对无棱镜全站仪原理进行介绍，并讲述起优点和，并结合实例对无棱镜条件下数据采集的精度进行探讨，并提出各种具体注意事项，主要目的为无棱镜全站仪日后在城市规划测量中的运用提供有效借鉴和参考。

城市规划；测量；无棱镜全站仪；方法

1 前言

随着测量技术的不断发展和进步，测量仪器的操作性、技术性以及自动化程度都得到了革命性的发展，促使全站仪也进入到无棱镜的时代。无棱镜全站仪再也不需要通过立棱镜就可以进行测距，它把传统的全站仪和无棱镜测距技术完美的结合在一起，顺利实现了“所瞄即所测”。现在本文主要是对城市规划测量中无棱镜全站仪的具体运用进行详细分析，并提出自己的几点经验与同行进行分享。

2 无棱镜全站仪测量技术的优点以及设计原理

2.1 设计原理

全站仪测距实质上就是电磁波测距，它主要是把电磁波作为载波，运载并对信号进行测距的一种精密测距技术。发射器、反射器二者之间的传导速度以及时间是设计无棱镜的主要原理，对计算发射器、反射器二者之间距离进行计算。

一般来说，使用无棱镜全站仪进行测距的方法主要有相位法和脉冲法。在一般情况下，主要是对连续信号进行使用，并采用相位法调制载波信号的过程当中的频率也会不同，把接受信号和发射信号之间的相位差计算出来，进而把被测距离求出来。相对来说，脉冲法的测程就比较远，它主要是用接受信号和测量时发射的信号之间的间隔对距离进行计算，并把平均距离计算出来。两种测距方法都与棱镜的测距原理一致。

2.2 优点

①对于悬崖、峭壁以及沟壑等这些具有危险性以及难以测量的地方，无棱镜全站仪均可以获取这些地点的准确位置，保护测量人员的人身安全，并提高测量效率和精准度，节省测量时间。②如果在允许的范围之内，被测物体表面符合无棱镜全站仪测量条件，则可以实现单人单机的测试模式。③在高层建筑物竣工后发生沉降问题或者是体形变形的问题带来巨大的方便性。④有棱镜测量速度低于无棱镜全站仪测量速度大约十几倍。⑤在使用无棱镜全站仪中免棱镜高以及免仪器高法对高程进行测量，可以再很大程度上确保测量的精度更加真实和可靠。

3 无棱镜全站仪的适用条件及注意事项

在使用无棱镜全站仪在使用的过程中，应该要符合以下几个方面的条件和具体注意事项：①该仪器适用在视线不受遮挡、地面开阔的地方均。②测量反射物体完全暴露的测点高程，例如建筑物墙面、天然石头、公路路面以及空旷的地面等均适用该仪器。③该仪器测量的过程中由于测量的次数比较多，且耗电量大，需要多准备几块电池，需要的时候配置外挂电源。④无棱镜测量的模式禁观测棱镜，防止对仪器造成损伤[1]。⑤对无棱镜测量模式和有棱镜测量模式进行转换的时候，禁止把望远镜对准眼睛，防止眼睛受到伤害。⑥对于植被茂密以及视野不清晰、不开阔的地区不适合使用无棱镜测量。⑦对于悬崖、山谷、沟壑等测量人员无法达到切具有危险性的地方，无棱镜可轻松实现测量。⑧使用后定期送检，及时对激光束的方向进行校正。

4 无棱镜全站仪在城市规划测量中的应用

4.1 城市规划测量使用的无棱镜全站仪

在实际测量过程中，主要是使用拓普康GPT-3002LN这种型号的全站仪，它具有测量精度高、测程长以及功能操作简单的优点。它可以根据野外应用的实际需要，采用一键操作的方式或者无反射棱镜模式来完成测量，对于那些无阳光照射且低亮度地方，有棱镜模式测程为3000m，无反射棱镜模式测程为1.5～1200m。在有棱镜模式下，测边精度为±2mm+2ppm×D，测角精度为2″。在无反射棱镜模式下，测边精度为±10mm+10ppm×D。实践调查发现，在多个城市测量中运用该仪器均具有较强的稳定性。

