探讨工程测量中新型测量仪器的应用
作者：肖烨
来源：《城市建设理论研究》2013年第13期
【摘要】：随着我国的基础设施建设的速度和规模不断扩大，每年都有大量的工程投入到建设中。在工程建设中，对于工程测绘的精确度和速度都有了较高的要求。本文对新型测量仪器在工程测量中的具体应用进行了分析，以供参考。
【关键词】：工程测量；仪器；
中图分类号： P258 文献标识码： A 文章编号：
引言
工程测量主要就是利用专业的仪器和设备对各种相应的位置以及其他的一些参数进行测量。工程测量仪器的应用直接影响到测量结果的精度及测量的效率。随着科学技术的不断发展，越来越多的新型测量仪器在工程测量中大展拳脚，在很大程度上改变了传统的工程测量的方式，使得工程测量逐渐朝着智能化和数字化的方向发展，极大的降低了工程测量的劳动强度，减少了测量的繁琐步骤，提高了测量的效率，保证了测量结果的精度。
一、工程测量中广泛应用的仪器——全站仪
全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行距离与角度等参数的观测和处理，集放样与测量等功能于一体，并可以对各项操作指令、参数等进行可视化操作的光电测量仪器，在各个测量行业它都有着广阔的应用前景，并可以通过I／0接口将各个系统与微处理机连接起来，从而实现其强大的数据处理、传输等功能。在工程测量中，全站仪可进行点位的测设与放样、平面角度测量、距离的量算、导线测量、竖直角度测量等多项的测量工作，而且只需一次安置就可实现该仪器在一个点位上对所有可通视范围内坐标、点位的测量，因此，它具有功能齐全、操作简单、使用方便的特点，在工程测量工作全站仪已得到广泛应用。但在多次搬站后，全站仪会出现累积测量误差的现象，换站的次数越多，累积误差就会越大。同时对于通视条件它有着较高的要求，因此在使用全站仪开展测量工作之前，应注重对此类问题的分析和处理，以获得更好的测量精度。
二、工程测量中的新型测量仪器
1、超站仪
伴随着GPS系统的产生以及其不断地向民用领域转型，在结合了全站仪相关技术基础之上产生了超站仪。超站仪具备全站仪及卫星定位系统所具有的优点，能对测站进行比较精确的定位：
（1）模块化设计的拆分与组合
超站仪可组合起来使用，也可单独的作为RTK流动站或全站仪来利用，这主要是因为它在设之计上采用到独立的功能模块，所以用户可以根据自己的需要用任意方式来操作设备。如果没有控制点，可以采用超站仪来测定点位置的空间坐标，在获得了较为准确的位置坐标以后，可以将GPS天线设置在对中杆之上组合成RTK流动站，使得超站仪具有了相对更多的灵活性。
（2）全站仪与GPS的组合和拆分
借助于全站仪中内置测量软件，可通过全站仪的键盘来操作所有的全站仪与GPS系统，然后系统状态信息、测量数据、和一些其他的信息都会显示于其显示屏上。测量后所获取的所有数据都会存到同一个内存卡中，而且使用同一个数据库。全站仪中的内置电池可同时给GPS提供电量，真正的实现了这两个大型测点设备的组合。
（3）集成了GPS系统的超级全站仪
在利用全站仪来进行工程项目测量时，可首先利用GPS系统定位要测量的位置空间坐标，而后再用全站仪来进行测量工作。在测量过程中不需要控制点、长导线以及后方交会等操作，所以它具有较高的测量效率，操作比较简单以及所得数据精确等优点。
（4）比较轻松的获取到测站点的空间坐标
在利用超站仪的时候不需要考虑控制点，也就是说可以不知道所测站点的坐标以及后视点坐标，仅仅需要做的就是将超站仪设备架设在想要做设站的位置，然后按下GPS键而且要保持仪器的平稳，位于基线的50千米以内，在很短时间里就可以获得RTK位置的厘米级精度信息。我们可以用SmartStation在较短的时间之完成测量的准备工作，用GPS来确定测站位置，再用全站仪来进行测量和放样作业。
2、激光跟踪仪
