全站儀在井下測量中的應用的探討

余生洪

摘要：全站儀是一種應用于廣泛井下測量的高科技測量儀器，相對于傳統的水準儀、經緯儀等測量儀器來說，全站儀具有強大的功能，不僅提高了測量精度，還將測量工作量減少了，同時工作效率大大提高了。本文簡要講述了全站儀儀器測量之前的準備工作，并對全站儀在井下測量中的應用進行了簡要分析。

關鍵詞：全站儀；井下測量；應用

1前言

隨著時代的快速發展，井下測量的難度系數越來越大，傳統的經緯儀已經不能滿足時代發展的需要，而作為現代化高科技測量儀器，全站儀集電子存儲單元、電子計算、電子測距為一體，對于坐標、高差、平距等方面的計算具有高度的精準性，非常適合井下測量工作，值得在測繪行業中推廣使用全站儀技術[1]。

2全站儀儀器的準備

2.1儀器的選擇和參數的設置

井下測量使用的全站儀要符合井下環境的特點，因為井下環境較為潮濕，所以選擇的全站儀防水功能一定要在良好，可以選擇全站儀有防爆型全站儀和防濺型全站儀，這兩種儀器的共同的優點是具有良好的防塵和防水功能。設置全站儀的參數要結合井下的氣壓、溫度，還要根據圖標和公式[2]。另外，使用一年以上的全站儀需要專門的測繪部門校驗各項指標，確保測量的精準度。

2.2儀器的對中

儀器的對中包括全站儀的對中和鏡站對中。在井下測量中，全站儀對中通常使用點下對中的方法，同時以垂球輔助對中，另外需要設置一小點在全站儀的望遠鏡鏡筒上，以便進行點下對中，特別是進行高等級測量時，望遠鏡鏡筒上的點必須要對中，需要注意的是首先要將電源打開，然后將垂直角對好水平90°之后，將電源關掉，并把手柄電池取出來然后進行對中。對中完全精確之后，將手柄電池再次安裝，重新開機進行測量。

全站儀棱鏡使用之前的準備工作尤為重要，因為大多數全站儀棱鏡上缺乏點下對點裝置，所以難以進行棱鏡對中。造成測量誤差的因素之一包括對中誤差，因此鏡中對中顯得特別重要。如果邊長的精度要求較高，須把棱鏡整平對中，然后通過小觀察孔對準全站儀測站方向。如果邊長的精度要求不高，可以采取的測量方法是在線繩上懸掛全站儀棱鏡，當然要保證下垂的棱鏡中心要在垂線方向上。因為溫差的緣故，進入到井下工作地點的時候，首先選擇一處安全、無滴水、干燥的地方打開儀器，確保環境里的溫度和儀器的溫度相同，否則鏡面出現水汽或水珠，對于測量的速度造成影響。將鏡站高、測站點坐標、儀器高、測站點高程等數據準確輸入全站儀之后，需要進行多次的審核校對，確保沒有出現錯誤之后才能進行測量。為了防止所測結果發生平移或者旋轉，將坐標數據輸入全站儀之后，要立刻瞄準后視點及提取方位角[3]。

3全站儀在井下測量的應用

3.1全站儀在井下的坐標測量

使用全站儀在井下進行測量時，實現傳遞功能使用的是四架法，而測量導線卻是使用三架法，這樣既能將工作量減少了，又能將測量的準確性提高了，最終將工作效率提高了。這種方法對于規模較大的井下測量工作最適用。傳統的經緯儀在井下進行測量時，需要使用很多工作人員，還需要利用鋼尺量邊，因為井下測量限制條件較多，所以不能將鋼尺放平，導致了很大的量邊誤差。如果進行測點坐標的檢查，并展點的計算需要利用人工計算，但是這樣會耗費很多時間，所以在通常不會在現場計算，等到內業作圖展點的時候，發現錯誤只能進行返工，大大降低了工作效率。但是全站儀不同，它能進行光電測量距離，對于坐標的計算既準確又快捷。此外，進行碎部測量時，對于人不能達到的測點或者是危險的測點，全站儀能發揮出免棱鏡功能的作用，將測量的速度大大提高了，將測量人員的工作量減少了，相對于經緯儀來說，具有實用、安全、準確的特點。而且全站儀有良好的防水功能，對于井下潮濕的環境也能應付自如。

3.2三角高程測量取代井下水準測量

全站儀在進行井下測量時，不僅能導水準，還能進行導線測量。導水準使用的是三聯架法，在第一站的測量中，三腳架同時對中能夠將觀測速度有效提高，而且三聯架對中之后，只需要在第一站中使用覘標和儀器同時量高，以后就不需要覘標的測量，只需要用儀器一次測量就可以了，這樣將量高的誤差減少了，因此將高程精度提高了[4]。量高誤差、測角誤差、測距誤差是全站儀井下測量的誤差來源。直接造成高程誤差的是量高誤差，因此為了減少量高誤差，使用立桿棱鏡時候注意不能將其傾斜。高差的邊長越長，測角誤差就越大，因此為了將測角誤差減到最小，邊長要盡量短一些，同時將豎直角的測數增加。通常情況下，需要將測角精度提高的情況是因為豎直角相對小，而需要將測距精度提高的情況是因為豎直角相對大。不過全站儀具有較高的測距精度，因此對高程測量影響不大的是測距誤差。

3.3全站儀在井下的定向測量和放樣測量

對于井下進行工程掘進工作具有重要指導作用的就是定向測量，特別是巷道實行相向貫通的情況，巷道的三要素主要是規格、腰線、中線，其中對于巷道的貫通有決定性作用的是腰線和中線的標定工作。以前的經緯儀具有較多的讀數出錯現象，但是全站儀能將角度直接顯示在屏幕上，大大減少了出錯情況，將標定工作的很多環節減少了，最終結果的將測量的準確度提升了。

放樣測量在井下測量工程中使用的較少，但是在安裝重點開拓工程的基礎設備，軸線的放樣標定工作對于測量具有很高的要求，而全站儀能達到這個高要求，只需利用全站儀的各種放樣固話程序，并調節各種參數。在放樣實施過程中，儀器能夠看出棱鏡的各種偏差，并將誤差的結果測量出來。全站儀與可視激光指向的結合，在很大程度上提高了放樣的工作效率。

4結束語

全站儀在井下測量的應用，不僅將測量的精密度和準確度提高了，而且將測量人員的工作量減少了，最終結果是將井下測量的工作效率提高了。同時，在實際的井下測量過程中，要根據井下環境及各方面的具體因素靈活運用全站儀的測量功能，以實現最優測量結果。鑒于全站儀的各種優勢，全站儀測量技術將會是井下測量工作的未來趨勢[5]。

參考文獻：

[1]王振生.探析全站儀在煤礦測量中的應用[J].科技資訊，2010，5（13）：524-525

[2]徐柏林.全站儀三架法在煤礦建井期支導線測量中的應用[J].河南科技，2010，5（18）：248-249

[3]陳栓柱.全站儀在井下導線測量中的應用及其精度分析[J].煤，2011，2（08）：243-244

[4]何欣松，王傳先.全站儀在井下測量中應用[J].新疆有色金屬，2011，5（02）：528-529

[5]方海鵬.全站儀在井下測量中的應用[J].太原科技，2010，6（09）：512-513endprint