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摘要：本文介绍利用徕卡TCR—802型号全站仪无棱镜测距技术，对某热电厂改扩建中冷却塔局部内半径符合程度进行检测，判定冷却塔局部缺陷是否影响其正常使用。
关键词：全站仪，无棱镜技术，应用
引言：某热电厂在扩能改建项目配套工程中，共建2个2000m2自然通风冷却塔，其规格为底半径27.52m，上半径为15.74m，中上部半径最小值为14.50m，高度70.00m，横截面为圆形，竖向剖面为以中心为对称轴的双曲线形。冷却塔结构底部为支柱，高度4.63m，柱中心间距4.00m；上部为混凝土按层整体浇灌而成，每层模板高度1.30m，共计51层，壁厚0.12m—0.40m，半径最小处壁厚值最小，底部壁厚值最大。冷却塔主体竣工后，从外部细心观察发现1号塔北侧距地面大约20m附近有凸起迹象，建筑物的曲线可能偏离设计值，故需对冷却塔出现缺陷部位进行检测，既对内半径符合程度的测定，判定其是否满足设计要求和存在安全隐患。
1 实测方案
由于检测部位距地面较高，冷却塔内壁光滑，施工用的脚手架已拆除，作业人员无法将棱镜触到监测点，采用大型起重升降设备现场又不具备条件，最终确定选用全站仪无棱镜测距技术，以冷却塔施工放线时的中心点为测站，测定冷却塔有缺陷部位的半径，用以和设计半径值进行比较，检验差值是否符合相关要求。
2 仪器的选定
我单位拥有无棱镜测距功能的全站仪分别为，拓普康公司生产的GPT-6011c型测角精度为1秒，无棱镜测距精度为5mm+2Dppm；日本索佳公司生产的SET230RK3型测角精度为2秒，无棱镜测距精度为3mm+2Dppm；徕卡公司生产的TCR-802型测角精度2秒，无棱镜测距精度为3mm+2Dppm。利用上述3种型号的全站仪，选择20m、30m、50m、70m测段，仰角在30度范围，选用和冷却塔相同的材质进行有棱镜和无棱镜测距试验，两者的距离最大差值为3mm，最终选定精度相对稳定的徕卡TCR-802全站仪。
3、无棱鏡测距技术的基本原理
电子测距仪的基本组成包括发射部分、回光部分、接收部分、测量和计算部分；对于有反射棱镜测距，回光部分为反射棱镜或反射条，它能将大部分的入射光沿入射光路反射回测距仪的接收部分接收，进而实现测距。对于无反射棱镜测距，回光部分为被测物体的反射部分，它将入射光沿各个方向反射，形成漫反射，部分反射光被测距仪的接收部分接收，进而实现测距。
无棱镜全站仪测距方法有两种：脉冲法和相位法。通常条件下，脉冲法的测程远，相位法的精度高。脉冲法用测量时发射和接受信号之间的时间间隔来计算距离，多次测量得出平均距离。相位法使用连续信号，以不同的频率来调制载波信号，测出发射和接受信号之间的相位差，从而求出被测距离，这两种测距原理与有合作目标的测距原理相同。
4 测量方法
根据外部观察情况，检测范围需要大于冷却塔的缺陷部位，竖向选定在9-23层，长度24m，控制面积450m2，观测区域划分7条纵断面。在冷却塔圆心点设置全站仪，整平对中后输入测站坐标、仪器高、高程等参数，本次测量平面坐标选用独立坐标系，高程面以施工“±0”为基准，观测员以立柱中心为照准点，竖直向上依次测定每层模板下边线处的三维坐标，共实测105个细部点。
5 内业计算
外业测量工作结束后，将全站仪存储的各层模板细部点三维坐标传入计算机，利用计算机和南方测绘仪器公司CASS7.0成图软件展点，解算出每层实测高程面的检测半径，通过和该层设计半径值进行比较，发现冷却塔出现的缺陷部位范围竖向在12-21层，横向在3-6条断面之间，面积约200m2；其中最大偏差值为0.120m，详细观测成果如下表：
2000m2冷却塔风筒内壁半径检测表
6 成果利用
测量成果提交后，经建设单位、设计单位、监理公司和施工单位进论证，认为测得冷却塔局部内半径不符值大小准确反应出冷却塔缺陷程度，从结构力学考虑不影响使用功能，随后转入内部装饰阶段，现已投入正常使用。
7 结束语
1）在使用全站仪无棱镜测量技术时，应具备通视好介质反射能力强的条件；当测绘成果精度指标要求高时，应选用高精度的全站仪，并进行有棱镜和无棱镜测量实验，保证测量成果满足要求。
2）无棱镜测量适应反射体处于高温高压、有毒有害气体污染处、悬崖、陡峭、比高大或人员无法接近的场所，避免危险环境可能造成对人的伤害。
3）无棱镜测量技术可应用到地形测量、城市日照测量、文物保护规划测量等领域，减轻作业人员的劳动强度，提高劳动效率，具有广泛推广意义。
参考文献：
﹝1﹞李青岳、陈永奇 主编《工程测量学》（修订版），测绘出版社，1995。
﹝2﹞建设部：《建筑变形测量规范》，中国建筑工业出版社，2007。
作者简介：
