探究新型测量仪器在工程测量中的应用论文_崔艳,盖晓连,于冰,赵婧瑜,贾志强

探究新型测量仪器在工程测量中的应用论文_崔艳,盖晓连,于冰,赵婧瑜,贾志强

哈尔滨石油学院

摘要:所谓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。在工程项目的建设中,工程的测量工作具有重要的地位,对工程的后续工作开展有不可代替的作用。本文主要探讨了当前在工程项目测量领域之中主要应用的一些测量新仪器,希望可以给工程测量人员适当地提供一些测量硬件方面的信息支持。

关键词:工程测量;新型测量仪器;激光跟踪仪;

工程测量的主要作用在于在一定的方法基础上,通过专用的仪器来确定物体与物体之间、物体与地面之间或物体构成之间的几何位置关系。在测量工作中,用专业的测量仪器结合对应的测量方法达到要求的测量目标或完成特定的测量任务,采用一些方法方式,通过专用的一些测绘器确定物体之间、物体和地表之间或物体的构成之间所存在的相对的几何位置关系是工程测量工作的最主要任务。在测量过程中,要使用专用的测量仪器并结合相对应的测量方法来达到我们所要的特定测量目的,从而完成特定的测量任务。所以,测量仪器具有相当重要的地位在工程测量中,可以这么说测工程测量要是离开测量仪器就会寸步难行。

回顾一下它的发展历程,可以比较清楚地看到,从古代的测绳、罗盘仪等发展到了当今的数字水准仪、GPS、全站仪、激光跟踪仪、超站仪等各种各样的专用测绘仪器,它们都推动着测绘工作不断的向着数字化、智能化、自动化方向发展。然而,当今的测量新仪器及新技术的发展促进了这些变化的产生发展,从而使得测绘工程学科不断的“年轻化”,并使其具有了广阔的发展和应用前。

一、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。在工程测量中使用超站仪可以极大的方便工程测量的顺利进行,因为它测量不受地域的限制,不必后视。

(一)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。

(二)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。

(三)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。

(四)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。

二、激光跟踪仪

跟全站仪一样,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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在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。

(一)对于角度测量部分

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。

(二)对于距离测量部分

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。

(三)激光跟踪部分

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。

(四)支撑部分

支撑部分主要是一些仪器附属装置,其中包括配器、适底座和外壳等,它们是用作固定仪器和调整仪器高度。

三、其他的一些新的工程测量仪器

(一)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。

(二)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。

结语

不断涌现的新型测量仪器,极大的丰富了工程测量所用得测量仪器,但是因为其价格高昂、原理复杂在一定程度上阻碍了这些新的仪器的推广和应用。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。因此,采用先进的工程测量仪器对工程测量的意义重大。因此,应当在做工程测量中积极的引进利用比较先进的新型测量仪器,进而保证其测量所得数据的精度,为工程项目建设的开展做好坚实的基础。

参考文献:

[1]赵吉先,聂运菊.测绘仪器发展的回顾与展望[J].测绘通报.2008(2)

[2]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(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)

基金项目:

2017年黑龙江省高等教育教学改革项目(SJGY20170282)

论文作者:崔艳,盖晓连,于冰,赵婧瑜,贾志强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/22

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