陀螺儀在聯系測量中的應用

唐凝++趙琛

摘 要：本文介紹了使用磁懸浮陀螺儀在某煤礦聯系測量中的應用情況，闡述了陀螺儀定向在煤礦聯系測量中的優勢以及需要注意的事項。

關鍵詞：陀螺儀 全站儀 聯系測量 方位角

中圖分類號：U666.16+3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0047-02

1 測量方案及儀器選擇

本次聯系測量方案采用井筒中心單絲穩定投點，地面采用測距導線確定平面坐標，井下采用測距導線聯測，并實施磁懸浮光電陀螺儀定向。高程聯系測量采用鋼尺導入，使用多根經過鑒定50 m鋼尺。按《煤礦測量規程》礦井聯系測量技術要求進行。

儀器井上井下均用尼康DTM-352C防爆全站儀、GAT高精度磁懸浮陀螺全站儀和徠卡730水準儀，投點采用1.8 mm鋼絲進行，投點誤差不大于20 mm。

2 實測過程及數據

2.1 地面連測

礦區內已有WG7和WG6兩個已知點，根據地面一級導線觀測要求，圖1是地面連測示意圖，使用全站儀對角度和邊長獨立觀測兩次，計算鋼絲（O點）坐標。水平角觀測同一測回中半測回互差分別為：-6″、+6″、0″，小于規定中的限差±20″；兩測回之間的互差分別為：+8″、0″、-8″，小于規定中的限差±12″。在距離測量中，單向兩次測回較差不大于15 mm，也符合規定。最后計算出鋼絲（O點）坐標為：X=3888070.001，Y=509679.921。

2.2 定向測量

此次定向測量使用的GAT陀螺全站儀，標稱定向精度為5″，因此要求同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差，不得超過10″；對于超限數據應在現場予以補測。根據測區的地理位置，在實測過程中輸入的緯度值為：35.1，選取地面控制網中WG7→WG6兩個控制點構成的測線進行儀器常數標定。根據現場采集數據，井下定向邊各測回陀螺精尋北數據和全站儀測量數據以及由此計算的井下各定向邊的陀螺定向方位角。

根據甲方提供的地面控制點坐標，計算“WG7→WG6”的坐標方位角以及測站點子午線收斂角。再根據（其中為測線的真北方位角；為測線的坐標方位角；為測站點子午線收斂角，可通過《子午線收斂角系數表》計算得到）可得地面測線“WG07→WG06”的真北方位角為：。

再根據（其中為測線的陀螺定向值；為陀螺全站儀的儀器常數）可得井下導線邊D1→X2的真北方位角為：。

根據鋼絲處的坐標可計算出子午線收斂角：，再根據前面計算得到的D1→X2的真北方位角，可以計算井下定向邊D1→X2的坐標方位角為： 。

2.3 井下點位連測

井下連接測量是最關鍵的，為了以后施工工作需要，分別在巷道頂板布設兩個控制點X1和D1，在X2處安置全站儀，根據煤礦基本控制導線測量要求進行連測，獨立進行兩次角度和距離觀測，誤差均小于限差，計算得∠1和∠2的平均值分別是∠1=4°25′31″，∠2=1°08′09″，，，。

根據測得的角度和邊長，經推算，得到各點坐標，如表2。

2.4 高程聯測測量

高程聯測測量采用徠卡730水準儀和 1.8 mm鋼絲進行，投點誤差不大于20 mm。高程導入采用鑒定后50 m鋼尺整刻劃頭尾連接，井上下同時觀測。井筒溫度20 ℃，懸掛4 kg重錘。

2.4.1 地面水準測量

地面水準測量采用雙儀器高法，測得地面水準基點高程為1189.119 m，表3為地面水準測量最后一站成果，從數據中可以看來，兩次高差互差為1 mm，小于限差5 mm。

2.4.2 尺長計算

由于井筒內溫度和鑒定時溫度基本吻合，所以不需要溫度改正，需要進行拉力改正，鋼尺鑒定時精度最低0643號鋼尺70萬分之一，最高2123號鋼尺302萬分之一，其余均在90萬分之一左右。鋼尺鑒定時15 kg拉力，測量時井下懸掛4 kg重錘，每把裸尺重0.25 kg。根據拉力改正公式：

