全站儀在井下導線測量中的應用及精度分析

張曉瑋

摘要：在井下導線測量中，經常采用全站儀進行測量，全站儀是一種高技術測量的儀器，能通過一部儀器來實現高差、距離、垂直角及水平角的測量，由于全站儀的這種特點，被廣泛應用在各個領域的測量工作中。在井下導線測量中應用全站儀時，需對全站儀測量精度進行重點分析，根據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線測量中的應用及精度的分析。本文就全站儀在井下導線測量中的應用及精度分析進行簡單的闡述。

關鍵詞：全站儀；井下導線測量；應用；精度；分析

一、全站儀在井下導線測量中的應用

（一）井下導線的布設與等級

導線形式是井下平面控制的主要形式，一般沿巷道進行導線的布設，這種布設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，并在該測量結果的基礎上進行井下巷道、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。在進行井下導線的布設時，通常需遵循一定的原則，主要原則就是高級控制低級。有關規程規定了井下平面控制類型，主要包括的類型有采區控制與基本控制。在進行井下平面控制時，需將復測支導線或者閉合導線布設在井下平面控制中，無論是采區控制還是基本控制，都需進行敷設。基本控制導導線與采區控制導線主要分為2個級別，采區控制導線的兩級是根據測角精度進行劃分的，將其劃分成±15″與±30″級別。而基本控制導線也是根據測角精度進行劃分的，將其劃分成±7″與±15″2個級別。

（二）全站儀用于井下導線測量的觀測方法

在井下導線測量過程中應用全站儀進行測量時，需對井下導線測量的方法進行明確。全站儀用于井下導線測量時，應做好以下幾個內容的工作，主要有井下導線點的選點和埋點、儀器操作人員的配置、“三聯架”法導線測量等。在進行導線點的選擇時，應對各個方面因素進行全面考慮，主要考慮相鄰導線間的距離、運輸的干擾、導線點的選擇地點及永久點的埋設等幾方面因素。在使用全站儀進行井下導線測量時，還應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配置2人。為保證井下導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。根據井下導線的不同情況，可選擇合理的測量方法進行導線測量，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，可采用適當的測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、覘標對中偏心誤差，″；ρ為系數；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；er為儀器對中偏心。

（二）井下測量垂直角的精度分析

在進行井下導線測量時，還應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，″。

根據式（2）能得出，測量傾角的誤差與傾角有著直接聯系，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，應確保傾角的測量允許誤差滿足相應要求，即：

（3）

根據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用在平巷測量中，經常使用的測量方法為水準測量，三角高程測量方法主要應用在斜巷測量中，也是必須采用的一種方法。因此，為了滿足井下導線的測量精度要求，通常使用全站儀對井下導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制頻率誤差、氣象參數誤差、儀器和棱鏡對中誤誤差、測相誤差光速誤差、照準誤差、儀器加常數測定誤差及周期誤差等。對于調制頻率誤差而言，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準頻率。為有效降低或避免該誤差的產生，可對儀器進行檢定，對乘常數R進行測定，從而改正距離。如果光電測距非常小，氣壓的標準狀態與測量時的氣壓、氣溫有很大的差距，就會產生氣象參數誤差，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字測相系統誤差是測相誤差的主要內容，這兩部分的測距分別受環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，需提前對視準軸與發射軸的平行性進行檢校，同時還需采用電瞄準，這樣能有效克服照準誤差的影響，從而提高測量精度。定期測定加常數能有效降低儀器加常數測定誤差的影響。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

全站儀是一種以電子、光學以及機械系統構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用價值。如何利用全站儀進行井下導線測量工作對于井下的開采具有現實的意義。

參考文獻

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