淺析如何提高全站儀煤礦測(cè)量精度的策略

陳騰達(dá)

摘 要 近年來，在煤礦井下生產(chǎn)測(cè)量工作中，全站儀是關(guān)鍵的測(cè)量?jī)x器，與常規(guī)的測(cè)距儀與經(jīng)緯儀相比，其優(yōu)勢(shì)更為突出，具有一定的數(shù)字化、自動(dòng)化特征。因此，全站儀在煤礦井下測(cè)量工作中的應(yīng)用為煤礦井下生產(chǎn)提供了便捷，在一定程度上保障了井下生產(chǎn)作業(yè)的安全性與高效性。但是，全站儀在應(yīng)用過程中，同樣也會(huì)受到一些因素的影響，導(dǎo)致全站儀的測(cè)量精度較低?；诖耍疚木兔旱V井下測(cè)量過程中如何提高全站儀測(cè)量精度的相關(guān)策略進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞 全站儀;煤礦測(cè)量精度;提高策略

前言

隨著測(cè)量技術(shù)的不斷提高，煤礦企業(yè)在井下生產(chǎn)的過程中，對(duì)于全站儀的使用率大大提高，有效發(fā)揮了全站儀測(cè)量在指導(dǎo)開采作業(yè)方面的作用。與常規(guī)的測(cè)量方式相比，全站儀的測(cè)量精度與效率都相對(duì)較高，但是，在煤礦井下測(cè)量的應(yīng)用過程中受特殊環(huán)境的限制，難以發(fā)揮全站儀的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)。針對(duì)這種情況，在測(cè)量工作前就需要對(duì)影響全站儀測(cè)量精度的因素加以分析，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上采取必要的控制措施，最大程度上提高測(cè)量精度。

1全站儀的概述

（1）全站儀的工作原理。全站儀是一種測(cè)量工具，其在完成測(cè)量工作的過程中，是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行的，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了距離測(cè)量、角度測(cè)量問題的統(tǒng)一處理?，F(xiàn)階段，在很多的工程領(lǐng)域，全站儀得到了廣泛的應(yīng)用，從當(dāng)前全站儀的功能來看，主要為記憶、放樣與數(shù)據(jù)采集功能。在全站儀的使用過程中，其記憶系統(tǒng)十分龐大，在測(cè)量的過程中，系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)了大量的坐標(biāo)與測(cè)量信息，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)這些測(cè)量信息加以全面處理，并以計(jì)算機(jī)作為媒介，將測(cè)量結(jié)果加以傳送。全站儀放樣時(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為放樣基礎(chǔ)，這一功能的存在為測(cè)量工作提供了便捷。全站儀的數(shù)據(jù)采集功能，可以對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而將這些采集數(shù)據(jù)加以存儲(chǔ)、分析與利用。

（2）全站儀測(cè)量模式的設(shè)置。全站儀測(cè)量模式一般有跟蹤測(cè)量、粗測(cè)量、精測(cè)量幾種模式，不同的測(cè)量模式下其測(cè)量?jī)?nèi)容也存在著一定的差異。在煤礦作業(yè)中，專業(yè)測(cè)量人員需要結(jié)合各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的測(cè)量要求，進(jìn)行測(cè)量模式的科學(xué)選擇，保障測(cè)量工作的高效完成。

（3）全站儀測(cè)量參數(shù)的設(shè)置。全站儀在測(cè)量過程中，為保障測(cè)量結(jié)果的精確性，在測(cè)量工作開始之前，測(cè)量操作人員需做好全站儀測(cè)量參數(shù)的科學(xué)設(shè)置，為全站儀的正常運(yùn)行提供保障。全站儀中的電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)加以有效處理，并及時(shí)根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量要求進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，這就要求在使用之前需要進(jìn)行地球大氣曲率與施工地區(qū)海拔高度的設(shè)置，在地球大氣曲度的設(shè)計(jì)過程中，就是要輸入地區(qū)的平均氣溫[1]。

2全站儀測(cè)量誤差分析及如何提高精度

（1）儀器誤差。在井下測(cè)量作業(yè)過程中，如果采用的是全站儀測(cè)量方式，儀器校驗(yàn)不充分、操作不當(dāng)都會(huì)造成一定的測(cè)量誤差，具體表現(xiàn)在：①視軸誤差，在測(cè)量過程中，如果視準(zhǔn)軸與橫軸難以保持垂直性，將會(huì)造成一定的測(cè)量誤差。在測(cè)角時(shí)，可以通過正倒鏡對(duì)同一目標(biāo)觀測(cè)進(jìn)行讀數(shù)，進(jìn)而來減小視軸誤差。②水平軸傾斜誤差，這一誤差主要是由于在實(shí)際的測(cè)量過程中，水平軸與豎軸不垂直所造成的。③豎軸傾斜誤差，主要是由于在測(cè)量過程中的不規(guī)范操作行為所造成的，比如，豎軸整置不正確、照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)錯(cuò)誤，外部因素的影響同樣會(huì)造成豎軸傾斜誤差，這一誤差相對(duì)特殊，難以通過正倒鏡觀測(cè)讀數(shù)消除，在儀器的架設(shè)過程中，需做好儀器的精確整平。綜合來看，視軸誤差與水平軸傾斜誤差可以通過正倒鏡觀測(cè)的方式得以消除，而豎向傾斜誤差需利用加改正數(shù)、整平水平軸的處理方式[2]。

