免棱鏡型全站儀在店房金礦中的應(yīng)用

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新儀器的連續(xù)出現(xiàn)。免棱鏡全站儀的免棱鏡視距由其初幾十米發(fā)展到當(dāng)今的上千米。當(dāng)今長距離免棱鏡全站儀主要有徠卡1200系列、拓普康GPT-3000LN系列和天寶5600系列；本文結(jié)合全站儀技術(shù)的發(fā)展，免棱鏡全站儀的結(jié)構(gòu)以及免棱鏡全站儀測量的原理，確定免棱鏡反射測量在工程中的適用性。傳統(tǒng)的全站儀測量需要棱鏡的配合使用，在難于架設(shè)棱鏡的工作條件下給測量帶來極大不便和困難，而免棱鏡測量的使用解決了這一大難題，在很大程度上節(jié)省了人力與時間，提高了工作效力。并闡述了難架設(shè)棱鏡的目標(biāo)的具體測量方案和有效測設(shè)措施。

【關(guān)鍵詞】全站儀；免棱鏡測距技術(shù)；應(yīng)用

1、概述

隨著地質(zhì)勘探與礦山開采的日益規(guī)范，礦山測量的作用顯得優(yōu)為重要。測量新技術(shù)免棱鏡型全站儀的出現(xiàn)在礦山測量中也發(fā)揮著其它儀器無法代替的作用。免棱鏡型全站儀在露天開采中發(fā)揮著精度高、效率高等優(yōu)點；對有效地減少傳統(tǒng)測量所花的人力、物力、時間的開支。一下對在礦山測量中對測量方案，結(jié)合本礦實際情況對免棱鏡測量技術(shù)的一些問題進(jìn)行探討。

2、全站儀免棱鏡測量的原理及結(jié)構(gòu)

免棱鏡全站儀可以不以棱鏡作為測量目標(biāo)就可以直接進(jìn)行測距的全站儀。免棱鏡測量又叫無合作目標(biāo)測量，不需用反射棱鏡測量而是靠被測物的自然表面反射光線來進(jìn)行測量。免棱鏡測量有兩種測量方法和多種測量模式：第一是脈沖法，第二是相位法，脈沖法用測量時是靠發(fā)射和接收信號之間的時間間隔來計算儀器到被測物的距離，最終依多次測量測得的平均距離作為測量的最或然值。而相位法測量是利用測量的連續(xù)信號，以不同的測量頻率來調(diào)制載波的信號從而測出發(fā)射信號和接收信號間的相位差，從而求得儀器到被測物之間的距離。一般來說在同等的條件下，脈沖法的測程相對于相位法遠(yuǎn)，但相位法的精度比脈沖法高。例如以徠卡TCR系列儀器來作一些測距原理的簡單介紹。LeicaTCR1100系列全站儀EDM模塊被集成在全站儀中，可以產(chǎn)生一束與望遠(yuǎn)鏡同軸的紅外激光IR，它是由激光發(fā)射管發(fā)射紅外激光來作為紅外光束的一種選擇。它還可以產(chǎn)生一束可見波段紅色激光束RL，它是由紅色激光發(fā)射管發(fā)出，相對應(yīng)的有IR和RL兩種測量方式，這兩種測量方式可以利用全站儀的按鍵來完成兩種測距模式的切換。傳統(tǒng)的測距儀大都是利用發(fā)光管作為信號的主要來源，而測量新技術(shù)的出現(xiàn)，則是采用激光管來實現(xiàn)測距的，提高了發(fā)射功率，同時也能保證免棱鏡測量的測距精度，相位法測距用的測量光束與脈沖法相比相對細(xì)，因此它能夠準(zhǔn)確的分辨出兩點非常近的點，脈沖式無反射棱鏡在測距時，不需要特別強(qiáng)的激光功率，但與相位法相比精度相對低一點。IR測距方式是需要反射棱鏡或反射片，RL測距方式則可以不利用反射棱鏡，也可以使用反射棱鏡來完成距離的測量。