得到拉力改正數，合計為-0.15428。再分別對每個鋼尺尺長進行改正，根據尺長改正數：ΔLK=（ΔK/L。）×L

得到尺長改正數，合計為0.1518。計算得改正后鋼尺長度為：

L=12×50+49.521++ΔLK= 649.521-0.154+0.152=649.519 m

2.4.3 井下固定點高程計算

井下也采用兩次儀器高法進行觀測，觀測數據均在限差范圍之內，推算井下固定點高程分別為：

=1189.119+0.106-649.519+1.592 =541.298 m

=541.298+2.814=544.112 m

=541.298+1.096=542.394 m

3 結語

經現場測量并計算相關數據后，得出以下結論：（1）導線定線法配合陀螺定向進行了平面坐標傳遞的方法既能彌補陀螺儀精度較低的問題，又能體現導線定向法作業時間短、測量精度高、簡單直觀、容易操作的特點。（2）采用鋼尺導入進行高程聯系測量時對于鋼尺鑒定必不可少，并且要進行多組數據改正，如此得出的數據才更為精密可靠。

參考文獻

[1] 中華人民共和國能源部.煤礦測量規程[M].北京：煤炭工業出版社，2010.

[2] 黨紅蔻.淺談如何提高煤礦測量工作的準確性[J].中國高新技術企業，2009.

[3] 李軍.豎井定向聯系測量新方法的應用研究[J].測繪通報，2005.endprint

摘 要：本文介紹了使用磁懸浮陀螺儀在某煤礦聯系測量中的應用情況，闡述了陀螺儀定向在煤礦聯系測量中的優勢以及需要注意的事項。

關鍵詞：陀螺儀 全站儀 聯系測量 方位角

中圖分類號：U666.16+3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0047-02

1 測量方案及儀器選擇

本次聯系測量方案采用井筒中心單絲穩定投點，地面采用測距導線確定平面坐標，井下采用測距導線聯測，并實施磁懸浮光電陀螺儀定向。高程聯系測量采用鋼尺導入，使用多根經過鑒定50 m鋼尺。按《煤礦測量規程》礦井聯系測量技術要求進行。

儀器井上井下均用尼康DTM-352C防爆全站儀、GAT高精度磁懸浮陀螺全站儀和徠卡730水準儀，投點采用1.8 mm鋼絲進行，投點誤差不大于20 mm。

2 實測過程及數據

2.1 地面連測

礦區內已有WG7和WG6兩個已知點，根據地面一級導線觀測要求，圖1是地面連測示意圖，使用全站儀對角度和邊長獨立觀測兩次，計算鋼絲（O點）坐標。水平角觀測同一測回中半測回互差分別為：-6″、+6″、0″，小于規定中的限差±20″；兩測回之間的互差分別為：+8″、0″、-8″，小于規定中的限差±12″。在距離測量中，單向兩次測回較差不大于15 mm，也符合規定。最后計算出鋼絲（O點）坐標為：X=3888070.001，Y=509679.921。

2.2 定向測量

此次定向測量使用的GAT陀螺全站儀，標稱定向精度為5″，因此要求同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差，不得超過10″；對于超限數據應在現場予以補測。根據測區的地理位置，在實測過程中輸入的緯度值為：35.1，選取地面控制網中WG7→WG6兩個控制點構成的測線進行儀器常數標定。根據現場采集數據，井下定向邊各測回陀螺精尋北數據和全站儀測量數據以及由此計算的井下各定向邊的陀螺定向方位角。

根據甲方提供的地面控制點坐標，計算“WG7→WG6”的坐標方位角以及測站點子午線收斂角。再根據（其中為測線的真北方位角；為測線的坐標方位角；為測站點子午線收斂角，可通過《子午線收斂角系數表》計算得到）可得地面測線“WG07→WG06”的真北方位角為：。

再根據（其中為測線的陀螺定向值；為陀螺全站儀的儀器常數）可得井下導線邊D1→X2的真北方位角為：。

根據鋼絲處的坐標可計算出子午線收斂角：，再根據前面計算得到的D1→X2的真北方位角，可以計算井下定向邊D1→X2的坐標方位角為： 。

2.3 井下點位連測

井下連接測量是最關鍵的，為了以后施工工作需要，分別在巷道頂板布設兩個控制點X1和D1，在X2處安置全站儀，根據煤礦基本控制導線測量要求進行連測，獨立進行兩次角度和距離觀測，誤差均小于限差，計算得∠1和∠2的平均值分別是∠1=4°25′31″，∠2=1°08′09″，，，。