和全站仪一样，激光跟踪仪是一个精密型的三维坐标测量仪器，具有测量效率高、精度高、安装快捷、实时跟踪测量、操作简便、便于移动等优势，适合用于汽车制造、航空航天以及高能粒子的加速器工程的设备安装与检测，另外还有大尺寸的工件配装的测量等。激光跟踪仪集合光电探测技术、精密机械技术、现代数值计算理论、计算机以及控制技术等先进的技术，可以对空间运动的目标进行实时的跟踪并测量出其空间三维坐标。在1990年时，Leica公司第一次设计生产出了激光跟踪仪即SMART310，而后Leica公司又在199年推出了第二代的SMART310，在其后，Leica公司又陆续推出LT/LTD系列的激光跟踪仪。
（1）距离测量
IFM是利用光学干涉法原理，经过测量其干涉条纹的变化进而测量到距离变化量，所以它只能测量到相对的距离。然而跟踪头的中心到达基准距离是已经知道的。自动的重新初始化IFM是ADM装置所具有的功能，通过ADM装置可以获取到基准距离。通过测定获取反射光的光强最小ADM装置可以判断出光经过路径所需的时间，进而计算出了绝对距离。反射器从鸟巢之内开始移动时，IFM就会测量出其移动所产生的相对距离，加上ADM已测量出的鸟巢距离，就可以计算出跟踪头中心和空间点之间的绝对距离。
（2）角度测量
角度的测量部分包含水平度盘、步进马达、垂直度盘以及读数系统，它和电子经纬仪以及有自动识别目标性能的全站仪角度测量的装置相类似。由于它有跟踪测量的技术，所以它有较好的动态性能。在测量静态的目标时候，可以通过多次的测量来选取其平均值来消除大气波动所产生的影响。
（3）激光跟踪
利用光电探测器即PSD对反射器做跟踪。当反射器所反射回来的光通过分光镜时，会有部分反射光径直进入PSD，如果反射器移动，那么这部分光会在光PSD仪器上产生偏移值，光电探测器会根据偏移数值自动的控制马达的转动使偏移数值变为零，从而达到跟踪反射器目的。
三、其他的一些新的工程测量仪器
1、投点仪
在矿山测量、建筑测量中，经常要上下传递控制点，而用作点位于垂直的方向上进行传递动作的仪器便是。投点仪可通过自动安平来提供一条具有相当高精准的铅垂线，指示其点位能沿着该铅垂方向来传递。根据不同的投点方式，投点仪可以分成天顶式、天底式以及天顶天底式的投点仪。如果需要从下向上的投点，便可以使用天顶式的投点仪；如果需要从上向下的投点，那么可以使用天底式的投点仪而如既需要从上投点又需要向下投点，那么可以采取利用天顶天底式的投点仪。
2、手持式的激光测距仪
手持式的激光测距仪利用相位式的激光测距，其载波是红色的可见激光，测量人员仅需要把测距仪器放在测量距离的其中一端，通过目视红色的激光进而瞄准量距离的另一端，启动激光测距仪的测量功能，不需反射棱镜便可以获取两端距离，其精度能控制在3mm之内。由于手持式激光测距仪具有测量距离快捷、方便的优势，因此它已经广泛的应用在了建筑测量、房产测量、深度测量、室内装修等多个领域中，并且有技术人员把它用于到储煤堆的体积测量计算之上。
结束语
随着科学技术不断的发展，高新技术不断应用于工程测量的领域，工程测量领域也不断地拓宽，对测量的要求也在逐步的提高。传统测量仪器已经不能满足当今工程测量的需求。新的测量仪器不断地出现，工程测量仪器极大地丰富起来，这就要求工程测量单位要积极引进新的技术和测量仪器，不断地适应工程测量的新的要求。同时，工程测量人员必须不断的增加自身的专业学识，学习和掌握新的测量仪器的使用，保证其测量工作的顺利进行和测量工作的质量。
参考文献：
【1】潘庆林，刘继宝.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J].工程勘察，2004，04.
【2】姚紫峰.新型测量仪器在工程测量中的应用分析[[J].中国新技术新产品，2012，4.
【3】陈长春.工程测量中新型测量仪器的使用探讨[J].科技情报开发与经济,2011(4).
【4】庆林,刘继宝.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J].工程勘察.2004(4).
