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全站仪免棱镜测量在测绘中应用 　　摘 要：本文结合全站仪技术的发展，介绍了免棱镜全站仪的结构以及免棱镜全站仪测量的原理，对免棱镜反射测量的精度进行分析，并与使用棱镜测量结果进行比较，确定免棱镜反射测量在工程中的适用性。传统的全站仪测量需要棱镜的配合使用，在难于架设棱镜的工作条件下给测量带来极大不便和困难，而免棱镜测量的使用解决了这一难题，很大程度上节省了人力与时间，提高了工作效力。另外本文还介绍了免棱镜测量技术在测绘中应用的几个方面以及在具体测量中的使用方法。对一些工程状况作具体分析，详述免棱镜测量的可行性。阐述了难架设棱镜的目标的具体测量方案和有效测设措施。对有效地减少传统测量所花时间及减少工程测量中施工对测量速度影响的方案，结合在实际测量中的应用对免棱镜测量技术的一些问题进行探讨。 　　关键词：工程测量；横断面；免棱镜测距技术；精度分析 　　1 全站仪免棱镜测量的基本原理和测距结构 　　 免棱镜全站仪即不需要棱镜作为合作目标就可以进行测距的全站仪。免棱镜测量（Reflectorless）又叫无合作目标测量，是不需要反射棱镜而依靠被测物的自然表面反射光线来进行测距。免棱镜测距的方法有两种，一是脉冲法，另外是相位法，脉冲法用测量时发射和接收信号之间的时间间隔来计算距离，多次测量得出平均距离。相位法测量使用连续信号，以不同的颇率来调制载波信号，测出发射和接收信号之间的相位差，从而求出被测距离。一般来讲，在相同的条件下，脉冲发的测程远，相位法的精度高。以徕卡TCR系列仪器为例作一些测距原理的简单介绍。LeicaTCR1100 系列全站仪EDM（Electronic Distance Measuring instrument）模块被集成在全站仪中，可以产生一束与望远镜同轴的红外激光IR（Infra-Red），由红外激光发射管发射，作为相对于红外光束的一种选择。它还可以产生可见波段红色激光束RL（Red Laser），由红色激光发射管发出，相应有IR和RL两种测距方式，可通过全站仪键盘上的按键来完成两种测距模式的转换。传统的测距仪，大都用发光管（LED）作为信号源，而现代仪器采用激光管的新型测距仪，提高了发射功率，保证免棱镜测量的测距精度，相位法测距用的测量光束很细，因此能准确地分辨出相邻非常近的点，脉冲式无反射棱镜测距，不需要很强的激光功率，但其精度较低。IR测距方式需要反射棱镜或反射片，RL测距方式可以不用反射棱镜，也可以用反射棱镜测量。徕卡TCR系列测距仪器结构如图1所示： 　　 免棱镜全站仪的特点 　　 无反射棱镜全站仪把无反射棱镜测距仪融合进了传统的全站仪，使得无反射棱镜全站仪既可以作为一般的全站仪使用，又能作为无反射棱镜测距仪使用，同时也使得无反射棱镜测距更为方便和快捷，实现了“所瞄即所 　　1.1 效率高，使用范围广 　　 无反射棱镜全站仪最大的优势就在于不需要接触被测点，就可获得被测点的3维坐标。这一来，一方面省去了作业员爬高上坡的奔波之苦，作业强度和危险性大大降低，另一方面也对一些重要的比如文物之类的建筑起到了一定的保护作用。此外，有的仪器还提供了可见激光的无反射棱镜方式，可见激光光束可以作为指向器使用，即可根据光斑的位置确定测量位置，因此没有必要总是通过望远镜寻找目标，这也给全站仪在室内测量的应用扩展了空间利用这一特性，可以轻易完成建筑物表面测量、房间空间测量、航空摄影测量中的图根点测量。 　　1.2 测距速度快 　　 无反射棱镜全站仪的测距速度一般在1S左右，是无反射梭镜测距仪或掌上型激光测距仪的好几倍，这样就使作业时间大幅减少，减轻了作业人员的工作强度，提高了工作效率。 　　1.3 测程远 　　 一方面红外二极管的发射功率提高了，另一方面是无反射棱镜全站仪可以在RL状态便用棱镜，这样就大大提高了它的测程，如有的仪器使在IR模式测量时单棱镜测程3km,在RL模式下用单棱镜测量测程5km,测程几乎提高了一倍。 　　1.4 安全性好 　　 激光对眼的安全性是一个很重要的问题。根据IEC60825-1标准，测量员使用望远镜直接观察不符合等级的激光束，不管该激光束是可见光还是不可见光，都可能会受到伤害。但一般的全站仪都满足2级激光标准，这个等级对人眼是相对安全的。一般情况下，全站仪的激光等级都能够满足二级标准，这个等级对人眼来说是安全的，一些全站仪的光路中包含了切换返回望远镜可见红色激光的减光板，因此通过望远镜不会看到红光，这样不但使返回到接受光路的信号最大，也保证了眼睛的安全，但当信号特别强烈或者使用反光镜时，也会看到红斑，不过也是安全的。 　　2 免棱镜测量的精度分析 　　2.1 实例分析 　　 以徕卡TCRA1101为例，进行精度分析，比较在reflector模式和Reflect