淺析GAT陀螺全站儀在井下控制測量中的應(yīng)用

田超

摘要：礦物資源是社會發(fā)展的重要保障，隨著簡單易采的資源不斷消失，需要對更加復(fù)雜的礦物資源開采利用，為了保障開采過程安全穩(wěn)定，需要對井下進行精確的控制測量。基于此，本文詳細介紹了GAT陀螺全站儀的工作原理，并提出在井下控制測量過程的具體應(yīng)用，以此為礦物開采提供更加精確的數(shù)據(jù)信息，提升控制測量的安全高效性。

關(guān)鍵詞：GAT陀螺全站儀;礦井;控制測量

引言：GAT陀螺全站儀應(yīng)用在井下控制測量過程中，可以有效降低測角誤差對于導(dǎo)線點位造成的誤差影響，增強井下控制網(wǎng)的精準程度，同時，GAT陀螺全站儀應(yīng)用在定向觀測以及平差處理過程中，對井上觀測點的數(shù)值進行分析計算，進而對井下導(dǎo)線準確定位。

1GAT陀螺全站儀概述

GAT陀螺全站儀轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的吊帶測量方式，在磁懸浮與現(xiàn)代先進的控制系統(tǒng)作用下，研發(fā)出陀螺全站儀，其全面融合自動化測控、綜合集成、性能評測等各項測量技術(shù)優(yōu)勢，測量環(huán)境適應(yīng)性極強。同時，GAT陀螺全站儀首次結(jié)合磁懸浮、精密測角等先進技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用在該測量設(shè)備上，實現(xiàn)了尋北儀系統(tǒng)集成、智能傳輸以及PDA全站儀功能集合，并對其的測量環(huán)境開展適應(yīng)性改造。

這種測量儀器可以在無依托情況下，自主開展尋北測定，明確目標的方位角情況，整個測量過程只需要手動架設(shè)，降低儀器調(diào)平瞄準標定點，其他過程會自動開展測量工作，測量完成后，儀器會自動標識出瞄準點的法線與方位角，數(shù)據(jù)測量人員根據(jù)給出的數(shù)據(jù)信息，可以明確任何方向線的方位角數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)礦井的準確貫通與精準辨別方向?，F(xiàn)階段，GAT陀螺全站儀被廣泛應(yīng)用地鐵工程測量，礦井測量、導(dǎo)彈瞄準大型隧道測量等諸多需要精確測量瞄準的工程領(lǐng)域中[1]。

2GAT陀螺全站儀在井下控制測量過程的具體應(yīng)用

2.1確定陀螺定向邊

測量時，在井下導(dǎo)線的合適位置上，增設(shè)合理的陀螺定向邊，可以對井下平面情況加以控制，進而能夠在不需要增強導(dǎo)線方位角的精度與不改變導(dǎo)線鋪設(shè)情況的前提下，極大地降低測角誤差影響到導(dǎo)線點的測量誤差影響，避免在過多的誤差積累下，導(dǎo)致井下控制網(wǎng)精度出現(xiàn)較大誤差。因此，在井下的導(dǎo)向上增設(shè)適當?shù)耐勇荻ㄏ蜻?。此外，為了保障陀螺定向邊性能發(fā)揮出最佳效果，需要在增設(shè)定向邊前，明確導(dǎo)線中最弱邊的詳細位置。此過程可以根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計算，明確導(dǎo)線最弱邊具體位置。同時，在理論的詳細分析下，以及實際現(xiàn)場的考察情況，將陀螺定向邊分別設(shè)置在合適的位置上，并在實際測量過程中，在地面的控制網(wǎng)中，選定特殊的控制點形成測線，并對其使用儀器進行常熟標定。進而達到對井下導(dǎo)線的精確測量與控制。

