索佳全站仪在井下导线测量中的应用研究

神东煤炭集团保德煤矿 山西 忻州 036600

1 引言

在井下很多测量工作中,都会用到全站仪。全站仪是一种专门用于测量各种距离、高差、垂直角、水平角等全方位测量的高技术测量仪器。全站仪的制作原理集合了人工光学、机械学、电学等各学科高新技术于一体的现代化先进测绘系统。可以实现对测量数据的自动记录和数据显示功能,并且操作简单,精度极高。为了提高井下导线的测量工作精度和准确性,井下导线测量必须使用全站仪。

2 索佳SET-230RK全站仪概述

索佳SET-230RK全站仪测绘系统的主要原理是：它采用的是无协作目标相位式测距先进技术,能实现远距离无协作对物体进行测距,测量精度非常高。在索佳全站仪中,单棱镜测量距离的行程可以达到4000m,精度能有效控制在±(2+2×10-6×D)mm以内,反射片的测量行程能达到1.3-500m,精度能控制在±(3+2×10-6×D)mm以内,能够实现测量时的工作效率提升,同时由于测量的自动化和操作简单化,大大减轻了测量人员的工作强度。通过反射片测距和棱镜测距,也是全站仪未来的一个发展方向。在索佳全站仪中,红色的激光束除了能够实现测距外,还能够实现指向和扫平等等功能,将多种功能集成化,实现了一机多功能。为了提高使用者良好的操作体验,实现稳定和高精度的测量,在索佳全站仪中安装了绝对数码度盘。这样测量者只要打开全站仪设备就可以进行测量工作,而不用在测量开始前对转动盘进行初始化,简化了测量方法。即使在测量过程中由于各种异常原因导致设备出现重启,也不会造成测量信息的数据丢失。

3 全站仪在井下导线测量中的应用分析

3.1 井下导线的布局和等级要求 在煤矿井下平面控制测量技术中,导线是主要的应用形式。由于受到巷道条件的限制,一般会沿巷道顶板进行导线的布设。通过对井下平面控制测量结果,以此开展井下巷道、回采和酮室等工作。在井下导线布设过程当中,需要遵循由高级控制低级的原则。不管是基本控制导线,还是采空区控制导线,都需要敷设。井下导线的布局等级一般分为2个级别,即测量角度精度分为±7"和±15"两个等级；

3.2 全站仪在井下导线测量中的具体应用技术和测量方法

(1)在使用全站仪对井下导线测量时,为了提高测量的精度,首先要明确井下导线测量方法。主要包含以下几点内容：

a.对井下导线点进行选点。选点时要考虑到各种因素,比如相邻两个导线的距离、车辆运输过程中的干扰、导线点的选择具体位置等；

b.对测量人员进行合理的分工。为了提高测量的效率和准确性,测量之前要先明确各测量人员的主要任务。一般主测人员1人,记录人员1人,前视架棱镜和后视照明工作的需要2人。不仅人员要配置到位,同时要建立协调的沟通机制,保证整个测量工作顺利展开；

c.通过“三联架”等方法实现导线的测量。一般来说测量方法包含三联架、四联架和省点法等。无论是哪种测量方法,其最终目的都是要提高测量精度,确保测量工作的顺利实施。

4 全站仪在井下导线测量中的精度分析

4.1 井下测量过程中水平角的测量精度分析 井下导线测量过程中需要对水平角和距离进行测量。为了提高测量水平,需要对测量精度进行提升。而全站仪的设备测量误差、在测量过程中对测量方法的选取不当等都会降低测量精度。因此,为了尽可能地减少井下测量水平角的误差,在测量过程中,应尽可能采用合适的测量方法来减少由于仪器选取不当而带来的误差。根据检验,井下测量过程中的水平角的测量误差主要是由对中误差造成的,其次是测量时所测角度的两边长度,而且这两者之间也存在一定的关系。有关实验测量数据显示,当测量角的两边长度在50m范围内时,测量角的最终误差会在±8"以内,而当测量角度的两边长度都超出了50m后,测量角的最终误差就会在±6"以内。由此可见,使用全站仪进行水平角测量的时候,如果测量角的两边距离比较短,误差主要是对中引起的,此时需要控制好对中操作和加大边长。

4.2 井下测量过程中垂直角的测量角度分析 与水平角测量误差引起的主要原因不同,垂直角的测量受对中误差和测量设备的影响较小,它的测量误差主要是测量方法造成的。根据文献资料可知,当测量的倾角越小时,测量的精度越高。三角高程测量主要被应用于井巷测量,因此,必须要使用全站仪进行测量。

4.3 全站仪在测距时的精度分析 全站仪在测距时,主要通过光电测距原理。测量过程中设备的调制频率精度、气象参数的变化、仪器和棱镜的对中精度误差、测相误差光速误差等的累积,最终造成了测量结果的误差。设备的调制频率精度和设备的电子元件老化程度有关系。因此,加强对设备老化电子元器件的更换管理,定期对设备精度进行校正,能有效减少该因素所带来的误差；当光电测量距离非常小时,就会改变测量时的气压,与标准的气压状态相差较大,引起气象参数的变化,从而引起误差。全站仪的测距直接关系到棱镜和仪器对中误差值,测距的大小和距离的长短也有着一定的关系。所以我们得出结论：要想有效提高全站仪测量的精确度就必须将对中精度进行有效的提升。

5 结语

综上所述,全站仪是一种高精度和多功能的、集合了多种现代化高新技术的测量仪器,在煤矿井下导线测量的过程当中,能够达到对高差、距离以及水平角度和垂直角度等进行测量的目的,因此使用领域及其广泛。为了进一步提高测量精度,对不同测量内容中所造成的主要误差进行分析,并根据误差形式制定合理的措施减少最终的测量误差。全站仪的使用给煤矿井下的测绘工作带来了极大的便利。在操作全站仪时,除了通过上述各种因素来提升测量精度外,操作者在使用过程中也要不断积累经验,通过优化操作手法,将测量的精度不断提升。