全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用及精度分析

張曉瑋

摘要：在井下導(dǎo)線測量中，經(jīng)常采用全站儀進行測量，全站儀是一種高技術(shù)測量的儀器，能通過一部儀器來實現(xiàn)高差、距離、垂直角及水平角的測量，由于全站儀的這種特點，被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域的測量工作中。在井下導(dǎo)線測量中應(yīng)用全站儀時，需對全站儀測量精度進行重點分析，根據(jù)誤差形式選擇合理的措施來提高測量精度。因此，必須加強全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用及精度的分析。本文就全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用及精度分析進行簡單的闡述。

關(guān)鍵詞：全站儀；井下導(dǎo)線測量；應(yīng)用；精度；分析

一、全站儀在井下導(dǎo)線測量中的應(yīng)用

（一）井下導(dǎo)線的布設(shè)與等級

導(dǎo)線形式是井下平面控制的主要形式，一般沿巷道進行導(dǎo)線的布設(shè)，這種布設(shè)主要是由巷道條件限制所造成的。建立井下平面測量的控制，并在該測量結(jié)果的基礎(chǔ)上進行井下巷道、回采及硐室等工作，這就是進行井下平面控制測量的主要目的。這種測量控制能滿足一般測量的基本要求。在進行井下導(dǎo)線的布設(shè)時，通常需遵循一定的原則，主要原則就是高級控制低級。有關(guān)規(guī)程規(guī)定了井下平面控制類型，主要包括的類型有采區(qū)控制與基本控制。在進行井下平面控制時，需將復(fù)測支導(dǎo)線或者閉合導(dǎo)線布設(shè)在井下平面控制中，無論是采區(qū)控制還是基本控制，都需進行敷設(shè)。基本控制導(dǎo)導(dǎo)線與采區(qū)控制導(dǎo)線主要分為2個級別，采區(qū)控制導(dǎo)線的兩級是根據(jù)測角精度進行劃分的，將其劃分成±15″與±30″級別。而基本控制導(dǎo)線也是根據(jù)測角精度進行劃分的，將其劃分成±7″與±15″2個級別。

（二）全站儀用于井下導(dǎo)線測量的觀測方法

在井下導(dǎo)線測量過程中應(yīng)用全站儀進行測量時，需對井下導(dǎo)線測量的方法進行明確。全站儀用于井下導(dǎo)線測量時，應(yīng)做好以下幾個內(nèi)容的工作，主要有井下導(dǎo)線點的選點和埋點、儀器操作人員的配置、“三聯(lián)架”法導(dǎo)線測量等。在進行導(dǎo)線點的選擇時，應(yīng)對各個方面因素進行全面考慮，主要考慮相鄰導(dǎo)線間的距離、運輸?shù)母蓴_、導(dǎo)線點的選擇地點及永久點的埋設(shè)等幾方面因素。在使用全站儀進行井下導(dǎo)線測量時，還應(yīng)對儀器操作人員進行合理配置，主測人員1個、記錄人員1個，立棱鏡和照明前后視覘標(biāo)配置2人。為保證井下導(dǎo)線測量工作的順利進行，就需對人員進行合理配置與明確分工。根據(jù)井下導(dǎo)線的不同情況，可選擇合理的測量方法進行導(dǎo)線測量，主要的測量方法包括三架法、四架法及省點法等。測量人員需結(jié)合實際測量情況選擇測量觀測方法，從而確保測量工作的順利進行。

二、全站儀在井下導(dǎo)線測量中的精度分析

（一）井下測量水平角的精度分析

在進行井下測量時，需對水平角進行測量，這就需要控制好測量的精度，從而提高測量的質(zhì)量。儀器誤差、對中誤差及測量方法誤差等都是井下測量水平角的主要誤差形式。在井下水平角的測量過程中，可采用適當(dāng)?shù)臏y量方式進行水平角的測量，能有效減少由于儀器不完善而引起的水平角測量誤差，使得儀器誤差降低到最小限度。因此，這就決定了的對中誤差與測角方法誤差構(gòu)成了井下水平角的總中誤差。井下測量水平角的總中誤差可由以下公式進行表示計算：

