最新免棱镜全站仪的现状及应用

免棱镜全站仪的现状

及应用

免棱镜全站仪的现状及应用

1. 概述

随着科技的不断进步，测绘仪器设备迅速发展，新仪器不断的出现。在全站仪方面的重要发展是长距离棱镜全站仪的出现，免棱镜全站仪的免棱镜视距由初期几十米发展到当前的一千米以上。目前长距离免棱镜全站仪主要有徕卡（Leica）1200系列、拓普康GPT-3000LN系列和天宝5600系列，具有代表的长距离免棱镜全站仪是2004年瑞士徕卡公司在市场上推出的徕卡TPS1202全站仪和2005年日本拓普康公司推出的 3002LN全站仪。前者采用激光免棱镜测距，在视线良好的条件下，免棱镜距可达400～500米，后者采用脉冲激光测距，在视线良好的条件下，免棱镜测距可达1100米。

免棱镜全站仪对于控制、地形和工程测量都具有重要作用，例如对于人们无法攀登的悬崖陡壁的地形测量、地下大型工程的断面测量、建筑物的变形测量等，采用免棱镜全站仪测量可以大大节约时间，提高劳动效率。尤其是用边角后方交会的方法在地下工程中布设临时控制点，可以将控制点布设洞壁上，避免了掌子头放样控制点的破坏。用边角后方布设控制点放样可大大提高掌子面的放样速度，明显提高生产效率。2005年我们在溪洛渡水电站测量中分别使用了这两种仪器，对这两种仪器的性能进行了对比试验，对这两种仪器的优缺点有一定的了解。目前在工程测量的内业中已经基本上实现了数字化测图，为在工程测量中更好地使用免棱镜全站仪，我们结合数字化制图的过程，撰写了本文。

本文的主要内容有：拓普康3002LN、徕卡1202全站仪的性能比较、数据采集、数据传输，数据格式转换、地形图和工程图的绘制等。其中对于数据处理部分进行了较详细的介绍，可供初次接触该类仪器的同志参考。

葛洲坝工程局、水电六局、水电八局等单位测量人员对本文进行了审阅，并提出了宝贵的意见，在此表示感谢。

2．拓普康3002LN与徕卡1202全站仪性能比较

2．1 拓普康3002LN与徕卡1202全站仪性的外观

拓普康GPT---3002LN 徕卡TPS1202 图 1 拓普康3002LN和徕卡1202全站仪图

2．2 拓普康GPT－3002LN全站仪

GPT—3002LN有双光学系统在无棱镜模式下是窄光束测量，能确保瞄准点正好是被测点。另外一种就是有棱镜模式下的宽光束测量，即使在热闪烁条件下，长距离测量时该光束仍很稳定，因此可提供精密测量任务。

该仪器有可见激光系统，仪器里面装有一个红色的极小点激光指示器。但该小红点没有徕卡仪器的小红点亮，据我们测试，可以看到30米内的红点位置，可以满足地下大型工程施测断面的需要。

GPT3002LN超长无棱镜测距功能，在气象条件较好的条件下，我们最长测距达到1130米，对于一般的山坡，超长测距会达到500～700米，观测控制点墩台，最远达到810米。

GPT3002NL系列的外形与GPT332W一样，大小也差不多，操作与332W大致相同。不同的是配有大数字健盘和激光测距系统。

具体图形可参看图1的左图。

2．3 徕卡TPS1202全站仪

R1202全站仪属于徕卡TCR1200系列全站仪的一员，可胜任各类徕卡TC型的测量任务,如控制测量、施工放样、参考线放样、地形地籍测量等。

TCR1202具有三轴自动补偿系统，使测量精度安全可靠。

TCR1202全站仪采用独特的绝对编码度盘，图象处理技术，单次测量读取60条编码线，确保高精度测角；开机就测角，无需初始化。

TCR1202系列全站仪配有许多实用的功能和应用程序：如放样、导线测量、隐蔽点测量、参考线放样、DTM放样、定向与高程传递、面积计算、自由设站等。

TCR1202全站仪的特点的红外线测距是与望远镜同轴的，在跟踪作业模式下，测量速度会更高。

采用512K标准的PCMCIA卡记录数据；仪器内存；RS232接口实时输出。

2.4 拓普康3002LN和徕卡1202两种全站仪性能比较

1）徕卡1202采用了视窗显示，独特的摩擦制动，激光对中，观测时可以不分正倒镜（正倒镜观测得出的坐标完全相同）等一系列提高观测速度的措施，因此观测效率明显高于其他型号的仪器。拓普康3002LN是在拓普康332W的基础上发展起来的，在拓普康系列的原操作系统的基础上进行了局部的改进，在使用方便快捷上与徕卡1202有明显的差距。

2）徕卡1202的数据传输系统和存储卡（CF卡）比较独特，在损坏后必须找徕卡仪器商配置，使用户感到不便。而拓普康全站仪所有型号的数据传输线、传输方式相同，可以通用，没有专用的CF卡，因此在数据传输方面，拓普康系列全站仪比较方便。

3）徕卡1202在照准目标时发出的红色激光，非常明亮，红色激光点在地下工程的洞壁上很清晰；拓普康3002LN发出的红色激光比较弱，对于地下工程，超出30米，红色激光点就很不清晰。无棱镜测距时，在查找目标方面，徕卡1202明显具有优势。

4）在免棱镜测距时，有时视线需要穿过小孔，例如在地下工程中，观测钢筋网后面的模板尺寸。徕卡1202一般只要激光线能穿过钢筋网，在模板上有红点出现，便能测出观测点坐标。而拓普康3002LN全站仪只有穿过直径大于5厘米的孔时（即激光线需要距离中间障碍物2.5厘米时，才能测出后面激光点的坐标。否则测出的距离或坐标是测站到障碍物的距离。

5）免棱镜长距离测距，徕卡1202观测一个点大约需要1～2秒，而拓普康3002LN观测一个点大约需要7～8秒，徕卡1202照准目标后立即显示，而拓普康3002LN需要6秒钟后才显示。在地形测量中徕卡1202占有明显的优势。6）根据我们的试验，在观测条件良好的条件下，徕卡1202免棱镜最远测距达521米，拓普康3002LN免棱镜测距最远达1130米。

3. 外业数据采集

所谓外业数据采集是指利用全站仪测量观测点的坐标，并将测量结果存储在全站仪内存或CF卡上的过程。数据采集是数字化测图的重要步骤，一般在测量时需现场画出草图，并在草图上标注出典型地物的起始点号，以便内业数字化成图（还有编码成图）。以下分别介绍两种仪器的数据采集步骤。