AutoCAD免棱镜全站仪技术在工程测量中的应用分析

李佩佩

摘 要：在新建隧道施工中，传统的测量方式已经日渐无法满足当前复杂的测量需求。Auto CAD软件作为工程领域重要的软件工具，通过与免棱镜全站仪相结合，能有效减少测量时间，提升测量效率。为探讨该技术在工程测量当中的应用方法和应用效果，文章及首先针对免棱镜全站仪的技术现状、测量优势进行分析。并就工程测量中CAD软件的典型应用方法进行探讨，以期为隧道施工中的测量工序，提供借鉴、参考。并推动免棱镜全站仪+Auto CAD技术在工程测量中的进一步应用。

关键词：免棱镜技术；AutoCAD；工程测量

中图分类号：TU198.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0045-02

CAD软件在各个工程领域都能起到有效的辅助作用[1]。通过强大的计算、分析能力，使工程方案得到最大优化。同时可借助大量内存和强大检索能力，对图形、数字进行综合处理。并根据设计建立图形模型，还可以按照设计人员要求进行修改。免棱镜全站仪在隧道测量控制当中具有广泛应用，结合CAD软件后，其测量效率更是得到显著提高。下文即对两者的具体应用方法和优势进行分析。

1 免棱镜技术的应用

1.1 免棱镜全站仪的技术现状

在免棱镜的发展过程中，全站仪技术的诞生具有重要意义。所谓的免棱镜全站仪是相对于普通全站仪而言的概念划定。这种全站仪不需要采取反射工具（如反射片、反射棱镜等）即可进行测距。又被成为无棱镜、无目标全站仪[2]。

截止到目前，免棱镜全站仪可对一公里以内的距离进行测量，其中3002LN全站仪（在2005年由日本拓普康公司生产）通过脉冲激光来实现测距，最大视距可达1.1 km。而型号为NTS312B的南方测绘全站仪（南京军灿仪器设备有限公司生产）其结构更加灵活小巧，采用小型测距头并以激光对点测量，虽然视距仅在250 m以内，但测量精度更高（可达2+2PPM），环境适应性更好。虽然全站仪成本较贵，价格高昂。但在工程测距领域应用全站仪能有效节省工程成本。同时，在技术不断进步的当下，不仅相关的控制软件不断开发，配套的硬件设备也在逐步完善。全站仪价格的平民化不再遥远，其在测量工程中的普及也指日可期。

1.2 免棱镜全站仪的测量优势

在测量工程中，变形建筑、陡壁、悬崖以及断面等特殊位置，常规方法难以测量。采用免棱镜全站仪，则能有效保证施工人员安全，提升测量效率并减少工作时间[3]。

其中尤以地下测量的优势更为明显。现将该设备的测量优势总结如下。

1.2.1 准确率高

其测量精度可采用毫米进行计算，并且能依照工程要求进行调节。相比以往测量方法而言，还具有定位准确度高的优势。

1.2.2 节约时间

尤其是对断面测量来说，其测量速度极快，一般可在数分钟之内完成。而在位移量、掘进放样等的测量中，也能极大的节约工程时间。

1.2.3 灵活性好

免棱镜全站仪的设站位置可以选在后方交汇处，能灵活的进行测量。在一些测量现场条件较为局限或者与其他测量工序相冲突的位置，能充分体现其灵活性。选在最适宜位置定点，不仅能降低测量工序对其他工序所产生的影响，同时也确保在其他测量工序的影响下，本次测量所获得的精准度。过去测量往往由多人进行，采用免棱镜全站仪后，最少可仅由2人进行操作。

1.2.4 与其他作业无冲突

过去测量通常需要在轮廓线开挖出碴以后进行，每每使开挖工序中掺杂大量的测量工序。不仅占用工程时间，同时还导致作业冲突。而免棱镜全站仪可简化测量程序，缩短测量时间。若测量现场具有较好的通风环境的话，则可以直接安置仪器于现场边墙。如此一来，对扫描断面和放样轮廓线的测量则可与装碴同步进行。从而避免测量工序与后续工程环节产生时间或场地上的冲突[4]。

1.2.5 环境适应性好

在过去，对曲墙断面以及曲线隧道、不规则工作面等处进行测量一直是困扰测量工作的难题。致使施工队难以对上述环境进行准确测量。然而引入免棱镜全站仪以后，测量方式由原来的直观点位转化为极坐标方式，通过解析预设点位的坐标值，可将所有不利地形的测量予以简化，使上述问题都不再成为困扰。

