井下全站仪导线测量方法误差成因及优化

井下全站仪导线测量方法误差成因及优化

朱小跃

玉溪矿业有限公司  云南玉溪  653405 

摘要：随着经济的不断发展，国家对于矿产资源的需求也越来越大。矿产资源是国家经济发展的资源支持，经济的发展也对矿产资源的开发提出了更高的要求，矿产资源的开采一般都是在矿山上进行的，所以矿产资源需求的增大就要求矿山井下的测量工作要高质量地完成，本身矿山井下的测量环境就比较的差，而且测量时工作面非常的窄，再加上精度比较低，这些问题都影响着矿山井下测量工作的开展，这项工作也影响着矿产资源的开采，进而影响国家经济的发展，全站仪测量技术的引进能够提升矿山井下导线测量工作的精准度，但是仍然存在着一些误差需要不断地去优化。本文就对井下全站仪导线测量的方法进行研究，分析误差的成因，并提出相关措施进行优化，提升测量的精确性。

关键词：井下全站仪；导线测量方法；误差；优化

引言：井下导线测量相较于地面测量来说，难度更大，影响因素更多，井下的环境比较恶劣，潮湿又阴暗，这样在测量的过程中，采光条件就会非常的差，再加上其他因素的影响，会使得导线测量的精确度降低，所以在测量的过程中，经常把检测的位置设在坑道的顶部，并且要摆放成长短不一的高度，这样检测精度能够有所提升，其次坑道的通光条件和工作面的不断变化，使得测量的点位误差也会随着坑道深度的增加而增加，井下导线测量的形式会受到井下施工面积以及通视情况的影响，所以在进行导线测量时一定要按照顺序开展，从低级导线到高级导线，按顺序布设。

一、全站仪在井下导线测量中的实践应用

全站仪的工作原理与传统的经纬仪相似，它是由处理器自动控制行测角和距离的，从而有效地探测到被测点的坐标、水平距离等，并且全站仪还可以将探测到的数据进行记录，方便快捷，与普通的测量仪相比，全站仪有自己的独到之处，第一，在测量水平角和垂直角度的时候，只需要用一次反射棱镜，就可以进行高程和平面坐标的计算，而且能够自动记录数据，非常的方便；其次，全站仪在数据传输上非常的方面，能够通过一些通讯接口，连接其他的测量仪器或者设备，能够实现自动化测量技术，提升测量工作的效率，而且全站测量仪还能够和计算机软件相结合，进行施工放样和导线测量的工作；最后，就是全站仪的双轴补偿系统，这个系统能够进行自动测量和自动修正，能够在一定程度上提高井下导线测量的精确性。

全站仪在井下导线测量中的应用有三种使用方法，在使用过程中有以下注意事项，第一，井下导线点，首先要进行选点和埋点的确定，这两个点的选择要在导线间距较大的地方，点的位置要尽量远离运输轨道，设点的过程中如果存在安全隐患一定要避开，永久使用的点应该使用混凝土进行浇灌，加固永久点的位置，第二，就是全站仪操作人员配置的安排，人员的配置是否合理会影响全站仪的操作，进而影响测量的精确度，所以一定要合理安排操作人员，全站仪的操作人员通常需要安排四个人，分别进行主测、记录、前后照明和立棱镜四项工作，在进行井下导线测量之前，一定要进行精确的分工，避免由于操作不当或者配置不合理影响测量的质量，操作人员在测量的过程一定要按照规定进行操作，保证测量的质量。第三，采用“三联架”的方式进行导线的测量，全站仪的测量仪器包括觇标、棱镜以及三联架，这些都是全站仪的基本仪器，在使用的过程中，要将三脚架和基座平齐，按照井下的实际情况可以选择三架或者四架，三架的工作效率最高，四架则适用于突击性的导线测量，两者都有各自的优势，但是要根据实际情况进行合理的选择，除这两种方法之外，还有省点法，这个方法是在“三架法”的基础上进行改良的，工作效率更高，也可以进行适当选择。

二、全站仪井下测量误差精度分析

全站仪在井下导线测量的过程中使用的非常广泛，但是全站仪在应用的过程中仍然会出现测量误差，这些误差的出现原因各异，导线测量的误差会影响后续的施工，所以在使用全站仪测量的过程中要尽量地去克服这些误差，通过纠正人员操作问题或者是仪器功能不足等来不断提升全站仪测量的精度，减少误差的出现。