根據測得的角度和邊長，經推算，得到各點坐標，如表2。

2.4 高程聯測測量

高程聯測測量采用徠卡730水準儀和 1.8 mm鋼絲進行，投點誤差不大于20 mm。高程導入采用鑒定后50 m鋼尺整刻劃頭尾連接，井上下同時觀測。井筒溫度20 ℃，懸掛4 kg重錘。

2.4.1 地面水準測量

地面水準測量采用雙儀器高法，測得地面水準基點高程為1189.119 m，表3為地面水準測量最后一站成果，從數據中可以看來，兩次高差互差為1 mm，小于限差5 mm。

2.4.2 尺長計算

由于井筒內溫度和鑒定時溫度基本吻合，所以不需要溫度改正，需要進行拉力改正，鋼尺鑒定時精度最低0643號鋼尺70萬分之一，最高2123號鋼尺302萬分之一，其余均在90萬分之一左右。鋼尺鑒定時15 kg拉力，測量時井下懸掛4 kg重錘，每把裸尺重0.25 kg。根據拉力改正公式：

得到拉力改正數，合計為-0.15428。再分別對每個鋼尺尺長進行改正，根據尺長改正數：ΔLK=（ΔK/L。）×L

得到尺長改正數，合計為0.1518。計算得改正后鋼尺長度為：

L=12×50+49.521++ΔLK= 649.521-0.154+0.152=649.519 m

2.4.3 井下固定點高程計算

井下也采用兩次儀器高法進行觀測，觀測數據均在限差范圍之內，推算井下固定點高程分別為：

=1189.119+0.106-649.519+1.592 =541.298 m

=541.298+2.814=544.112 m

=541.298+1.096=542.394 m

3 結語

經現場測量并計算相關數據后，得出以下結論：（1）導線定線法配合陀螺定向進行了平面坐標傳遞的方法既能彌補陀螺儀精度較低的問題，又能體現導線定向法作業時間短、測量精度高、簡單直觀、容易操作的特點。（2）采用鋼尺導入進行高程聯系測量時對于鋼尺鑒定必不可少，并且要進行多組數據改正，如此得出的數據才更為精密可靠。

參考文獻

[1] 中華人民共和國能源部.煤礦測量規程[M].北京：煤炭工業出版社，2010.

[2] 黨紅蔻.淺談如何提高煤礦測量工作的準確性[J].中國高新技術企業，2009.

[3] 李軍.豎井定向聯系測量新方法的應用研究[J].測繪通報，2005.endprint

摘 要：本文介紹了使用磁懸浮陀螺儀在某煤礦聯系測量中的應用情況，闡述了陀螺儀定向在煤礦聯系測量中的優勢以及需要注意的事項。

關鍵詞：陀螺儀 全站儀 聯系測量 方位角

中圖分類號：U666.16+3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0047-02

1 測量方案及儀器選擇

本次聯系測量方案采用井筒中心單絲穩定投點，地面采用測距導線確定平面坐標，井下采用測距導線聯測，并實施磁懸浮光電陀螺儀定向。高程聯系測量采用鋼尺導入，使用多根經過鑒定50 m鋼尺。按《煤礦測量規程》礦井聯系測量技術要求進行。

儀器井上井下均用尼康DTM-352C防爆全站儀、GAT高精度磁懸浮陀螺全站儀和徠卡730水準儀，投點采用1.8 mm鋼絲進行，投點誤差不大于20 mm。

2 實測過程及數據

2.1 地面連測

礦區內已有WG7和WG6兩個已知點，根據地面一級導線觀測要求，圖1是地面連測示意圖，使用全站儀對角度和邊長獨立觀測兩次，計算鋼絲（O點）坐標。水平角觀測同一測回中半測回互差分別為：-6″、+6″、0″，小于規定中的限差±20″；兩測回之間的互差分別為：+8″、0″、-8″，小于規定中的限差±12″。在距離測量中，單向兩次測回較差不大于15 mm，也符合規定。最后計算出鋼絲（O點）坐標為：X=3888070.001，Y=509679.921。