2.2數(shù)據(jù)的分析處理

GAT陀螺全站儀設(shè)備運用的是無接觸式光電力矩反饋控制方式，其具備性能十分敏感，可以明確地球的角動量，并將測量完成的指向力矩轉(zhuǎn)變成電流信號，在正反盤位收集的電流信號進行分析計算，明確真北方向。不過收集的數(shù)據(jù)信息的過程由于靈敏度過高，極易受到車輛行駛震動，井內(nèi)的風振以及各種設(shè)備運行的振動等因素影響，收集的數(shù)據(jù)信息會出現(xiàn)不動程度的偏差。在對數(shù)據(jù)進行分析處理時，需要對收集的信息進行綜合性分析處理，分析出受到干擾的信號與未收到干擾的信號，此過程可以采用濾波的方式對數(shù)據(jù)信息進行處理，進而得到準確的數(shù)據(jù)信息。

在地面控制網(wǎng)中的標定的特殊控制點坐標計算出方位角（α）與子午線收斂角（γ）。同時，在公式的A=α+γ推算下，明確真北方向角（A）。在公式A=T+Δ（T為陀螺定向值，Δ為儀器常數(shù)）計算出陀螺全站儀的儀器參數(shù)。將以上計算出的儀器常數(shù)，以及井下各個定向邊的定向?qū)嶋H情況，在α，=T，+Δ-γ（α，為井下定向結(jié)果測量的方位角，T，為井下測線定向成果）的推算下，明確井下陀螺定向邊具體的坐標方位角，以此對井下實現(xiàn)精準的測量控制。

2.3導(dǎo)線平差與質(zhì)量

陀螺定向處理完成后，便可以對整體陀螺導(dǎo)線網(wǎng)開展平差處理。對陀螺全站儀的導(dǎo)線網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理時，應(yīng)預(yù)先選取標準的定權(quán)措施，由于井下測量會受到水汽、振動、灰塵、風流等因素影響，會造成測距、照準、對中以及視線等出現(xiàn)較大偏差，因此，需要結(jié)合規(guī)定的相關(guān)要求與實際概算對數(shù)據(jù)進行分析，將導(dǎo)線平差值輸入處理軟件中，在計算機軟件的快速運算下，對平差值機型質(zhì)量評定，保障導(dǎo)線平差的穩(wěn)定與可靠[2]。

2.4測量過程注意事項

測量過程需要注意以下幾點重要內(nèi)容：

第一，規(guī)定儀器攜帶標準，在井下測量時，需要攜帶相關(guān)的儀器設(shè)備，不過由于井下的環(huán)境與地面不同，極易出現(xiàn)危險情況，因此需要制定儀器設(shè)備的攜帶標準，并加強監(jiān)督與檢查。下井前測量人員要對相關(guān)儀器的性能進行檢查，尤其對一些小件且重要的物品進行檢查，保證攜帶齊全。避免這些物品導(dǎo)致測量工作中斷，影響單位正常工作生產(chǎn)。此外，測量時，需要對地點進行明確并做好標記，更換測量地點時，需要將地點告訴其他儀器操作人員，及時做好井下導(dǎo)線復(fù)測工作。

第二，保障導(dǎo)線的定向點精準性。井下測量工作開展前，需要將附近無用的標記點全面清理，并將無用的標記擦掉，需要使用的標記明晰清楚，避免后續(xù)測量工作用錯標記點。此外，在井口位置需要將所用的導(dǎo)線標記點進行兩次測量，同時，檢測水平角的過程，應(yīng)將前后距離重復(fù)測試，以此明確所用導(dǎo)線點是否正確。在此過程中，前視人員應(yīng)將導(dǎo)線點指示給儀器觀察人員，觀察人員也需要將測試點指示給后視人員。

結(jié)束語：綜上所述，運用GAT陀螺全站儀對井下進行控制測量，可以有效避免測角誤差造成的進一步影響，在距離較長的井下導(dǎo)線進行測量，極大地增強了導(dǎo)線的穩(wěn)定可靠性以及精確性。在一定程度上不僅增強了平面數(shù)據(jù)的精確度，保障井下安全生產(chǎn)，同時，加強井下巷道連通性，并為測防治水等工作提供更好的作業(yè)質(zhì)量。降低礦物開采成本投入，帶來更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]杜志剛，姜留濤，周陽，等.基于三目標點的陀螺全站儀精度測試方法研究[J].礦山測量，2020，v.48;No.206（02）：62-65.

[2]王祝.礦井測量技術(shù)及精度控制分析研究[J].化工中間體，2020，000（001）：98-99.