（一）全站仪自身存在误差

在矿山井下进行导线测量时，全站仪的误差主要是因为仪表本身的错误，造成这种错误的原因是因为仪器的几何关系不正确，检验的不完善也会对其造成一定的影响，全站仪自身的误差包括，横轴误差，这种误差出现在测量的过程中，主要是因为仪器的水平轴线与仪器的垂直轴线不垂直，从而产生了误差，这种误差表现在一起上就是盘左边和右边的位置以及大小都不是相同的，存在一定的差异，而且符号之间也是相反的，这样的状态就说明仪器出现了误差，其次是竖轴误差，这种误差的产生是因为竖轴不受铅垂的影响，随着竖角的不断增大，误差也会相应地增加，而且垂直轴也会影响误差，测量过程中观测方向的倾斜程度也和误差的出现相联系，最后就是视准轴的误差，这种误差的出现是由于视准轴和全站仪没有办法保持垂直的状态，这样就会出现误差，这种误差出现的表现形式和横轴误差在一定程度上非常相似，全站仪自身存在的仪器误差会对井下导线测量的精确度产生相应的影响。

（二）矿山井下测量中的对中误差

对中误差的出现主要是由于矿井下的环境造成的，矿井下的环境非常的恶劣，潮湿并且采光的条件特别差，这样在测量的过程中，会因为光照问题产生一定的误差，再加上工作面比较的狭窄，这样在实际测量中也会影响导线测量的效果，对中误差产生的原因，主要是工作人员在测量的过程中，全站仪的中心点和井下的点位没有办法保持在同一垂线上，这样就会使得误差出现在仪器当中，而且对中误差的出现，会对观测的方向值产生一定的影响，这种影响还保持着一定的规律，和距离呈反比，距离越小，误差越大，并且还会随着边长的增加逐渐的扩大，对水平角的影响程度会不断的减少，并且从线量对中误差的角度来看，两者之间的关系是成正比的，矿山井下测量地对中误差在测量过程中比较容易出现，因为矿井的环境因素会直接对其产生影响。

（三）对镜站的瞄准误差

使用全站仪进行导线测量时，瞄准的镜站位置十分的重要，但是矿井下环境的影响，会对镜站的位置产生影响，这个误差和矿井上的对中误差一样，都会对方向值产生影响，而且规律也非常相近，第一，其与边长呈现反比关系，即随着边长的不断增加，影响水平角的程度会随之减弱；第二，从瞄准高度和目标倾斜角的角度来讲，两者呈现正比关系。

三、提高矿山井下全站仪导线测量精度的有效方法

（一）对盘左盘右观察法进行实施

全站仪横轴误差和视准轴误差都会影响观测的方向值，这种误差出现之后呈现在全站仪上就是盘左右不对等，且符号相反，想要避免这两种误差或者改善这种情况，可以利用盘左盘右两测回观测法，来对全站仪进行校准，这样能够在导线测量的过程中起到一定的校准作用，对相同的目标进行观察时，可以采用一个平均值，这样这两种误差之间就可以相互抵消，能够有效地改善误差出现的状况，在校准的过程中，工作人员需要对校准器的气泡位置进行严格的控制，这样能让其居中，竖轴的误差就能够有效地避免，消除误差的过程中能够起到一定的推动效果，在这个基础上，全站仪在井下导线测量的准确性就能够因此而得到提升。

（二）对三架法进行应用

三架法是比较常用的一种方法，对中处理对于井下导线的测量非常得重要，如果处理不好会直接影响测量结果的准确性，加上境内环境较差，所以对中误差就更容易出现，还会对观测方向产生影响，想要改善这种误差，需要在测量的过程中，使用正确的测量方法，并进行一定的创新，通过三架法能够减少对中误差出现的几率及影响，进行测量的过程中，准备好基本的仪器设备并进行严格的控制，基座、棱镜以及全站仪等，三者之间的位置可以随意变化，但是必须要保持在同一垂线上，位置变换后要及时进行校对和调整，这样能够减少对中误差的出现。

（三）合理利用棱镜激光测量模式

不仅井下的环境会影响测量的结果，周边环境也会产生一定的影响，所以在测量的过程中，工作人员要注意环境的变化，并根据变化调整测量的模式，例如，在测量边长的过程中，棱镜的激光模式可以进行选择，井下的相关数据都能够录到气象数据当中，对其进行调整，使其和反光镜的使用情况相匹配，工作人员要保持棱镜干净，避免水珠和灰尘的出现，如果出现会对测量结果产生影响，这样使用合理的测量模式，能够提升井下全站仪导线测量的准确性。

结束语：

随着技术的不断发展，测绘技术也在新技术的支持下不断地提升，全站仪在井下导线测量中的应用，能够提供一定的便利，但是由于井下环境的影响以及人员操作等因素的影响，会使得测量的过程中产生误差，影响测量的准确性，所以根据误差产生的原因，要对测量模式以及测量步骤进行相应的调整，全站仪替代传统测量方式，优势非常的明显，但是也会受到一些因素的限制，所以测量质量和准确性想要得到提升，就必须要加强对全站仪测量的研究，让其更好地应用在井下导线的测量上。

参考文献：

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