对中误差对短边水平角观测精度的影响

赵燕兵

(山西西山煤电股份有限公司西曲矿)

对中误差对短边水平角观测精度的影响

赵燕兵

(山西西山煤电股份有限公司西曲矿)

针对煤矿工程测量过程中影响短边水平角观测精度的因素进行了分析，认为短边水平角测量精度受仪器调焦误差、对中误差等因素影响较大。阐述了对中误差是影响短边水平角测量精度主要因素的原因，讨论了提高对中精度的方法，为提高短边水平角观测精度提供参考。

短边水平角 对中误差 观测精度

水平角观测大多在短边或长短边相差较大的情况下进行，通常将该情况下的水平角观测称为短边水平角观测。重点分析了测量仪器和觇标对中误差对短边水平角测量精度影响，并提出了相应的减小对中误差影响的措施。

1 对中误差对观测精度的影响

1.1 仪器对中误差

仪器对中误差对短边水平角观测精度的影响见图1。

图1 对中误差对观测精度的影响

图1中，假定O'点是测角仪器中心在地面的投影，O点为观测点的标识中心点，真正的水平角为β，β′为测得的水平角即存在对中误差时测得的水平角。由相关公式推导可知，仪器对中误差对短边水平角观测精度的影响，与2个目标点到观测点的距离之积(S1S2)成反比，与观测点和仪器中心在地面的投影距离(e)成正比，2个目标点的距离为SAB。在调节仪器时，假设SAB为50 m，e为1.00 mm，由此计算出仪器对中误差对短边水平角观测的误差为±5.80″。因此可看出，测量的精确度受仪器的对中误差影响较大[1]。

1.2 觇标对中误差

觇标对中误差对短边水平角测量精度的影响见图2。图2中，e1、e2分别为偏心距；A、B分别为目标点的真实位置；觇标对中后在地表的投影点分别为A′、B′；实际观测到的水平角和真正的水平角分别为β′、β。由相关公式推导可知，觇标对中误差与目标点和观测点之间的长度(S2)有关，S1与e1、e2有关。若觇标对中误差固定，则S1、S2与干扰程度呈反相关性。

图2 照准标志对中误差对观测精确度的影响

2 措 施

2.1 三联脚架法

在进行短边导线测量时，常用提高导线测角精度的方法是三联脚架法，该方法能有效减弱仪器对中误差对导线测量精度影响，如图3所示。

图3 三联脚架法

该方法一般使用3个基座和脚架，在测量时将仪器安装在测站B的基座中，当向C站迁移时，脚架和基座位置不变，仅将仪器安放至测站C，使用测站C的脚架与基座进行精确整平，测站B的觇板根据仪器的脚架与基座整平，直至整条导线测完。

2.2 仪器标定法

①在目标点和测站点的连线上距觇标3.5 m处架设仪器，并精确整平仪器，将觇板O架设于照准标志处，并大致对中整平，利用经纬仪精确照准地面中心O′点后使水平制动；②水平制动固定并检查无误后，调整望远镜在垂直方向上照准觇板中心，操作人员同时平行移动觇板，使望远镜镜面十字丝的竖线对准觇板中心；③检查照准情况，若未能精确照准，则重复①、②操作，直至精确对中。大量实际工程测量结果表明，该方法能够提高觇板的对中精确度，可将对中误差控制在0.2 mm的微小范围内[2]。

2.3 觇板检验法

觇板是测量中一个重要的部件，在使用时需要提前对其进行检验，方法有：①将觇板放于地面标志中心O点处，以O点为圆心，半径25 m处设置夹角为120°的3个点，将3台经纬仪分别架置于该3个点上，对经纬仪和觇板进行整平；②将经纬仪照准觇板中心和地面标志中心，固定水平制动，调整水平读数为0；③在铅锤方向上缓慢提升望远镜，使其照准觇板，随后进行微调，注意微调时动作应缓慢，转动水平未动螺旋，使十字丝的竖线对准觇板中心O′点进行读数，觇板对中精度在多数情况下是不理想的，在测距为25 m时，形成的误差为12″～23″，最大约32″。

2.4 质量控制

(1)改变对中方式。在进行井下对中时一般采用挂锤球对中的方式，受井下巷道空间限制，在风流特大时，挡风措施很难见效，此时可采用其它对中方式(如利用对中杆、光学对中等)或将点下对中改为点上对中，提高对中精度。

(2)增加对中次数。在风流较大或边长较短的测站施测时，可增加对中次数，将各次对中所测的角度取均值作为最终观测值。

3 结 语

矿山测量中仪器调焦误差、对中误差是短边水平角测量精度的主要影响因素，对提高观测精度的措施进行了讨论，对于提高矿山测量中短边水平角观测精度具有一定的借鉴价值。

[1] 汪 新.煤矿勘察工程中短边水平角观测精度中的误差因素探究[J]．煤炭技术，2012，31(10)：137-139．

[2] 朱长睿.矿山测量对中误差分析与质量控制[J]．矿山测量，2009(3)：81-84．

2015-04-09)

赵燕兵(1979—)，男，工程师，030200 山西省古交市。