探讨工程测量中新型测量仪器的应用
作者：肖烨
来源：《城市建设理论研究》2013年第13期
【摘要】：随着我国的基础设施建设的速度和规模不断扩大，每年都有大量的工程投入到建设中。在工程建设中，对于工程测绘的精确度和速度都有了较高的要求。本文对新型测量仪器在工程测量中的具体应用进行了分析，以供参考。
【关键词】：工程测量；仪器；
中图分类号： P258 文献标识码： A 文章编号：
引言
工程测量主要就是利用专业的仪器和设备对各种相应的位置以及其他的一些参数进行测量。工程测量仪器的应用直接影响到测量结果的精度及测量的效率。随着科学技术的不断发展，越来越多的新型测量仪器在工程测量中大展拳脚，在很大程度上改变了传统的工程测量的方式，使得工程测量逐渐朝着智能化和数字化的方向发展，极大的降低了工程测量的劳动强度，减少了测量的繁琐步骤，提高了测量的效率，保证了测量结果的精度。
一、工程测量中广泛应用的仪器——全站仪
全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行距离与角度等参数的观测和处理，集放样与测量等功能于一体，并可以对各项操作指令、参数等进行可视化操作的光电测量仪器，在各个测量行业它都有着广阔的应用前景，并可以通过I／0接口将各个系统与微处理机连接起来，从而实现其强大的数据处理、传输等功能。在工程测量中，全站仪可进行点位的测设与放样、平面角度测量、距离的量算、导线测量、竖直角度测量等多项的测量工作，而且只需一次安置就可实现该仪器在一个点位上对所有可通视范围内坐标、点位的测量，因此，它具有功能齐全、操作简单、使用方便的特点，在工程测量工作全站仪已得到广泛应用。但在多次搬站后，全站仪会出现累积测量误差的现象，换站的次数越多，累积误差就会越大。同时对于通视条件它有着较高的要求，因此在使用全站仪开展测量工作之前，应注重对此类问题的分析和处理，以获得更好的测量精度。
二、工程测量中的新型测量仪器
1、超站仪
伴随着GPS系统的产生以及其不断地向民用领域转型，在结合了全站仪相关技术基础之上产生了超站仪。超站仪具备全站仪及卫星定位系统所具有的优点，能对测站进行比较精确的定位：
（1）模块化设计的拆分与组合
超站仪可组合起来使用，也可单独的作为RTK流动站或全站仪来利用，这主要是因为它在设之计上采用到独立的功能模块，所以用户可以根据自己的需要用任意方式来操作设备。如果没有控制点，可以采用超站仪来测定点位置的空间坐标，在获得了较为准确的位置坐标以后，可以将GPS天线设置在对中杆之上组合成RTK流动站，使得超站仪具有了相对更多的灵活性。
（2）全站仪与GPS的组合和拆分
借助于全站仪中内置测量软件，可通过全站仪的键盘来操作所有的全站仪与GPS系统，然后系统状态信息、测量数据、和一些其他的信息都会显示于其显示屏上。测量后所获取的所有数据都会存到同一个内存卡中，而且使用同一个数据库。全站仪中的内置电池可同时给GPS提供电量，真正的实现了这两个大型测点设备的组合。
（3）集成了GPS系统的超级全站仪
在利用全站仪来进行工程项目测量时，可首先利用GPS系统定位要测量的位置空间坐标，而后再用全站仪来进行测量工作。在测量过程中不需要控制点、长导线以及后方交会等操作，所以它具有较高的测量效率，操作比较简单以及所得数据精确等优点。
（4）比较轻松的获取到测站点的空间坐标
在利用超站仪的时候不需要考虑控制点，也就是说可以不知道所测站点的坐标以及后视点坐标，仅仅需要做的就是将超站仪设备架设在想要做设站的位置，然后按下GPS键而且要保持仪器的平稳，位于基线的50千米以内，在很短时间里就可以获得RTK位置的厘米级精度信息。我们可以用SmartStation在较短的时间之完成测量的准备工作，用GPS来确定测站位置，再用全站仪来进行测量和放样作业。
2、激光跟踪仪