4.2 城市规划地形测量中无棱镜全站仪的应用

在城市规划测量工作中，城市规划地形测量是一项重要的工作内容，它主要是为城市的建设和管理提供各种比例尺地形图，且这些地形图具备各种优势，具有足够的精度。使用无棱镜全站仪最大的优势就是不需要与被测点接触，就可以获取被测点的三维坐标，以达到提高作业效率的目的，确保测绘的质量符合行业规定。例如：棱镜全站仪在城市地貌测量中，以某一矿山地貌规划测量为例进行讲述，该矿山为露天开采，由于看矿石的采掘和岩石的不断玻璃，发展形成了悬崖陡峭的深坑采掘，测量人员很难到达，且测量过程中存在极大的危险性。如果在对其表示的时候，使用陡崖符号以及斜坡符号，难以把现实需要采掘的实际地貌反应出来。在实际测量过程中，测量人员通过在采坑附近使用无棱镜全站仪进行摆站，在采坑周围台阶式陡峭悬崖及坑底形进行逐一详细测量，把山谷、山脊、山脚、山顶以及洼地等三维坐标直接测量出来，把该地区的地势全貌绘制出来。

4.3 城市规划日照分析测量中无棱镜全站仪的应用

近年，我国城市化建设水平不断提高，建筑的日照采光问题已经成为了各个规划单位高度重视的问题。要想确保市场地布局合理，就需要确保建筑间距适宜。如果间距过夏，很难符合防火、通风以及日照等规定和要求，如果间距过大，则会给土地资源造成浪费[2]。为此，需要使用科学的方法分析日照问题，确保日照的时间是非常有必要的。在实际作业中，我们都会根据日照的分析结果对建筑物进行测量，使用无棱镜全站仪来测量建筑物内所有的漏缴，包括阳台、女儿墙、电梯间、窗户以及楼面凹凸拐点、楼顶水箱间等地方的三维坐标，把建筑物的高度和平面位置确定出来，窗户立面逐个窗位测量窗底窗顶高程。当采集完外业数据之后，把无棱镜全站仪内存内保存的数据直接输入到计算机中，并使用清华山维软件进行编辑并向规划部门提供，有规划部门计算后后把最终的日照分析结果计算出来。

4.4 城市规划建筑面积测算中无棱镜全站仪的运用

对于城市规划建筑面积测算工作来说，在工程竣工阶段进行测量是一个非常关键的环节。从实际数量除了可以判断建设项目具体规模以外，还可以判断该建筑工程建筑面积是否存在违规，这些建筑面积数量更是成为了是否进行违规处罚的重要根据，涉及到多方面的利益。此外，建筑面积的精确度与项目的容积率有着直接滚西，给规划监督的力度和建设单位的经济利益造成直接影响。随着我国经济建设水平的不断发展，城市中的建筑物建设的结构和外观也变得更加复杂，无法把建筑物具体的尺寸测算出来，如果尺寸不全，很难把建筑面积计算出来。在对建筑面积进行测算的时候，把无棱镜全站仪、测距仪两种方法有效的结合在一起，可以再测量人员无法达到的特征点进行测量，最后再与测距仪量算的尺寸相结合，把最终的建筑面积计算出来。一般来说，建筑计算精度主要是根据国家规定的标准（房产测量二等要求）来执行的，并向城市相关规划管理部门提供建筑测算的报告。

5 体会

①无棱镜全站仪测距、反射物体表面的颜色二者之间存在很大的关系，如果颜色越深，那么测量效果就越差，如果颜色越浅，那么测量的效果就越好。若是来自于物体本身表面的信号具有很强的稳定性以及反射能力。②那么物体本身表面所具备的粗糙程度不会给测距的最终精度造成太明显的影响。③应该要确保无棱镜全站仪与待测建筑物立面二者之间的位置保持在垂直状态，在进行测量才能够具有良好的通视效果，即使是困难的时候也要尽量确保激光在入射时候产生的角小于三百度。④尽量选择建筑物面两到三点，并对交会角点和所测角点进行对照检验，确保观测结果出现错误。⑤在建筑物电梯、拐角、窗户阳台等位置的是时候均适合使用无棱镜全站仪均可进行测量。

6 结束语

综合上述可知，无棱镜全站仪在城市规划测量中具有极高的应用价值，应不断对测量技术加深研究，促使其发挥出更大的作用，为城市测量工作提供出更加准确的指导依据，提高城市规划布局的合理性。

[1]高天荣，李玉林.如何正确使用与维护全站仪[J].华北国土资源.2015，24（01）：222～225.

[2]陈文昭.全站仪实用功能浅析及发展趋势展望[J].江西测绘.2015，19（04）：780.

P204

A

1004-7344（2016）11-0171-02

2016-4-1

韦文展（1986），男，助理工程师，本科，主要从事测绘工作。