激光测距仪在水文测验中的使用技巧

激光测距仪在水文测验中的使用技巧
作者：牛长喜 张小成 高俊生 梁玉振 陈海燕





       激光测距仪是目前最先进的无标尺距离测量仪器，已在各行各业的生产中应用多年，也在水文行业广泛使用。水文工作有着与其他行业不同的特殊性，特殊的测量环境和测量对象，使激光测距仪的应用不像其他方面应用的简单，多数情况下需要利用一些技巧来完成一些复杂情况的距离测量，这些技巧被实践证明是有效的。

        激光测距仪是目前最先进的距离测量仪器，利用激光对目标进行准确距离测定。工作时激光测距仪向目标发射出一束很细的激光，经被测目标反射后的激光束由光电元件接收，计时器同时测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单，速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。目前水文行业外业使用的多为激光测距仪，广泛应用于水文淤积断面起点距测量，水文流量测验断面起点距测量及河势测验中的距离测量等。特殊情况下的水位观测中，利用激光测距仪测得距离，利用测角仪器获得角度，根据距离、角度可以有效计算水位数值，保证观测人员安全。水文工作有着与其他行业不同的特殊性，特殊的测量环境和测量对象，使激光测距仪的应用不像其他行业方面应用情况简单，按常规方法无法获得距离数据，多数情况下需要利用一些技巧来完成一些复杂情况的距离测量，这些技巧被实践证明是有效的。

       
       激光测距仪的基本部件是由激光发射器、控制激光发射器的开关系统、光接收器、计时器、计算系统、电源等部分组成。激光发射器是产生激光的元件，在控制开关的作用下产生及发射激光。激光接收器是接收由被测目标反射回来的激光（当然也接收非观测目标反射回来的激光）。计时器是记录激光从发射到被反射回来的时间。打开激光发射器的同时提示计时开始，激光遇到反光物体被反射回来被激光接收器接收到后同时计时器停止计时。计算系统根据激光的运行时间及光的速度计算出观测站到目标测点的距离。

       淤积断面测点距离的高效观测外业测量中，一个淤积断面约观测 50 个左右的水下测点，每个测点都需要用激光测距仪测出距离，需要 5-10 分钟测完。测量点数较多，仪器测量触发开关操作频繁。如果在一个点上多次测不出数据，不仅延长测量时间，仪器电源的电量也有限，电容充电时间延缓。多次连续触发激光会使连接线发热太大，烧坏电线。因此，快速、有效的使用激光测距仪测出距离数据，是外业测量应该研究的问题。

       仪器选通就是限制最小测量距离，不处理最近距离以内的反射信号。这样如果草丛距离 100m，将选通距离定为 100m 以上，就不会再测到草丛内的反射信号，正常接收超过选通距离以上的观测点返回的信号。在进行断面水下测量，当视角较小，且仪器站距近岸水边较远时，由于视角较小，不是测到近滩的信号，就是测到远滩的信号，这时仪器的选通功能也能发挥作用。即将仪器的选通值定为稍大于近岸水边的距离，测距时就不会再测到近岸滩地的反射信号。观测水面上靠近对岸一些测点的距离时，应充分利用水面对激光信号不返回反射的特性，仪器瞄准时可以稍偏下，瞄准水面，测出的实际是被测点的距离。当含沙量很小时，水面一般也不能反射回光信号，在进行水上测距时也可以利用这一特点。水面上测距方法一般采用“近处打梢，远处打根”。即在近岸部分仪器尽量往目标的上部瞄，避免测住近滩信号；远岸部分仪器尽量往目标的下部瞄，避免测住远滩信号。在测量人员不能到达水边时，利用这种方法可以较准确的测出两岸水边的距离。观测点处环境复杂时，一般情况下在观测点处应用一些标牌突出周围环境，以避免周围环境对测距的影响。现场测距时，对测距成果进行分析、判断也是一项很重要的工作，对于明显不正确的测距结果应及时分析、判断及采取一些合理的措施进行补测。

结论与建议

①水文工作往往面临特殊的测量环境和测量对象，使激光测距仪的应用变得复杂，无法按照常规方法进行测量，但多数情况下利用一些技巧是可以完成一些复杂情况的距离测量，这些技巧被实践证明是有效的。

②提高激光测距仪的观测效率主要是依赖仪器的稳定性及测验人员的正确操作。提高测验人员的基本功及正确选择观测方法，可避免不必要的无效操作，避免浪费时间。

③在对待岸边有杂草、树林等障碍物时，仪器选通功能可发挥有效的作用。正确的选择选通量，可限制最小测量距离，不处理最近距离以内的反射信号。在类似黄河这样的淤积断面测量时不能忘记该功能的应用。

④淤积断面距离测量时，水面对激光不返回反射信号是一个很重要的特性。断面水下测量，当视角较小观测两岸边附近测点困难时，可结合仪器的选通功能，测近岸测点可稍偏上瞄准。观测水面上靠近对岸一些测点的距离时，可稍偏下瞄准，有利于距离的观测。






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