全站仪用于井下基本控制导线测量的相关探讨

■黄科

（江西省大吉山钨业有限公司 江西 赣州341801）

全站仪用于井下基本控制导线测量的相关探讨

■黄科

（江西省大吉山钨业有限公司 江西 赣州341801）

目前全站仪已逐渐替代了传统的经纬仪和钢尺等，成为当前井下基本控制导线测量的重要工具和手段。但是受到井下测量条件的复杂性等相关因素的影响，其在测量精度方面存在着一定问题，需要结合井下测量的特点和相关条件进行纠正和提升。因此，本文对全站仪在井下基本控制导线测量过程中的相关应用进行了分析和探究。

全站仪井下测量导线测量基本控制导线

随着相关测绘技术的发展，全站仪开始被广泛应用到井下基本控制导线的测量过程中，但由于受到井下复杂作业环境的影响以及其他相关限制，全站仪的使用精度问题受到人们广泛关注。

1 全站仪用于井下基本控制导线测量产生的误差分析

1.1 仪器本身存在的误差

首先，由于视准轴产生的测量误差，当全站仪上的视准轴与全站仪的横轴之间没有垂直的时候，测量结果就会出现误差。其次，是常见的横轴误差，这是由于横轴与全站仪竖轴之间没有垂直，导致测量出现误差。

1.2 井下对中过程中产生的误差

全站仪在井下基本控制导线的测量过程中，如果井下的点位与全站仪站中心不再同一个铅锤线上，测量结果就会出现误差。下图中，B点为侧站点，全站仪测量中心位就是实际的对中点，应当测到的为ABC水平角，实测水平角与应测水平角两者之间的差就是由于井下对中误差对水平角测量产生的影响。

根据相关研究可以得到观测方向值的规律有两个，一个是方向值的误差与线量对中的误差e成正比。另一个是观测方向值误差与距离之间成反比，边长如果越短，对水平角测量产生的影响也就越大。

全站仪在井下对中误差示意图

1.3 对镜站瞄准产生的误差

在进行井下基本控制导线测量的过程中，如果全站仪瞄准的镜站的目标位置偏离了实际的瞄准位置的时候，就会导致测量误差。通过下图能够对对镜站瞄准误差进行清晰的认识。

根据相关研究可以得到全站仪观测方向值的影响规律也有两个。一个是瞄准误差与对镜站瞄准的高度、目标的倾斜角之间成正比的关系。另一个是瞄准测量误差与边长之间成反比的关系。

对镜站瞄准产生的误差示意图

1.4 测距误差

测距误差主要分为三类，一类是固定误差，包括对中误差、仪器常数误差以及测相误差。一类是比例误差，包括测尺频率误差、光速误差和大气折射误差。还有一类是周期误差。

1.5 外界环境条件产生的误差

井下生产环境条件，如井下的温度、湿度和矿尘量、照明条件等因素都会给全站仪井下基本控制测量结果产生误差。但使用全站仪进行短暂的测角时间产生的误差是可以考虑不计的。

2 全站仪在井下基本控制导线测量的具体应用

2.1 井下基本控制导线点的选点和埋点工作

首先，要确保两个相邻的导线点之间有着良好的通视条件，两者之间的距离尽量大一些，尽量避免长边与短边相互连接，应巷道连接处、交叉口埋设测量导线点。导线点的选择应尽量远离运输轨道以避免运输造成影响。另外，导线点的选择应当选择相对稳定、安全的地点。最后，井下基本控制导线点的永久测量点应当要在观测工作开始之前的前一天埋设好，当混凝土电芯铁固定牢固之后，就可以开展观测工作。

2.2 配置相应的仪器操作人员

按照全站仪的操作使用要求，进行测量的时候最少需要4位操作人员，其中1人为主管测量人员，1位为测量数据记录人员，另外2人立棱镜和照明前后视觇标。要明确各个操作人员的责任和分工，每一位操作人员都要做到各司其职、快速、有效的开展工作。

2.3 “三联架”测量方法

根据实际情况，全站仪在井下导线测量中的应用实施方法主要有以下几种。首先，是常见的三架法，例如对已知的导线点A和导线点B开始实施导线测量，在B点放置全站仪的对中，对B导线点进行测量之后，朝着A点移动的时候，三脚架和基座可以保持不懂，只需要将A点的棱镜、觇标进行移动就可以了，因此能够有效提高井下测量的效率。其次，是四架法，当对导线点B测量完之后，如果导线点A的距离与之相距较远，就会导致观测前视点不容易找到，从而影响测量工作效率，在这种情况下，配备第四个三脚架和基座能够有效的提高测量效果，当然，增加了三脚架和基座，相应的也要增加操作人员。

3 全站仪用于井下基本控制导线测量的精度提升策略

3.1 采用盘左盘右的方式对一测回中进行观测

由上文可以看出，存在全站仪仪器本身问题导致测量误差的现象，针对这一问题，可以当使用盘左盘右对同一个观测目标进行观测的时候，取两者之间的平均值就能够对视准轴误差和横轴误差进行消除或者是减弱。操作时一定要保持全站仪照准部的气泡处在居中的位置，这样能够消除或者是减弱竖轴误差，另外在竖盘指标差减少方面也能够发挥一定的作用。

3.2 科学使用三架法进行基本控制导线测量

一般情况下，对井下基本控制导线进行测量的时候，都需要进行7”级的导线测量。根据误差分析可知，如果在井下对中过程中存在误差，会对观测方向值产生影响，在这种情况下，要科学的使用三架法以此来减少对中误差，另外三架法的时候还能够有效节省对中整平的时间，在测量速度和测量精度提升方面都能够发挥十分重要的作用。

3.3 适时调整棱镜激光模式

在开展边长测量的时候，要将全站仪设置为棱镜激光模式，根据相应的气象数据对井下的气压值和温度值进行输入，另外还要对常熟改正情况进行检查，确定常熟是否与反光镜相匹配。全站仪的测量镜面不能沾有水珠或者是灰尘，当井下坑道中存在着瓦斯的时候，要使用防爆型的全站仪。

4 结语

全站仪在井下导线测量过程中，受到多个方面因素的影响，经常会出现测量误差，需要结合测量的实际情况从各个方面采取措施，提升导线测量精度，确保全站仪测量结果的可靠性，为井下的安全生产提供可靠的依据。

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P25[文献码]A

1000-405X（2016）-12-251-1