无棱镜全站仪测量技术在长岐灌区断面测量中的应用

1.项目概况
防城港市长岐灌区位于广西最南端，十万大山南麓。灌区辖防城港市、防城区、港区9个镇，总面积1433km2，占防城区、港区总面积的51.45%。灌区总耕地面积17.47km2，目前灌区总设计流量12m3/s，全长21.78km，左干渠设计流量8.4m3/s，全长66.6km，右干渠设计流量3.6m3/。为提高灌区灌溉效率，为企沙工业园供水，发展临海工业园经济，防城港市政府决定对全长98公里的干渠及左右干渠进行防渗加固扩容。本工程的勘测任务是对灌区总干渠进行地形测绘，提供带状平面地形图和纵横断面供设计使用。
2。纵横断面测量的工作方法
首选的航道断面测量方法是在野外沿航道中轴线用卷尺测量航道里程。从0+000桩号开始，每隔20米标注一个横断面桩号，在有重要水利附属设施或航道地形变化较大的地方增加横断面桩号。用水准仪测量横断面上第一级控制点到中桩的高程，然后整理出各中桩的里程和高程，绘制成图，得到河道剖面图。然后，进行横断面调查。通常，横断面调查有两种方法。第一种方法是外业测量，即从中间桩到横断面两侧，用两把直尺垂直相交，测出地面线上各点的距离和高差，整理数据，画出横断面。这种方法要求测量员到达横截面上的每个特征点。长岐灌区自上世纪70年代中期投入运行以来，年久失修，山体滑坡时有发生。河道两边的坡度很陡，而且不规则，所以测量每一段都要花很多钱。单纯采用这种方法会浪费大量的人力物力。第二种方法是外业测量和全站仪测量相结合，这里地形平坦，容易行走，其他地方用全站仪测量。它的优点是节省了时间和物力，解决了高边坡测量人员无法测量断面的问题。我们用这种方法。在渠道的一些地方，如灌区总干渠6+500至7+510段，渠道两侧高边坡均为石质边坡，坡度在60度以上，变化不规则。由于条件的限制，测量人员很难到达边坡中部特征点的开采点。如果坡脚与坡顶简单相连，则绘制的剖面与实地不符，造成工程测量精度和工程量估算的不合理偏差。针对这一问题，我们使用莱卡TPS1200无棱镜全站仪进行测量。
3。无棱镜测量技术简介及其适用条件
3.1无棱镜测量技术简介基于相位法原理，无棱镜测量技术发出的激光束极窄，能够非常精确地命中目标，保证了高精度的距离测量。与棱镜测量相比，它的优点是只要测量点的反射介质满足免棱镜测量的条件，就可以在测量点上不放置棱镜的情况下测量出测量点的三维坐标。这项技术已经在全世界广泛应用。具有良好的技术指标:精度高(3mm+2ppm)、范围广(使用柯达灰度标准卡，其范围可达180m [1])、可见红色激光光斑、光束直径小。为了达到优秀的标准，采用3R可见光激光，采用相位法无棱镜测距技术。至于国际激光标准，3R类激光器是相对较新的，它经常与3B类激光器混合使用。3R类激光是相对较新的激光标准，其安全性介于2类激光和3B类激光之间，包含的安全限制较少。从这个角度来看，‘r’用来表示“需求的简化”。3R类激光无反射棱镜测距在应用中比2类激光可增加1倍的测量范围，有利于提高测量人员的工作效率。根据国际激光安全标准，3R类激光器的操作员应注意不要让眼睛直视激光束。当测量者触发测量键时，激光器可以被激活，测量将被关闭。当激光笔打开时，3R类激光也可被激活。当人眼暴露在这种激光束下时，一些自然反应(如瞳孔缩小、斜视、视线移位)会或多或少地减轻伤害，这样人眼因长时间无意暴露在激光束下而受伤的可能性就可以忽略。
3.2无棱镜测量技术的适用条件。每种测量装置都有自己的特点和适用范围。通过实践发现，无棱镜测量技术的适用条件如下:
(1)适用于能见度好、反射介质好的地方，不适用于反射介质暗、光吸收强、反射条件差的地方进行无棱镜测量。
(2)免棱镜测量技术适用于测量反射面裸露的测点高程，如岩石、房屋、公路等可视地形和特征点。
(3)免棱镜测量适用于视线内无任何障碍物的地形地物的测量。如果中间有障碍物，则测量障碍物的坐标和高程。如果要测量400米外的一个地形点，如果200米外有树叶挡住了你的视线，就会测量出树叶的坐标和标高。
(4)免棱镜测量耗电量大，需要在野外准备充足的电源，必要时配置外接电源。
(5)注意不要将激光束射向镜面。
(6)测量过程中不要长时间通过目镜观察被摄物，以免眼睛长时间置于激光束中造成伤害。
(7)免棱镜测量适用于人难以到达且具有良好反射介质的地形和地物的测量，如悬崖、山谷、客流量大的高速公路、剧毒地物等。
4。莱卡TPS1200的特性和测量过程
4.1 TPS 1200的特性。莱卡TPS 1200是一款超长量程、超高精度、多功能、易用的全站仪。基于菜单的操作系统直观明了，可以引导用户独立完成所需工作。用户可以根据需要设置自己的操作、显示和输出。TPS1200提供了很多机载程序，如测量、设站、放样、坐标几何等。可以用G eoC++写专门的机载程序。测量原理为同轴可见红光激光相位测量，无棱镜测量范围500m，测边精度2mm+2ppm/typ，测角精度2 ″
4.2测量过程
4.2.1控制测量渠道引水工程的高程精度要求相当高。由于渠道长，累计误差多，误差过大会影响渠道引水流量。因此，我们采用宾得和Soja水准仪同时作业，从GPS首级控制点到各断面进行高程测量，高程闭合差满足规范要求。在断面线上，选择能见度条件好、设站容易的地方，使用TPS1200和三脚架棱镜作为导线，将图形的根点加密到每个断面。