张彦军，1961年3月出生，男，汉族，辽宁省喀左县人，辽宁省有色地质局一0一队工作（抚顺），测量高级工程师。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：全站仪，无棱镜技术，应用
引言：某热电厂在扩能改建项目配套工程中，共建2个2000m2自然通风冷却塔，其规格为底半径27.52m，上半径为15.74m，中上部半径最小值为14.50m，高度70.00m，横截面为圆形，竖向剖面为以中心为对称轴的双曲线形。冷却塔结构底部为支柱，高度4.63m，柱中心间距4.00m；上部为混凝土按层整体浇灌而成，每层模板高度1.30m，共计51层，壁厚0.12m—0.40m，半径最小处壁厚值最小，底部壁厚值最大。冷却塔主体竣工后，从外部细心观察发现1号塔北侧距地面大约20m附近有凸起迹象，建筑物的曲线可能偏离设计值，故需对冷却塔出现缺陷部位进行检测，既对内半径符合程度的测定，判定其是否满足设计要求和存在安全隐患。
1 实测方案
由于检测部位距地面较高，冷却塔内壁光滑，施工用的脚手架已拆除，作业人员无法将棱镜触到监测点，采用大型起重升降设备现场又不具备条件，最终确定选用全站仪无棱镜测距技术，以冷却塔施工放线时的中心点为测站，测定冷却塔有缺陷部位的半径，用以和设计半径值进行比较，检验差值是否符合相关要求。
2 仪器的选定
我单位拥有无棱镜测距功能的全站仪分别为，拓普康公司生产的GPT-6011c型测角精度为1秒，无棱镜测距精度为5mm+2Dppm；日本索佳公司生产的SET230RK3型测角精度为2秒，无棱镜测距精度为3mm+2Dppm；徕卡公司生产的TCR-802型测角精度2秒，无棱镜测距精度为3mm+2Dppm。利用上述3种型号的全站仪，选择20m、30m、50m、70m测段，仰角在30度范围，选用和冷却塔相同的材质进行有棱镜和无棱镜测距试验，两者的距离最大差值为3mm，最终选定精度相对稳定的徕卡TCR-802全站仪。
3、无棱鏡测距技术的基本原理
电子测距仪的基本组成包括发射部分、回光部分、接收部分、测量和计算部分；对于有反射棱镜测距，回光部分为反射棱镜或反射条，它能将大部分的入射光沿入射光路反射回测距仪的接收部分接收，进而实现测距。对于无反射棱镜测距，回光部分为被测物体的反射部分，它将入射光沿各个方向反射，形成漫反射，部分反射光被测距仪的接收部分接收，进而实现测距。
无棱镜全站仪测距方法有两种：脉冲法和相位法。通常条件下，脉冲法的测程远，相位法的精度高。脉冲法用测量时发射和接受信号之间的时间间隔来计算距离，多次测量得出平均距离。相位法使用连续信号，以不同的频率来调制载波信号，测出发射和接受信号之间的相位差，从而求出被测距离，这两种测距原理与有合作目标的测距原理相同。
4 测量方法
根据外部观察情况，检测范围需要大于冷却塔的缺陷部位，竖向选定在9-23层，长度24m，控制面积450m2，观测区域划分7条纵断面。在冷却塔圆心点设置全站仪，整平对中后输入测站坐标、仪器高、高程等参数，本次测量平面坐标选用独立坐标系，高程面以施工“±0”为基准，观测员以立柱中心为照准点，竖直向上依次测定每层模板下边线处的三维坐标，共实测105个细部点。
5 内业计算
外业测量工作结束后，将全站仪存储的各层模板细部点三维坐标传入计算机，利用计算机和南方测绘仪器公司CASS7.0成图软件展点，解算出每层实测高程面的检测半径，通过和该层设计半径值进行比较，发现冷却塔出现的缺陷部位范围竖向在12-21层，横向在3-6条断面之间，面积约200m2；其中最大偏差值为0.120m，详细观测成果如下表：
2000m2冷却塔风筒内壁半径检测表
6 成果利用
测量成果提交后，经建设单位、设计单位、监理公司和施工单位进论证，认为测得冷却塔局部内半径不符值大小准确反应出冷却塔缺陷程度，从结构力学考虑不影响使用功能，随后转入内部装饰阶段，现已投入正常使用。
7 结束语
1）在使用全站仪无棱镜测量技术时，应具备通视好介质反射能力强的条件；当测绘成果精度指标要求高时，应选用高精度的全站仪，并进行有棱镜和无棱镜测量实验，保证测量成果满足要求。
2）无棱镜测量适应反射体处于高温高压、有毒有害气体污染处、悬崖、陡峭、比高大或人员无法接近的场所，避免危险环境可能造成对人的伤害。
3）无棱镜测量技术可应用到地形测量、城市日照测量、文物保护规划测量等领域，减轻作业人员的劳动强度，提高劳动效率，具有广泛推广意义。
参考文献：
﹝1﹞李青岳、陈永奇 主编《工程测量学》（修订版），测绘出版社，1995。
﹝2﹞建设部：《建筑变形测量规范》，中国建筑工业出版社，2007。
作者简介：
张彦军，1961年3月出生，男，汉族，辽宁省喀左县人，辽宁省有色地质局一0一队工作（抚顺），测量高级工程师。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。