（1）

式（1）中，mβ為井下策略水平角的誤差，″；mi為測角方法引起的誤差，″；me為儀器、覘標(biāo)對中偏心誤差，″；ρ為系數(shù)；a為被測角短邊，m；b為被測角長邊，m；β為被測的水平角，″，ec為覘標(biāo)；er為儀器對中偏心。

（二）井下測量垂直角的精度分析

在進行井下導(dǎo)線測量時，還應(yīng)重點分析垂直角測量的精度。對中誤差、測量方法誤差及儀器誤差也是測量垂直角中存在的主要誤差，但在測量垂直角的過程中，垂直角受到的對中誤差與儀器誤差影響非常小，在測量過程中可對這兩種誤差形式不進行考慮。測量方法的誤差是測量垂直角誤差的主導(dǎo)因素。在進行水平邊長的換算時，需確保測量傾角的允許誤差符合相關(guān)要求，必須滿足公式：

（2）

式（2）中，mδ為測量傾角實際誤差，″；δ為傾角，″。

根據(jù)式（2）能得出，測量傾角的誤差與傾角有著直接聯(lián)系，傾角越大誤差越小。如果在進行平巷的測量，則需要的傾角測量精度不是非常高。在進行三角高程的測量時，應(yīng)確保傾角的測量允許誤差滿足相應(yīng)要求，即：

（3）

根據(jù)這個允許誤差公式能得出，傾角越小時，測量誤差越小，精度越高。但三角高程測量通常不應(yīng)用在平巷測量中，經(jīng)常使用的測量方法為水準(zhǔn)測量，三角高程測量方法主要應(yīng)用在斜巷測量中，也是必須采用的一種方法。因此，為了滿足井下導(dǎo)線的測量精度要求，通常使用全站儀對井下導(dǎo)線的垂直角進行測量。

（三）全站儀測距的精度分析

在全站儀測距的過程中，精度誤差主要包括調(diào)制頻率誤差、氣象參數(shù)誤差、儀器和棱鏡對中誤誤差、測相誤差光速誤差、照準(zhǔn)誤差、儀器加常數(shù)測定誤差及周期誤差等。對于調(diào)制頻率誤差而言，主要是由儀器使用過程中電子元件的老化所引起的，從而影響全站儀的標(biāo)準(zhǔn)頻率。為有效降低或避免該誤差的產(chǎn)生，可對儀器進行檢定，對乘常數(shù)R進行測定，從而改正距離。如果光電測距非常小，氣壓的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與測量時的氣壓、氣溫有很大的差距，就會產(chǎn)生氣象參數(shù)誤差，必須對氣象進行及時改正。全站儀的測距會直接受到棱鏡與儀器對中誤差的影響，測距大小通常和距離長短有著密切聯(lián)系。為了提高測量精度，就需盡量提高對中精度。測距信號在大氣傳輸中的信噪比誤差與自動數(shù)字測相系統(tǒng)誤差是測相誤差的主要內(nèi)容，這兩部分的測距分別受環(huán)境與儀器性能的影響。對于光速誤差而言，由于對測距的影響非常小，在測量時可不對該誤差進行考慮。在進行測量時，需提前對視準(zhǔn)軸與發(fā)射軸的平行性進行檢校，同時還需采用電瞄準(zhǔn)，這樣能有效克服照準(zhǔn)誤差的影響，從而提高測量精度。定期測定加常數(shù)能有效降低儀器加常數(shù)測定誤差的影響。周期誤差一般不能進行徹底的消除，但能通過對測定儀器周期誤差的定期檢測，來改變所測距離。

三、小結(jié)

全站儀是一種以電子、光學(xué)以及機械系統(tǒng)構(gòu)成的高精度測量儀器，它不僅具有強大的測量功能，而且操作簡單，使用方便，能夠有效保障測繪的精度，在煤礦勘探中具有重要的應(yīng)用價值。如何利用全站儀進行井下導(dǎo)線測量工作對于井下的開采具有現(xiàn)實的意義。

參考文獻

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