3、免棱鏡全站儀的優(yōu)點及缺點

免棱鏡全站儀是把傳統(tǒng)的全站儀和激光測距技術(shù)的綜合，它是在傳統(tǒng)全站儀的基礎(chǔ)之上采用新的一種測量方法，在沒有反射棱鏡的前提下來實現(xiàn)兩點間的距離測量方法。即可實現(xiàn)人們常說的“所瞄即得”。下面簡單的闡述一下免棱鏡全站儀在使用過程中的優(yōu)點及缺點。優(yōu)點：在露天作業(yè)時，免棱鏡全站儀在測量作業(yè)時可以在不需要棱鏡的前提下進(jìn)行距離測量，適合在不宜放置反射棱鏡或者反射片的地方的進(jìn)行測距，例如在野外觀測懸崖、石壁、渣坡等一系列使作業(yè)人員無法到達(dá)的地方都可以進(jìn)行作業(yè)。在井下作業(yè)時，利用免棱鏡全站儀測量采空區(qū)（可直接測量空區(qū)的邊界和頂板）、工程放線（在巷道頂部可直接找出需要放點的位置）等；總之在測量時作業(yè)時不需要作業(yè)人員的上坡下溝，在作業(yè)過程中可以大大節(jié)約了工時間，提高工作效率。缺點：在一般情況下，免棱鏡測距時由于受到激光束的限制，對于黑暗的角落或者深色表面物件用免棱鏡測量的測距效果不會太好，往往會出現(xiàn)測距時間長、不能進(jìn)行正確測距或者測距誤差大等現(xiàn)象。例如，在井下施工時，在對水泥厚度或者護(hù)墻施工測量控制時，因為井下視線不好、粉塵厚等有深色時免棱鏡測距往往會不出數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。

4、實例應(yīng)用

店房金礦是一個老礦山有井上露天開采和坑內(nèi)開采兩大部分，對于露天開采測量人員按時需要對工程驗收、現(xiàn)狀測量、高大邊坡、踏空區(qū)、排渣場等眾多區(qū)域進(jìn)行各種測量，在測量作業(yè)過程中必定存在不安定因素對測量人員來說是重大的安全隱患。由于免棱鏡全站儀技術(shù)出現(xiàn)，將免棱鏡全站儀技術(shù)應(yīng)用到露天礦山測量中，可使作業(yè)人員在不到達(dá)需要測量的位置就可以得到想要的測量數(shù)據(jù)，從而可以大大提高測量作業(yè)安全系數(shù)及作業(yè)效率。

在井下礦山測量中測量作業(yè)人員要對各個采場的驗收、測量現(xiàn)狀、老采空區(qū)的統(tǒng)計等數(shù)據(jù)的提取都有著傳統(tǒng)全站儀所無法來完成的；從數(shù)據(jù)質(zhì)量上說它替代了傳統(tǒng)測量而達(dá)不到的測量精度；在勞動強(qiáng)度上大大提高了工作效率；從安全角度上也降低了作業(yè)人員在作業(yè)時的不安全因素等等。在內(nèi)業(yè)整理中，它可以直接利用全站儀所帶的數(shù)據(jù)下載線可直接下載所有的測量數(shù)據(jù)，在轉(zhuǎn)換為我們所需的各種坐標(biāo)數(shù)據(jù)格式。如在南方cass7.0軟件中可以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為下面格式（12，，53362.8，31340.89，26.82即點號/東坐標(biāo)/北坐標(biāo)/高程）其數(shù)據(jù)之間均需逗號隔開，在露天工程測量驗收中可以直接測量露天離散的高程點在南方cass7.0中展點、生等高線、切剖面線進(jìn)行方量計算。

5、結(jié)語

免棱鏡全站儀的測量技術(shù)在礦山露天和井下測量中與傳統(tǒng)的全站儀相比無論是在精度、工作效率、勞動強(qiáng)度上都有著很大的優(yōu)勢。相對于高大邊坡、塌方區(qū)域、渣坡、井下老采空區(qū)、采場的驗收、工程放點等特殊區(qū)域進(jìn)行測量作業(yè)時，它可以避免測量作業(yè)人員的爬高、滑落等危險，保證了測量作業(yè)人員的人身安全，可以提高測量的工作范圍、工作效率還節(jié)省人力和資源，同時又能保證測量精度；滿足工程設(shè)計要求?？傊好饫忡R全站儀無論是在井下生產(chǎn)或露天礦山測量作業(yè)中發(fā)揮著其它儀器不可代替的作用，免棱鏡全站儀測量技術(shù)無論在露天還是在井下測量中有著很好的發(fā)展。