2 Auto CAD的应用方法

目前CAD软件已经深入到各个工程领域，得到了广泛的应用[5]。就测量工程而言，CAD软件能在原有测量方法的基础上，进一步减少测量时间，提升测量速度。尤其是加密控制点操作，如果采取人工计算的方法，需要极为复杂的步骤和大量的计算。而在CAD当中这些数学难题都将得到简化。以下即对工程测距中CAD的典型应用进行分析。

2.1 角交会测量

角交汇测量示意，如图1所示，若测量工程当中，A、B两点已知。且两点位置所在角度都能得到直观测量，而待求点为P。则可首先做直线AB与A、B两点相连，分别以A、B两点为圆心，旋转AB直线，此时两段直线的交点位置即与P点重合，以CAD的ID命令即可对该点坐标进行求取。在实际测量中，若所绘制出的图形能进行检校，那么就可以对其进行坐标差计算。若图形符合近似平差条件，则需标记后行平均计算。

2.2 距离交汇测量

若测量工程情况，如图2所示，其中已知位置为A点和B点。并且通过常规测量方法，已经能确定Sa和Sb长度。在这些条件的基础上，首先应将A、B两点位置在CAD中进行坐标定位。将A点与B点用线段连接，而后先以A作为圆心，旋转Sa线，再以B为圆心，旋转Sb。两线段的端点轨迹分别成圆，两圆之间的交点各以P和P表示。通过与现场测量环境进行对照，将其中无用的点P去除，留下者为实际所需的P点坐标值。该测量手段与前述方法一道被应用在测量工程当中，可通过相互结合满足不同的测量条件和测量需要。

2.3 管理作业资料

CAD软件不仅能应用在技术测量领域，同时还能有效管理外界作业资料。其资料管理途径，主要是依靠强大的计算能力和网略图控制点来实现的。而其强大的绘图能力能使开挖过程中各类诸如纵断面、横断面等位置得到清晰的展现与准确的计算。同时还能进行分类图纸和整理数据。

随着近年来不断的升级，CAD软件的智能化程度也日益提升，在测量领域表现出极高的测量精度和计算能力。可以说，CAD已经涵盖了当前测量工程中所能面对的各类情况，能充分满足各种测量需求。

3 免棱镜全站仪联合Auto CAD软件测量的运用 优势

计算业内资料在整个测量工程中，占有极大比重。测量工程的效率、完成期限以及精准度等，全部依托业内资料计算的效率和准确性。而再继续深究的话，提升业内资料计算准确度的最为有效的方式，就在于测量工具和计算方法这两个核心环节。以CAD软件作为计算业内资料的方法，并以免棱镜全站仪作为工程测量的设备工具。从而在技术上占优，可对断面、曲面以及不规则面进行精确测量。采用极坐标解析法，最大限度上简化工程测距。免棱镜全站仪的定位功能准确，自动化程度较高。能实现目标跟踪、识别、瞄准以及测距。

该设备通常被应用在控制测量领域，而鲜少应用到施工测量当中。而通过与CAD软件的结合，能简化和优化隧道挖掘施工的测量方法，实现放样、测量的自动化和效率化。使工程建设时间减少，投资成本降低。

4 结 语

免棱镜全站仪具有定位精准度、测量准确率高，测量时间少，环境适应性好并且与其他工序无冲突等测量优势。Auto CAD软件可利用角交汇及距离交汇测量等方法，利用解析极坐标来简化测量步骤，解决工程上一些测量难题。两者联合应用，能使隧道挖掘中的测量效率得到极大提升，降低计算量和劳动量。

参考文献：

[1] 陈超，胡友健，万凯，等.免棱镜全站仪和AutoCAD在桥墩围堰定位中的 应用[J].地理空间信息，2013，（2）.

[2] 王凤艳，黄润秋，陈剑平，等.基于免棱镜全站仪的岩体边坡控制测量及 结构面产状检验测量[J].吉林大学学报：工学版，2013，（6）.

[3] 程钢，贾宝，冉艳艳，等.管道工程数字测绘关键技术研究与应用[J].测绘 工程，2014，（8）.

[4] 陶绍武.AutoCAD软件辅助全站仪在施工测量中的应用[J].农业科技 与信息，2013，（18）.

[5] 朱利.全站仪和AutoCAD在园林工程测量中的应用[J].现代园艺，2014，

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