摘要:全站仪在测量中尤其是在煤矿测量中使用较为广泛,由于井下环境较差,全站仪在使用中除了进行必要的年检外,测量人员还要根据仪器使用情况进行日常检测校正,这是保证测量精度的必要手段之一。文章论述了全站仪校正方法和使用的注意事项等,希望可以为测量人员正确使用全站仪的提供一定的参考。
关键词:全站仪;校正;常数;探讨
全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度。全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)和读数传感器进行角度测量的。在矿山测量中。由于条件特殊,全站仪经常进行校核,现就全站仪检核与校正和在矿山测量应用过程中需注意的问题进行探讨。
1 全站仪检核与校正
1.1 照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正
检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行, 调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转 180 度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴。即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉,使气泡向正中间位置退回一半。为使竖轴竖直,再用脚螺旋使气泡居中即可.此项检验与校正必须反复进行,直到满足条件为止。
1.2 十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点,使望远镜绕横轴上下转动,如果小点始终在竖丝上移动则条件满足,否则需要进行校正。
校正时松开四个压环螺钉(装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动,校好后将压环螺钉旋紧。
1.3 横轴应垂直于竖轴的检验和校正
选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位置瞄准墙壁高处一点 p( 仰角最好大于30度 ) ,放平望远镜在墙上定出一点 m1。倒转望远镜,盘右再瞄准p 点,又放平望远镜在墙上定出另一点m2。如果 m1与m2重合,则条件满足,否则需要校正。校正时,瞄准m1、m2的中点 m, 固定照准部,向上转动望远镜,此时十字丝交点将不对准 p 点。抬高或降低横轴的一端,使十字丝的交点对准 p 点。此项检验也要反复进行,直到条件满足为止。以上四项检验校正,以一、三、四项最为重要,在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。
1.4 对点器检核与校正
1.4.1激光对点器检核与校正
激光对中器安装在仪器的垂直轴上,在正常条件下,激光对中器不需要校正。如果因为外界的影响,采用将仪器转动360°的方法进行检核:
① 在1.5m左右的高度将仪器架设在三脚架上,整平仪器。
② 打开激光对点器,并在地面上作出红点中心的标记。
③ 慢慢转动仪器360°,观察红点的位移,如果沿激光红点中心的连线画出一个偏离标记中心大于3㎜的话,则需要校正激光对中器,请与该仪器的维修中心联系。
1.4.2点下对中点检核与校正
全站仪的点下对中点位于仪器的手把上,手把和仪器用两个螺丝固定,没有设置校正螺丝,精度要求高的导线,用ZNL天顶天地仪对中。对于精度要求低的导线,可以使用点下对中点对中,矿井下面的测量控制点大多位于巷道的顶板上,只能采用点下对中,所以也有必要对点下对中点进行检核与校正。
检核方法:在某一固定位置悬挂一个活尖对中垂球,它的正下方放置标有“⊕”标志白纸并用胶水粘,在白纸的上方安置全站仪,在胶水未干的情况下,使其严格整平对中,然后调节垂球线的长度进行点下对中,垂球尖正好位于对中点中心,对中点不需要调整,如果偏差大,不能使用点下对中点对中。
2全站仪使用的注意事项
全站仪在煤矿测量的应用很广泛,无论是地面控制测量,还是井下导线测量,与普通J2经纬仪配合测距仪相比,具有携带方便、实用快捷等特性,是一种比较理想的测量仪器,很受煤矿测量人员的欢迎,在使用中我们得到以下体会:
2.1全站仪的误操作
全站仪在操作过程中难免发生错误,无论在何种情况发生误操作错误均可回过头来到基本测量模式,再进入相应的测量模式进行正确操作。角度测量模式除外的其他测量模式均为测距,如果没有信号可回到基本模式,再准确瞄准棱镜进行相应的测量工作,否则检查棱镜是否正对仪器。当视线接近正对太阳光时应加望远镜遮光罩,否则将无法测距。
2.2全站仪的电池
目前全站仪的电池大多是可充电的锂离子电池,使用中应注意以下几点。
电池一定要在仪器对中整平前装好,以免因振动影响仪器的对中整平;关机后再取出,以免丢失数据;电源应在对中整平后打开、搬动仪器前关闭。因为全站仪的自动补偿在倾斜状态耗电量特别大;
距离测量的耗电量远远大于角度测量,测量过程中尽量减少测距次数。特别在程序测量功能下,显示测量数据后应立即停止,否则测距一直在进行;仪器长期不用应至少三个月通电检查一次,防止电子元器件受潮。
2.3其它注意事项
①全站仪正常使用一年至少检测一次。使用前应保持仪器的各项技术指数必须符合《煤矿测量规程》的有关技术要求,并按照使用要求设置仪器的各项参数。
②在井下作业过程,特别是冬天井下与地面的温差大,仪器表面凝结大量的水珠,目镜与物镜模糊不清,很难照准目标。在开始的一段时间内,不能测量出距离,而且水平角和竖直角容易超限,只有仪器内部温度与巷道温度大致相同时,才能正常测量,所以20分钟后进行观测比较好。
③全站仪在井下测量过程中,如遇到迎头打眼、喷浆,这时巷道中灰尘多,能见度较低,瞄准误差大,甚至测不出距离,所以迎头必须停止作业,否则影响测量观测精度。
④全站仪的测程一般在1km以上,由于受井下条件的限制,测程一般会变短,这种情况下,使用单棱镜比三棱镜误差小,由于矿井下面的水气比较大,能见度比较低,在边长较长的情况下,使用三棱镜,容易照准目标,测距的速度也成倍的提高。
⑤由于煤矿测量的特殊性,在搬运过程中常常受到震动,使仪器的轴系关系发生变化,水平角和竖直角超限,所以定期的对仪器的测角部分进行检核与校正,才能满足生产需要。至于测距部分受条件限制只能进行检核,误差较大时,需到专业厂家进行校正。
3 全站仪发展前景
随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用,全站仪出现了一个新的发展时期,出现了带内存、防水型、防爆型、智能型等的全站仪。目前,世界上最高精度的全站仪:测角精度(一测回方向标准偏差)0.5,测距精度1mm +1ppm。利用ATR功能,白天和黑夜(无需照明)都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度,既可人工操作也可自动操作,既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用,可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。