提升全站仪在矿山测绘中测量精度的研究

艾高克

（平顶山天安煤业股份有限公司五矿，河南 平顶山 467000）

一、全站仪的特点

全站仪，即全站型电子测距仪（ElectronicTotalStation），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。全站仪目前是测量的主流仪器，根据用途不同，有各种不同精度的产品，一般城市测量中2秒级仪器使用较为普遍。本文主要利用全站仪的测角测距功能，对RTK所做的施工控制点进行精度检核。全站仪属于测量设备，相较于人工测量设备，全站仪具有显著的自动化特点。同时，随着现代信息技术、互联网技术以及人工智能技术的发展，全站仪还具有明显的智能化特点。在实际测量过程中，全站仪能够自主实施数据监测、修正、传输以及存储。借助网络技术，全站仪能够以开放性与全面性特征，实现自动比对校正数据、自动更新数据等。借助计算机技术，全站仪能够通过网络，将测量数据及时、准确地传输到计算机终端，并完成存储。此外，智能化全站仪软件通过与测绘软件的配合，通过远程操作，实现了远距离测量，进一步解放人力，提高测量效率。

二、电子全站仪测量

（一）导线测量

井下导线点一般布置在巷道顶板，矿山处于回采阶段，首采阶段各水平下盘运输巷与上盘回风巷复合导线网已经形成，由于井下矿房爆破或巷道支护的破坏，个别导线点遭到破坏或掉落，故在回采测量作业前，需对上下盘导线控制网进行修复，并进行复测，使其满足测量精度要求，为回采施工测量打下基础。

1.配备全站仪一台，三脚架一架，垂球3个，反光片2个。

2.在仪器点C安置全站仪，整平对中，在后视点A和前视点B接下线绳悬挂垂球作为觇标。

3.在后视点A和前视点B线绳上悬挂反射片后，稳定线绳，保证其不晃动[3]。

4.使用全站仪定向功能，依次输入后视点A和仪器点C的坐标，进行定向，并与计算后视方位进行比较，确保输入后仪器点坐标正确。

5.瞄准后视点A，瞄准时应先用望远镜筒外的准星大致照准觇标处的灯光，再调焦对光，并用矿灯照明十字丝，确保线绳中心与十字丝竖丝完全重合，即可进行后视点A定向。

6.使用全站仪测量功能，瞄准后视点A，将十字丝对准反射片，进行后视点A坐标测量。所测A点坐标（X1,Y1）与A点复测坐标（X,Y）进行比对，满足X-X1≤|3|mm,Y-Y1≤|3|mm。如不满足精度，需稳定线绳，并重复（5）和（6）项。

7.稳定待测点B线绳，转动照准部瞄准待测点B，确保线绳中心与十字丝竖丝完全重合。

8.上下移动照准部，使十字丝与反射片中心位置重合，使用全站仪测距功能可直接测出B点坐标。

9.为保证测量精度，需多次测量B点坐标，取测量B点坐标（X2,Y2)3mm以内数值为有效数值，并取其算数平均数作为最终坐标。

（二）施工放样

施工放样是井下巷道掘进的重要工作，井下中段较多，作业面多，作业环境复杂，有时放设一趟中线需要多个转点，往往一个矿山只配备一台全站仪，所以在矿山回采加速阶段，使用原有全站仪配棱镜的方法，无法满足施工需求，如若在精度要求内，快速准确地进行中线放设，可以采用反射片代替棱镜，使用全站仪免棱镜功能进行中线点放设，不仅可以节省时间和人力，也可以灵活地进行顶板或两帮的点位放样。

1.配备全站仪一台，三脚架一架，垂球2个、反光片2个。

2.在一支点C安置全站仪，整平对中，在后视点A线绳悬挂垂球作为觇标。

3.在后视点A悬挂反光射片后，稳定线绳，保证其不晃动。

4.使用全站仪放样功能，依次输入后视点A和仪器点C的坐标，进行定向，并与计算后视方位进行比较，确保输入后仪器点视点坐标正确。

5.瞄准后视点A，先用望远镜筒外的准星大致照准觇标处的灯光，再调焦对光，并用矿灯照明十字丝，确保线绳中心与十字丝竖丝完全重合，即可进行后视点A定向。

6.瞄准后视点A，将十字丝对准反光片，进行后视点A坐标测量。所测A点坐标（X1,Y1）与A点复测坐标（X,Y）进行比对，满足X-X1≤|3|mm,Y-Y1≤|3|mm。如不满足精度，需重复（5）和（6）项。

7.转动全站仪水平度盘至目标点B的设计方位和距离，即可进行B点放样。

8.如放样过程中需要布设转点，使用铅笔画点并以根部作为觇标进行定向后，以反射片根部配合全站仪测量功能，即可测取转点坐标。

三、全站仪贯通测量方案优化

为了提升全站仪在应用过程中的测量精确性，在分析全站仪测量误差的基础上优化测量方案。具体如下：(1)针对井下测量环境复杂、不同测量人员专业技术能力差异导致测量结果出现偏差的问题，测量部门规范煤矿井下测量方案。在进行测量时规定必须先布设高级导线然后再布设低级导线，利用高级导线对低级导线的布设情况进行调整，同时导线网在布设时采用多网交叉布设的方案，从而有效地减小横向测量误差。(2)针对煤矿井下风量大、粉尘浓度大、能见度低的情况，采用在全站仪棱镜处设置大重量的防震球，在下侧设置基准点，在测量前需要对准基准点才能进行测量，从而有效地降低井下环境对测量结果的影响。(3)在测量时为了降低人员测量水平对测量结果的影响，采用多次测量求平均值的方法，同时采用盘左、盘右测量数值的平均值作为测量结果，降低测量人员对测试效果的影响。(4)针对对中偏心距对测量结果影响大的现状提出了采用偏距法对测量结果进行修正，同时建立测量的起始测量坐标系，确保测量结果的稳定性。

四、结语

各矿山开采企业应充分认识现阶段矿山测绘工作中存在的问题，通过借鉴先进的测绘技术、完善管理等措施，不断提升矿山测绘效率及测绘质量，从而提升矿山开采经济效益。