全站儀用于井下基本控制導線測量的相關探討

■黃科

（江西省大吉山鎢業有限公司 江西 贛州341801）

全站儀用于井下基本控制導線測量的相關探討

■黃科

（江西省大吉山鎢業有限公司 江西 贛州341801）

目前全站儀已逐漸替代了傳統的經緯儀和鋼尺等，成為當前井下基本控制導線測量的重要工具和手段。但是受到井下測量條件的復雜性等相關因素的影響，其在測量精度方面存在著一定問題，需要結合井下測量的特點和相關條件進行糾正和提升。因此，本文對全站儀在井下基本控制導線測量過程中的相關應用進行了分析和探究。

全站儀井下測量導線測量基本控制導線

隨著相關測繪技術的發展，全站儀開始被廣泛應用到井下基本控制導線的測量過程中，但由于受到井下復雜作業環境的影響以及其他相關限制，全站儀的使用精度問題受到人們廣泛關注。

1 全站儀用于井下基本控制導線測量產生的誤差分析

1.1 儀器本身存在的誤差

首先，由于視準軸產生的測量誤差，當全站儀上的視準軸與全站儀的橫軸之間沒有垂直的時候，測量結果就會出現誤差。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，導致測量出現誤差。

1.2 井下對中過程中產生的誤差

全站儀在井下基本控制導線的測量過程中，如果井下的點位與全站儀站中心不再同一個鉛錘線上，測量結果就會出現誤差。下圖中，B點為側站點，全站儀測量中心位就是實際的對中點，應當測到的為ABC水平角，實測水平角與應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生的影響。

根據相關研究可以得到觀測方向值的規律有兩個，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 對鏡站瞄準產生的誤差

在進行井下基本控制導線測量的過程中，如果全站儀瞄準的鏡站的目標位置偏離了實際的瞄準位置的時候，就會導致測量誤差。通過下圖能夠對對鏡站瞄準誤差進行清晰的認識。

根據相關研究可以得到全站儀觀測方向值的影響規律也有兩個。一個是瞄準誤差與對鏡站瞄準的高度、目標的傾斜角之間成正比的關系。另一個是瞄準測量誤差與邊長之間成反比的關系。

對鏡站瞄準產生的誤差示意圖

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 外界環境條件產生的誤差

井下生產環境條件，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果產生誤差。但使用全站儀進行短暫的測角時間產生的誤差是可以考慮不計的。

2 全站儀在井下基本控制導線測量的具體應用

2.1 井下基本控制導線點的選點和埋點工作

首先，要確保兩個相鄰的導線點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，應巷道連接處、交叉口埋設測量導線點。導線點的選擇應盡量遠離運輸軌道以避免運輸造成影響。另外，導線點的選擇應當選擇相對穩定、安全的地點。最后，井下基本控制導線點的永久測量點應當要在觀測工作開始之前的前一天埋設好，當混凝土電芯鐵固定牢固之后，就可以開展觀測工作。

2.2 配置相應的儀器操作人員

按照全站儀的操作使用要求，進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位為測量數據記錄人員，另外2人立棱鏡和照明前后視覘標。要明確各個操作人員的責任和分工，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 “三聯架”測量方法

根據實際情況，全站儀在井下導線測量中的應用實施方法主要有以下幾種。首先，是常見的三架法，例如對已知的導線點A和導線點B開始實施導線測量，在B點放置全站儀的對中，對B導線點進行測量之后，朝著A點移動的時候，三腳架和基座可以保持不懂，只需要將A點的棱鏡、覘標進行移動就可以了，因此能夠有效提高井下測量的效率。其次，是四架法，當對導線點B測量完之后，如果導線點A的距離與之相距較遠，就會導致觀測前視點不容易找到，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，當然，增加了三腳架和基座，相應的也要增加操作人員。

3 全站儀用于井下基本控制導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行觀測

由上文可以看出，存在全站儀儀器本身問題導致測量誤差的現象，針對這一問題，可以當使用盤左盤右對同一個觀測目標進行觀測的時候，取兩者之間的平均值就能夠對視準軸誤差和橫軸誤差進行消除或者是減弱。操作時一定要保持全站儀照準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，另外在豎盤指標差減少方面也能夠發揮一定的作用。

3.2 科學使用三架法進行基本控制導線測量

一般情況下，對井下基本控制導線進行測量的時候，都需要進行7”級的導線測量。根據誤差分析可知，如果在井下對中過程中存在誤差，會對觀測方向值產生影響，在這種情況下，要科學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揮十分重要的作用。

3.3 適時調整棱鏡激光模式

在開展邊長測量的時候，要將全站儀設置為棱鏡激光模式，根據相應的氣象數據對井下的氣壓值和溫度值進行輸入，另外還要對常熟改正情況進行檢查，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 結語

全站儀在井下導線測量過程中，受到多個方面因素的影響，經常會出現測量誤差，需要結合測量的實際情況從各個方面采取措施，提升導線測量精度，確保全站儀測量結果的可靠性，為井下的安全生產提供可靠的依據。

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P25[文獻碼]A

1000-405X（2016）-12-251-1