全站儀用于井下基本控制導(dǎo)線測量的相關(guān)探討

■黃科

（江西省大吉山鎢業(yè)有限公司 江西 贛州341801）

全站儀用于井下基本控制導(dǎo)線測量的相關(guān)探討

■黃科

（江西省大吉山鎢業(yè)有限公司 江西 贛州341801）

目前全站儀已逐漸替代了傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀和鋼尺等，成為當(dāng)前井下基本控制導(dǎo)線測量的重要工具和手段。但是受到井下測量條件的復(fù)雜性等相關(guān)因素的影響，其在測量精度方面存在著一定問題，需要結(jié)合井下測量的特點(diǎn)和相關(guān)條件進(jìn)行糾正和提升。因此，本文對全站儀在井下基本控制導(dǎo)線測量過程中的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了分析和探究。

全站儀井下測量導(dǎo)線測量基本控制導(dǎo)線

隨著相關(guān)測繪技術(shù)的發(fā)展，全站儀開始被廣泛應(yīng)用到井下基本控制導(dǎo)線的測量過程中，但由于受到井下復(fù)雜作業(yè)環(huán)境的影響以及其他相關(guān)限制，全站儀的使用精度問題受到人們廣泛關(guān)注。

1 全站儀用于井下基本控制導(dǎo)線測量產(chǎn)生的誤差分析

1.1 儀器本身存在的誤差

首先，由于視準(zhǔn)軸產(chǎn)生的測量誤差，當(dāng)全站儀上的視準(zhǔn)軸與全站儀的橫軸之間沒有垂直的時候，測量結(jié)果就會出現(xiàn)誤差。其次，是常見的橫軸誤差，這是由于橫軸與全站儀豎軸之間沒有垂直，導(dǎo)致測量出現(xiàn)誤差。

1.2 井下對中過程中產(chǎn)生的誤差

全站儀在井下基本控制導(dǎo)線的測量過程中，如果井下的點(diǎn)位與全站儀站中心不再同一個鉛錘線上，測量結(jié)果就會出現(xiàn)誤差。下圖中，B點(diǎn)為側(cè)站點(diǎn)，全站儀測量中心位就是實(shí)際的對中點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)測到的為ABC水平角，實(shí)測水平角與應(yīng)測水平角兩者之間的差就是由于井下對中誤差對水平角測量產(chǎn)生的影響。

根據(jù)相關(guān)研究可以得到觀測方向值的規(guī)律有兩個，一個是方向值的誤差與線量對中的誤差e成正比。另一個是觀測方向值誤差與距離之間成反比，邊長如果越短，對水平角測量產(chǎn)生的影響也就越大。

全站儀在井下對中誤差示意圖

1.3 對鏡站瞄準(zhǔn)產(chǎn)生的誤差

在進(jìn)行井下基本控制導(dǎo)線測量的過程中，如果全站儀瞄準(zhǔn)的鏡站的目標(biāo)位置偏離了實(shí)際的瞄準(zhǔn)位置的時候，就會導(dǎo)致測量誤差。通過下圖能夠?qū)︾R站瞄準(zhǔn)誤差進(jìn)行清晰的認(rèn)識。

根據(jù)相關(guān)研究可以得到全站儀觀測方向值的影響規(guī)律也有兩個。一個是瞄準(zhǔn)誤差與對鏡站瞄準(zhǔn)的高度、目標(biāo)的傾斜角之間成正比的關(guān)系。另一個是瞄準(zhǔn)測量誤差與邊長之間成反比的關(guān)系。

對鏡站瞄準(zhǔn)產(chǎn)生的誤差示意圖

1.4 測距誤差

測距誤差主要分為三類，一類是固定誤差，包括對中誤差、儀器常數(shù)誤差以及測相誤差。一類是比例誤差，包括測尺頻率誤差、光速誤差和大氣折射誤差。還有一類是周期誤差。

1.5 外界環(huán)境條件產(chǎn)生的誤差

井下生產(chǎn)環(huán)境條件，如井下的溫度、濕度和礦塵量、照明條件等因素都會給全站儀井下基本控制測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。但使用全站儀進(jìn)行短暫的測角時間產(chǎn)生的誤差是可以考慮不計的。

2 全站儀在井下基本控制導(dǎo)線測量的具體應(yīng)用

2.1 井下基本控制導(dǎo)線點(diǎn)的選點(diǎn)和埋點(diǎn)工作

首先，要確保兩個相鄰的導(dǎo)線點(diǎn)之間有著良好的通視條件，兩者之間的距離盡量大一些，盡量避免長邊與短邊相互連接，應(yīng)巷道連接處、交叉口埋設(shè)測量導(dǎo)線點(diǎn)。導(dǎo)線點(diǎn)的選擇應(yīng)盡量遠(yuǎn)離運(yùn)輸軌道以避免運(yùn)輸造成影響。另外，導(dǎo)線點(diǎn)的選擇應(yīng)當(dāng)選擇相對穩(wěn)定、安全的地點(diǎn)。最后，井下基本控制導(dǎo)線點(diǎn)的永久測量點(diǎn)應(yīng)當(dāng)要在觀測工作開始之前的前一天埋設(shè)好，當(dāng)混凝土電芯鐵固定牢固之后，就可以開展觀測工作。