（2）測(cè)量?jī)x器對(duì)中誤差。使用全站儀進(jìn)行井下測(cè)量時(shí)，在測(cè)量過程中一般采用點(diǎn)下對(duì)中的方式，而儀器對(duì)中誤差同樣是全站儀測(cè)量是最為常見的一種誤差類型，主要表現(xiàn)在導(dǎo)線點(diǎn)與儀器中心不處于同一鉛垂線上，這一誤差的存在將會(huì)給水平角測(cè)量產(chǎn)生極為不利的影響，在邊長(zhǎng)越小的情況下，儀器對(duì)中誤差對(duì)測(cè)量的影響越大。在短邊測(cè)量時(shí)，通過兩次以上對(duì)中獨(dú)立測(cè)量的平均值，能夠減小測(cè)量?jī)x器對(duì)中誤差對(duì)水平角測(cè)量精度的影響。

（3）井下測(cè)量的瞄準(zhǔn)誤差。在井下測(cè)量作業(yè)過程中，只有保障了全站儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置與實(shí)際位置的重合，才能夠提高測(cè)量精度。事實(shí)上，實(shí)際的測(cè)量過程中，全站儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)偏離實(shí)際位置的現(xiàn)象較為常見，瞄準(zhǔn)誤差造成了測(cè)量誤差。因此，要避免瞄準(zhǔn)誤差對(duì)測(cè)量精度的不利影響，在測(cè)量時(shí)要盡量減小測(cè)量人員觀測(cè)時(shí)對(duì)測(cè)量角度的影響，目標(biāo)觀測(cè)的過程中，儀器十字絲必須要清晰，需對(duì)目標(biāo)開展兩次的瞄準(zhǔn)讀數(shù)，當(dāng)讀數(shù)誤差超過了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，要再次瞄準(zhǔn)讀數(shù)。

（4）外界環(huán)境影響。由于煤礦作業(yè)環(huán)境的特殊性，環(huán)境因素也可能會(huì)對(duì)全站儀測(cè)量精度產(chǎn)生一定的影響，比如，濕度、溫度與氣候、照明條件。要消除環(huán)境因素對(duì)測(cè)量誤差的影響，需要盡量保持測(cè)量環(huán)境的穩(wěn)定性，嚴(yán)格根據(jù)測(cè)量的環(huán)境條件來進(jìn)行溫度、濕度與照明條件等的控制。

（5）特殊環(huán)境下測(cè)量不準(zhǔn)的情況如何提高測(cè)量精度。①兩點(diǎn)之間溫度和氣壓差別大。全站儀在通過風(fēng)門開展測(cè)量的過程中，由于風(fēng)門前后存在明顯的溫度與氣壓差異，在這種情況下，光波的傳播速度會(huì)存在明顯的變動(dòng)，當(dāng)氣壓差值過大時(shí)，氣象改正數(shù)將存在較大偏差。要提高全站儀測(cè)量精度，需在測(cè)量之前將風(fēng)門打開5～10min，保持測(cè)量過程中溫度、氣壓條件的穩(wěn)定性。②濕度過大、粉塵較多等能見度低。如果在煤礦作業(yè)的過程中面臨著濕度過大、粉塵含量過高的情況，一般不宜進(jìn)行測(cè)量。濕度過大以及粉塵過多的條件下，井下的能見度較低，巷道內(nèi)的光波極易出現(xiàn)反射現(xiàn)象，這些光波提前被全站儀所接收，甚至光波受到距離限制難以被反射回來，在測(cè)角時(shí)較差的能見度使得觀測(cè)目標(biāo)與實(shí)際位置之間存在著一定的誤差，影響了測(cè)量精度。這種情況下，要提高測(cè)量精度，一般要對(duì)巷道進(jìn)行相應(yīng)的清理，在粉塵減少、煙氣排出時(shí)再開始進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量工作。

3結(jié)束語(yǔ)

煤礦生產(chǎn)的過程中，很多的測(cè)量作業(yè)都是利用全站儀來完成的，在實(shí)際的測(cè)量工作中，很多因素都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。因此，為提高測(cè)量精度，保障煤礦作業(yè)的高效、安全開展，各個(gè)煤礦企業(yè)在利用全站儀開展測(cè)量工作時(shí)，必須要切實(shí)加強(qiáng)精度控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 古慶華.提高煤礦測(cè)量精度的對(duì)策分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2019， 26（3）：119-120.

[2] 雨亮.提高礦山井下全站儀導(dǎo)線測(cè)量精度的方法探討[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2018，10（17）：79.