2.2 定向測量

此次定向測量使用的GAT陀螺全站儀，標稱定向精度為5″，因此要求同一邊任意兩測回測量陀螺方位角的互差，不得超過10″；對于超限數據應在現場予以補測。根據測區的地理位置，在實測過程中輸入的緯度值為：35.1，選取地面控制網中WG7→WG6兩個控制點構成的測線進行儀器常數標定。根據現場采集數據，井下定向邊各測回陀螺精尋北數據和全站儀測量數據以及由此計算的井下各定向邊的陀螺定向方位角。

根據甲方提供的地面控制點坐標，計算“WG7→WG6”的坐標方位角以及測站點子午線收斂角。再根據（其中為測線的真北方位角；為測線的坐標方位角；為測站點子午線收斂角，可通過《子午線收斂角系數表》計算得到）可得地面測線“WG07→WG06”的真北方位角為：。

再根據（其中為測線的陀螺定向值；為陀螺全站儀的儀器常數）可得井下導線邊D1→X2的真北方位角為：。

根據鋼絲處的坐標可計算出子午線收斂角：，再根據前面計算得到的D1→X2的真北方位角，可以計算井下定向邊D1→X2的坐標方位角為： 。

2.3 井下點位連測

井下連接測量是最關鍵的，為了以后施工工作需要，分別在巷道頂板布設兩個控制點X1和D1，在X2處安置全站儀，根據煤礦基本控制導線測量要求進行連測，獨立進行兩次角度和距離觀測，誤差均小于限差，計算得∠1和∠2的平均值分別是∠1=4°25′31″，∠2=1°08′09″，，，。

根據測得的角度和邊長，經推算，得到各點坐標，如表2。

2.4 高程聯測測量

高程聯測測量采用徠卡730水準儀和 1.8 mm鋼絲進行，投點誤差不大于20 mm。高程導入采用鑒定后50 m鋼尺整刻劃頭尾連接，井上下同時觀測。井筒溫度20 ℃，懸掛4 kg重錘。

2.4.1 地面水準測量

地面水準測量采用雙儀器高法，測得地面水準基點高程為1189.119 m，表3為地面水準測量最后一站成果，從數據中可以看來，兩次高差互差為1 mm，小于限差5 mm。

2.4.2 尺長計算

由于井筒內溫度和鑒定時溫度基本吻合，所以不需要溫度改正，需要進行拉力改正，鋼尺鑒定時精度最低0643號鋼尺70萬分之一，最高2123號鋼尺302萬分之一，其余均在90萬分之一左右。鋼尺鑒定時15 kg拉力，測量時井下懸掛4 kg重錘，每把裸尺重0.25 kg。根據拉力改正公式：

得到拉力改正數，合計為-0.15428。再分別對每個鋼尺尺長進行改正，根據尺長改正數：ΔLK=（ΔK/L。）×L

得到尺長改正數，合計為0.1518。計算得改正后鋼尺長度為：

L=12×50+49.521++ΔLK= 649.521-0.154+0.152=649.519 m

2.4.3 井下固定點高程計算

井下也采用兩次儀器高法進行觀測，觀測數據均在限差范圍之內，推算井下固定點高程分別為：

=1189.119+0.106-649.519+1.592 =541.298 m

=541.298+2.814=544.112 m

=541.298+1.096=542.394 m

3 結語

經現場測量并計算相關數據后，得出以下結論：（1）導線定線法配合陀螺定向進行了平面坐標傳遞的方法既能彌補陀螺儀精度較低的問題，又能體現導線定向法作業時間短、測量精度高、簡單直觀、容易操作的特點。（2）采用鋼尺導入進行高程聯系測量時對于鋼尺鑒定必不可少，并且要進行多組數據改正，如此得出的數據才更為精密可靠。

參考文獻

[1] 中華人民共和國能源部.煤礦測量規程[M].北京：煤炭工業出版社，2010.

[2] 黨紅蔻.淺談如何提高煤礦測量工作的準確性[J].中國高新技術企業，2009.

[3] 李軍.豎井定向聯系測量新方法的應用研究[J].測繪通報，2005.endprint