2.2 配置相應(yīng)的儀器操作人員

按照全站儀的操作使用要求，進(jìn)行測量的時候最少需要4位操作人員，其中1人為主管測量人員，1位為測量數(shù)據(jù)記錄人員，另外2人立棱鏡和照明前后視覘標(biāo)。要明確各個操作人員的責(zé)任和分工，每一位操作人員都要做到各司其職、快速、有效的開展工作。

2.3 “三聯(lián)架”測量方法

根據(jù)實(shí)際情況，全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用實(shí)施方法主要有以下幾種。首先，是常見的三架法，例如對已知的導(dǎo)線點(diǎn)A和導(dǎo)線點(diǎn)B開始實(shí)施導(dǎo)線測量，在B點(diǎn)放置全站儀的對中，對B導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行測量之后，朝著A點(diǎn)移動的時候，三腳架和基座可以保持不懂，只需要將A點(diǎn)的棱鏡、覘標(biāo)進(jìn)行移動就可以了，因此能夠有效提高井下測量的效率。其次，是四架法，當(dāng)對導(dǎo)線點(diǎn)B測量完之后，如果導(dǎo)線點(diǎn)A的距離與之相距較遠(yuǎn)，就會導(dǎo)致觀測前視點(diǎn)不容易找到，從而影響測量工作效率，在這種情況下，配備第四個三腳架和基座能夠有效的提高測量效果，當(dāng)然，增加了三腳架和基座，相應(yīng)的也要增加操作人員。

3 全站儀用于井下基本控制導(dǎo)線測量的精度提升策略

3.1 采用盤左盤右的方式對一測回中進(jìn)行觀測

由上文可以看出，存在全站儀儀器本身問題導(dǎo)致測量誤差的現(xiàn)象，針對這一問題，可以當(dāng)使用盤左盤右對同一個觀測目標(biāo)進(jìn)行觀測的時候，取兩者之間的平均值就能夠?qū)σ暅?zhǔn)軸誤差和橫軸誤差進(jìn)行消除或者是減弱。操作時一定要保持全站儀照準(zhǔn)部的氣泡處在居中的位置，這樣能夠消除或者是減弱豎軸誤差，另外在豎盤指標(biāo)差減少方面也能夠發(fā)揮一定的作用。

3.2 科學(xué)使用三架法進(jìn)行基本控制導(dǎo)線測量

一般情況下，對井下基本控制導(dǎo)線進(jìn)行測量的時候，都需要進(jìn)行7”級的導(dǎo)線測量。根據(jù)誤差分析可知，如果在井下對中過程中存在誤差，會對觀測方向值產(chǎn)生影響，在這種情況下，要科學(xué)的使用三架法以此來減少對中誤差，另外三架法的時候還能夠有效節(jié)省對中整平的時間，在測量速度和測量精度提升方面都能夠發(fā)揮十分重要的作用。

3.3 適時調(diào)整棱鏡激光模式

在開展邊長測量的時候，要將全站儀設(shè)置為棱鏡激光模式，根據(jù)相應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)對井下的氣壓值和溫度值進(jìn)行輸入，另外還要對常熟改正情況進(jìn)行檢查，確定常熟是否與反光鏡相匹配。全站儀的測量鏡面不能沾有水珠或者是灰塵，當(dāng)井下坑道中存在著瓦斯的時候，要使用防爆型的全站儀。

4 結(jié)語

全站儀在井下導(dǎo)線測量過程中，受到多個方面因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)測量誤差，需要結(jié)合測量的實(shí)際情況從各個方面采取措施，提升導(dǎo)線測量精度，確保全站儀測量結(jié)果的可靠性，為井下的安全生產(chǎn)提供可靠的依據(jù)。

[1]楊衛(wèi)民.全站儀在礦山井下測量中的使用 [J].采礦技術(shù),2012,（2）:92-93+97.[2]李儒,郝永輝,李亮,周大偉.全站儀井下測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā) [J].礦山測量,2011,（4）:77-80.

[3]周鴻魁,賈春雷.全站儀在井下三角高程測量中的應(yīng)用 [J].煤,2011,（S1）:9-10.

P25[文獻(xiàn)碼]A

1000-405X（2016）-12-251-1