和全站仪一样，激光跟踪仪是一个精密型的三维坐标测量仪器，具有测量效率高、精度高、安装快捷、实时跟踪测量、操作简便、便于移动等优势，适合用于汽车制造、航空航天以及高能粒子的加速器工程的设备安装与检测，另外还有大尺寸的工件配装的测量等。激光跟踪仪集合光电探测技术、精密机械技术、现代数值计算理论、计算机以及控制技术等先进的技术，可以对空间运动的目标进行实时的跟踪并测量出其空间三维坐标。在1990年时，Leica公司第一次设计生产出了激光跟踪仪即SMART310，而后Leica公司又在199年推出了第二代的SMART310，在其后，Leica公司又陆续推出LT/LTD系列的激光跟踪仪。
（1）距离测量
IFM是利用光学干涉法原理，经过测量其干涉条纹的变化进而测量到距离变化量，所以它只能测量到相对的距离。然而跟踪头的中心到达基准距离是已经知道的。自动的重新初始化IFM是ADM装置所具有的功能，通过ADM装置可以获取到基准距离。通过测定获取反射光的光强最小ADM装置可以判断出光经过路径所需的时间，进而计算出了绝对距离。反射器从鸟巢之内开始移动时，IFM就会测量出其移动所产生的相对距离，加上ADM已测量出的鸟巢距离，就可以计算出跟踪头中心和空间点之间的绝对距离。
（2）角度测量
角度的测量部分包含水平度盘、步进马达、垂直度盘以及读数系统，它和电子经纬仪以及有自动识别目标性能的全站仪角度测量的装置相类似。由于它有跟踪测量的技术，所以它有较好的动态性能。在测量静态的目标时候，可以通过多次的测量来选取其平均值来消除大气波动所产生的影响。
（3）激光跟踪
利用光电探测器即PSD对反射器做跟踪。当反射器所反射回来的光通过分光镜时，会有部分反射光径直进入PSD，如果反射器移动，那么这部分光会在光PSD仪器上产生偏移值，光电探测器会根据偏移数值自动的控制马达的转动使偏移数值变为零，从而达到跟踪反射器目的。
三、其他的一些新的工程测量仪器
1、投点仪
在矿山测量、建筑测量中，经常要上下传递控制点，而用作点位于垂直的方向上进行传递动作的仪器便是。投点仪可通过自动安平来提供一条具有相当高精准的铅垂线，指示其点位能沿着该铅垂方向来传递。根据不同的投点方式，投点仪可以分成天顶式、天底式以及天顶天底式的投点仪。如果需要从下向上的投点，便可以使用天顶式的投点仪；如果需要从上向下的投点，那么可以使用天底式的投点仪而如既需要从上投点又需要向下投点，那么可以采取利用天顶天底式的投点仪。
2、手持式的激光测距仪
手持式的激光测距仪利用相位式的激光测距，其载波是红色的可见激光，测量人员仅需要把测距仪器放在测量距离的其中一端，通过目视红色的激光进而瞄准量距离的另一端，启动激光测距仪的测量功能，不需反射棱镜便可以获取两端距离，其精度能控制在3mm之内。由于手持式激光测距仪具有测量距离快捷、方便的优势，因此它已经广泛的应用在了建筑测量、房产测量、深度测量、室内装修等多个领域中，并且有技术人员把它用于到储煤堆的体积测量计算之上。
结束语
随着科学技术不断的发展，高新技术不断应用于工程测量的领域，工程测量领域也不断地拓宽，对测量的要求也在逐步的提高。传统测量仪器已经不能满足当今工程测量的需求。新的测量仪器不断地出现，工程测量仪器极大地丰富起来，这就要求工程测量单位要积极引进新的技术和测量仪器，不断地适应工程测量的新的要求。同时，工程测量人员必须不断的增加自身的专业学识，学习和掌握新的测量仪器的使用，保证其测量工作的顺利进行和测量工作的质量。
参考文献：
【1】潘庆林，刘继宝.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J].工程勘察，2004，04.
【2】姚紫峰.新型测量仪器在工程测量中的应用分析[[J].中国新技术新产品，2012，4.
【3】陈长春.工程测量中新型测量仪器的使用探讨[J].科技情报开发与经济,2011(4).
【4】庆林,刘继宝.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用[J].工程勘察.2004(4).