刘平利，乔天荣，张鸿祥，郑玉生

（1.河南省地质调查院 河南省城市地质工程技术研究中心，河南 郑州 450001）

目前，城市中的老旧防空洞已出现塌方、水淹等现象，对城市危害非常大，因此准确掌握老旧防空洞在城市地下分布的准确三维坐标位置，能为防空洞修复和危害治理提供可靠的数字基础。相对于利用全站仪等传统测量方式来说，基于手持式三维激光扫描仪获取的海量点云数据，能更加全面地呈现防空洞内部的三维结构；在进行内业处理分析时，能更加快速地批量获取防空洞的断面数据和准确体积。然而，获得有效成果的前提是获取点云数据的准确度，以及把误差控制在有效精度范围内。本文探讨了手持式三维激光扫描仪的设备应用场景、误差因素和精度控制手段，以期在精度合格的基础上，找到更加快速便捷的操作扫描方案。

1 手持式三维激光扫描仪的工作原理

手持式三维激光扫描仪的工作原理为：由激光测距仪的激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被激光测距仪的接收器所接收；接收器准确记录光脉冲从发射到被反射回的传播时间，由于光脉冲以光速传播，因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲，鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量；结合激光器的高度和激光扫描角度，即可准确计算出空间每一点的三维坐标信息。惯性测量单元（IMU）主要用来记录扫描仪的位置[1]，是测量物体三轴姿态角（或角速率）和加速度的装置。……