免棱镜全站仪测距性能的精度分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇免棱镜全站仪测距性能的精度分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘要]本文介绍了免棱镜全站仪的基本特点和性能，着重对全站仪在无反射棱镜条件下的测距性能进行了多方面的测试，得出了该仪器在不同条件下测距精度的变化情况，并对其进行了分析、探讨和总结。
[关键词]NikonDTM－352全站仪；无反射棱镜测距；性能测试
一、引言
免棱镜全站仪是不需要棱镜作为合作目标就可以进行测距的全站仪，是无反射棱镜测距技术与传统全站仪的完美融合，使得免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。同时也使得免棱镜测距更为方便、快捷。实现了“所瞒即所测”。同以往的全站仪或无反射棱镜测距仪相Lk，免反射棱镜全站仪具有测距速度快、测程远；效率高，使用范围广；安全性能高等优点，这就使免棱镜全站仪在地籍测量、地形平面测量、工程断面测量、建筑物倾斜测量等方面得到了广泛应用。由此可见免棱镜全站仪是具有广阔发展前景的测量仪器。但是由于目前我国计量检定规程对它没有规定相应的检定方法，因此，大多数计量检定单位还是按照现有的检定规程进行检声，而没有对它的新特性进行检验和测试，这就人为地造成仪器检验上的空白。本文对NikonDTM－352全站仪进行免棱镜条件下的多种测距性能进行了测试，旨在了解和评价该仪器在不同条件下的性能指标。希望此文能对这方面的工作有所帮助。
二、测试方案
由于免射棱镜全站仪的测距原理基本相同，因此本试验只对NikonDTM――352全站仪的测距性能进行测试。该仪器内部的EDM，可以保证全站仪进行高精度、远距离测量；12000点内存，提供更多作业管理的记录空间，可同时存储32个文件；1.6秒快速精确测距，测角精度为2”：在MSR下，该仪器的测距精度为±(2mm+2PPmx D1mm，TRK模式下的测距精度为主(3+3PPmxD)mm。
为全面的检验该仪器在不同条件下的测距精度，设计了以下试验：不同材质对测距精度的影响：不同颜色对测距精度的影响：激光入射角对测距精度的影响：反射面的透明度对测距精度的影响：在“多路径效应”影响很大时，镜头前加罩与否对测距精度的影响。
三、测试与分析
1 材质对测距精度的影响。从理论角度来讲，观测值均方差并不反映观测值的精度，但是很好代表着观测值的内符合精度，我们看到：几种材料的测距结果的内符合精度相当，可见激光束在所选的几种材料表面的反射是稳定的。在几种反射材料中，水泥墙面和白色粉刷墙面的粗糙程度明显比白纸和白铁片大很多，但其内符合精度相当。因此。在外界环境良好的情况下，只要物体表面有足够的反射能力且反射信号稳定，则材质的差异对测距精度的影响并不明显。
2 色彩对测距精度的影响。除特殊颜色一黑色外，材料颜色对测距精度的影响不明显，但颜色越浅，物体的反射信号得能力越强，对测距就越有利。
3 入射角对测距精度的影响。在激光入射角度不同的情况下，免棱镜全站仪的内符合精度比较稳定；而外符合精度随着入射角度的增加而变大。当棱镜正对仪器时，返回的信号最多，测量结果也就最准确。
激光入射角度也是影响测量结果的重要因素之一，因此在实际的工程测量当中我们应尽量以小角度进行实测，以保证工程对测距的精度需求。
4 反射面的透明度对测距精度的影响。对于不完全透明的物体所测得的距离小，这是因为激光束没有完全穿透，激光束分别从不完全透明物体和白铁片两个反射面反射，所得距离是它们分别与仪器之间距离的一个加权平均值。
值得注意的是：在把玻璃放置在铁片前10cm处时，测量所得到的距离比实际距离还要长。这是因为玻璃的穿透性好，光束在穿透玻璃时其速度也发生变化，其速度大小为2x10米／秒，这就造成光束在玻璃当中的传播时间延长，测量所得距离比实际距离长的现象。
综上可知：当被测目标前方有透明(如玻璃)或不完全透明的障碍物时，一般不能得到正确的距离值，其误差随前方障碍物的透明度和障碍物与目标的距离的变化而变化。当然了，我们也可以得出这样的结论：当被测目标是具有一定透明度的物体时。并且后面具有距离较近的物体时，测得的距离也是不准确的(应该是由公式(1)算得的结果)。因此，在实际工作中，应尽量避免照准具有一定透明度的物体或前方具有透明障碍物的物体。
四、结论
(1)Nikon免棱镜全站仪测距性能可靠，通常情况下，其测值精度和稳定性与仪器的标称指标一致。
(2)对于不同粗糙程度的物体，在进行测摄中只要物体表面的反射能力足够强，且信号稳定，一般来说物体表面的粗糙程度对测距的精度影响较小。
(3)材料颜色对测距精度的影响不明显，但颜色越浅，物体的反射信号越强，对测距有利。目标颜色应为白色为好，位置应尽量垂直于视准线。
(4)在测量过程中应注意入射角度对测距精度的影响。且应尽量保证激光入射角小于30°，以减少其对测距精度的影响。
(5)应避免对透明物体的测量。如若对其进行施测，应对目标表面进行相关处理，如在透明物内、外侧粘贴非透明薄膜、涂刷油漆等。
(6)由于在测量中会遇到障碍物较多的地带，应采取必要措施(如采取加罩的方法)，以减少“多路径效应”的影响。
参考文献：
[1]岳建平，高永刚，谢波，无反射棱镜全站仪测距性能测试试[J]，测绘工程，2005，14(2)：35-37
[2]范百兴，夏治国，全站仪无棱镜测距与精度分析[J]，北京测绘，2004，(1)：28-30
[3]朱顺平，薛英，无反射棱镜全站仪测及其测试[J]，测绘通报，2001，(3)：41-45
[4]冯文灏，一种基于无反射镜测距仪的测量系统及其应用[J]，测绘信息与工程，2001，(1)
[5]张正禄，工程测量学[M]，北京：高等教育出版社，2004
[6]武汉测绘学院，同济大学，控制测量学[M]，北京：测绘出版社，1986
[7]北京中翰仪器有限公司，DTM－352系列中文全站仪操作手册[K]