提升全站儀在礦山測繪中測量精度的研究

艾高克

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南 平頂山 467000）

一、全站儀的特點

全站儀，即全站型電子測距儀（ElectronicTotalStation），是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。全站儀目前是測量的主流儀器，根據用途不同，有各種不同精度的產品，一般城市測量中2秒級儀器使用較為普遍。本文主要利用全站儀的測角測距功能，對RTK所做的施工控制點進行精度檢核。全站儀屬于測量設備，相較于人工測量設備，全站儀具有顯著的自動化特點。同時，隨著現代信息技術、互聯網技術以及人工智能技術的發展，全站儀還具有明顯的智能化特點。在實際測量過程中，全站儀能夠自主實施數據監測、修正、傳輸以及存儲。借助網絡技術，全站儀能夠以開放性與全面性特征，實現自動比對校正數據、自動更新數據等。借助計算機技術，全站儀能夠通過網絡，將測量數據及時、準確地傳輸到計算機終端，并完成存儲。此外，智能化全站儀軟件通過與測繪軟件的配合，通過遠程操作，實現了遠距離測量，進一步解放人力，提高測量效率。

二、電子全站儀測量

（一）導線測量

井下導線點一般布置在巷道頂板，礦山處于回采階段，首采階段各水平下盤運輸巷與上盤回風巷復合導線網已經形成，由于井下礦房爆破或巷道支護的破壞，個別導線點遭到破壞或掉落，故在回采測量作業前，需對上下盤導線控制網進行修復，并進行復測，使其滿足測量精度要求，為回采施工測量打下基礎。

1.配備全站儀一臺，三腳架一架，垂球3個，反光片2個。

2.在儀器點C安置全站儀，整平對中，在后視點A和前視點B接下線繩懸掛垂球作為覘標。

3.在后視點A和前視點B線繩上懸掛反射片后，穩定線繩，保證其不晃動[3]。

4.使用全站儀定向功能，依次輸入后視點A和儀器點C的坐標，進行定向，并與計算后視方位進行比較，確保輸入后儀器點坐標正確。

5.瞄準后視點A，瞄準時應先用望遠鏡筒外的準星大致照準覘標處的燈光，再調焦對光，并用礦燈照明十字絲，確保線繩中心與十字絲豎絲完全重合，即可進行后視點A定向。

6.使用全站儀測量功能，瞄準后視點A，將十字絲對準反射片，進行后視點A坐標測量。所測A點坐標（X1,Y1）與A點復測坐標（X,Y）進行比對，滿足X-X1≤|3|mm,Y-Y1≤|3|mm。如不滿足精度，需穩定線繩，并重復（5）和（6）項。

7.穩定待測點B線繩，轉動照準部瞄準待測點B，確保線繩中心與十字絲豎絲完全重合。

8.上下移動照準部，使十字絲與反射片中心位置重合，使用全站儀測距功能可直接測出B點坐標。

9.為保證測量精度，需多次測量B點坐標，取測量B點坐標（X2,Y2)3mm以內數值為有效數值，并取其算數平均數作為最終坐標。

（二）施工放樣

施工放樣是井下巷道掘進的重要工作，井下中段較多，作業面多，作業環境復雜，有時放設一趟中線需要多個轉點，往往一個礦山只配備一臺全站儀，所以在礦山回采加速階段，使用原有全站儀配棱鏡的方法，無法滿足施工需求，如若在精度要求內，快速準確地進行中線放設，可以采用反射片代替棱鏡，使用全站儀免棱鏡功能進行中線點放設，不僅可以節省時間和人力，也可以靈活地進行頂板或兩幫的點位放樣。

1.配備全站儀一臺，三腳架一架，垂球2個、反光片2個。

2.在一支點C安置全站儀，整平對中，在后視點A線繩懸掛垂球作為覘標。

3.在后視點A懸掛反光射片后，穩定線繩，保證其不晃動。

4.使用全站儀放樣功能，依次輸入后視點A和儀器點C的坐標，進行定向，并與計算后視方位進行比較，確保輸入后儀器點視點坐標正確。

5.瞄準后視點A，先用望遠鏡筒外的準星大致照準覘標處的燈光，再調焦對光，并用礦燈照明十字絲，確保線繩中心與十字絲豎絲完全重合，即可進行后視點A定向。

6.瞄準后視點A，將十字絲對準反光片，進行后視點A坐標測量。所測A點坐標（X1,Y1）與A點復測坐標（X,Y）進行比對，滿足X-X1≤|3|mm,Y-Y1≤|3|mm。如不滿足精度，需重復（5）和（6）項。

7.轉動全站儀水平度盤至目標點B的設計方位和距離，即可進行B點放樣。

8.如放樣過程中需要布設轉點，使用鉛筆畫點并以根部作為覘標進行定向后，以反射片根部配合全站儀測量功能，即可測取轉點坐標。

三、全站儀貫通測量方案優化

為了提升全站儀在應用過程中的測量精確性，在分析全站儀測量誤差的基礎上優化測量方案。具體如下：(1)針對井下測量環境復雜、不同測量人員專業技術能力差異導致測量結果出現偏差的問題，測量部門規范煤礦井下測量方案。在進行測量時規定必須先布設高級導線然后再布設低級導線，利用高級導線對低級導線的布設情況進行調整，同時導線網在布設時采用多網交叉布設的方案，從而有效地減小橫向測量誤差。(2)針對煤礦井下風量大、粉塵濃度大、能見度低的情況，采用在全站儀棱鏡處設置大重量的防震球，在下側設置基準點，在測量前需要對準基準點才能進行測量，從而有效地降低井下環境對測量結果的影響。(3)在測量時為了降低人員測量水平對測量結果的影響，采用多次測量求平均值的方法，同時采用盤左、盤右測量數值的平均值作為測量結果，降低測量人員對測試效果的影響。(4)針對對中偏心距對測量結果影響大的現狀提出了采用偏距法對測量結果進行修正，同時建立測量的起始測量坐標系，確保測量結果的穩定性。

四、結語

各礦山開采企業應充分認識現階段礦山測繪工作中存在的問題，通過借鑒先進的測繪技術、完善管理等措施，不斷提升礦山測繪效率及測繪質量，從而提升礦山開采經濟效益。