无棱镜测距精度检验及在高村铁矿变形观测中的应用

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:程宁 贺仁华
[导读]
        马钢(集团)股份有限公司南山矿业公司高村铁矿
        一、检验说明
        本次检验目的是掌握无棱镜测距精度变化规律,根据其特点,在作业中灵活使用。
        本次检验使用莱卡TCR402全站仪,标称测角精度2",自动安平精度0.5",激光对中误差(1.5m仪器高)±1.5mm,精测模式误差2mm+2ppm,无棱镜模式误差5mm+2ppm,无棱镜模式最大测程:灰目标为70m,白目标>100m。采用同仪器有棱镜精测模式测距作为参照。
        二、最大测程检验
        检验结果
       
        三、灵敏度检验
        50m距离(目标每次移动1mm)
       
        100m距离(目标每次移动1mm)
       
        四、入射角对测距精度影响的检验
        检验结果
       
        五、检验结论
        无棱镜测距与有棱镜测距相比较,可以得出以下结论:
        1、在50m范围内,无棱镜测距与有棱镜测距精度相当,对毫米级距离变化反应灵敏。
        2、50m~100m范围内,有棱镜测距依旧对毫米级距离变化反应灵敏。
        3、无棱镜测距超出50m以上至最大测程,对毫米级距离变化反应明显下降,精度在厘米级。
        4、表面光洁、反光效果较好的目标具有较大测程,表面粗糙目标一般测程不超过120m。
        5、毫米级测量时,无棱镜测距目标入射角应大于70度。
        6、无棱镜测量适合危险或不易到达目标的测量。
        7、仪器照准光轴和目标之间附近不能有障碍物,否则会造成不能返回测距结果,或返回测距结果不正确。
        六、高村铁矿2#皮带通廊边坡加固工程半连续支架变形观测作业方案
        1、整个作业方案的设计思路是尽最大可能固定作业条件,使误差相对固定,在相互比较中抵消,以获得较高精度的位移量。
        2、在主滑坡体内、皮带通廊钢结构支架上、布设了3对6个固定观测点,后根据需要又增加3对6个观测点,共计12个。目标入射角均大于70度。观测目标使用反光贴纸,有利于增加信号稳定性,提高测距及照准精度。
        3、设立2个测站点,使最大边长小于50m。测站与观测点连线方向基本与滑坡方向一致。莱卡TCR402全站仪标称测角精度2",但在实际作业中发现,由于其采用的是摩擦制动,仪器在转动过程中经常会使水平度盘发生偏转,实际水平测角精度为10",按照50米边长相应误差为2.4mm,垂直角测角精度为5",相应高程误差1.2mm。测站与观测点连线方向基本与滑坡方向一致,可使与滑坡方向一致的横坐标获得较高的精度。
        4、因地形条件仪器条件所限,2个测站点均位于滑坡影响范围内,又在滑坡范围外增设了2个控制点以监测2个测站点,控制点与测站点的距离均小于100m。
        5、每次作业前,检验垂直度盘指标差,并加改正。
        6、仪器对中误差小于1mm。仪器加温度气压改正。观测使用固定定向方向,两个目标为一组,每观测一组目标后归零,归零差不得大于10",然后重新定向观测,每组目标观测3次,较差不得大于5mm,取中数到1mm。高程较差不大于3mm,取中数到1mm。
        7、测站作业环境较差,附近不断有重载矿车经过,每观测一组目标后,要检查仪器管气泡,如果偏离达到一格,要重新整平定向。遇有推土机、压路机等震动较大车辆经过,要停止作业,待其经过后,重新整平定向后,才允许观测。
        8、2#和4#观测点光线较差,观测时需要灯光照明。
        9、观测时,遇到阳光光照强烈天气,需使用遮阳伞遮挡仪器和脚架。
        10、观测过程中,测站与观测点之间不能有行人或车辆经过,以免不能返回测距结果或返回测距结果不正确。
        七、误差预计
        1、水平角误差取10",测站对点误差取1.5mm,测距误差因同一测点距离和垂直角基本相同取2mm,照准目标误差取0.5mm,测站到测点平距最大41.415m,最小23.871m,水平位移误差预计均为±3.5mm,取较差限差±5mm。
        2、垂直角误差取5",仪器高误差取1mm,照准误差取0.5mm,沉降误差预计为±1.5mm,取较差限差±3mm。
        八、观测成果精度统计
        自2018年10月19日至2018年11月26日共进行了33次观测,水平角最大较差9",平距最大较差1mm,垂直角最大较差3",水平位移最大较差3.36mm,沉降较差最大2mm。与误差预计相符。
        施工开挖后,于2018年10月21日观测到1#~6#点出现3~4mm的沉降,没有发生水平位移。
        注:
        程宁:马钢(集团)股份有限公司南山矿业公司高村铁矿测量工程师,安徽马鞍山243000。
        贺仁华:马钢(集团)股份有限公司南山矿业公司高村铁矿采矿高级工程师,安徽马鞍山243000。
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