唐连鸿 白英健
辽宁省本溪市南芬露天铁矿地测科 辽宁 本溪 117000
摘要：阐述了全站仪的工作原理及其相对于传统仪器的优点，介绍了全站仪在露天煤矿验收测量中的应用，包括现场观测和数据处理。
关键词：全站仪；验收测量；露天矿
众所周知，矿产资源是人类生存和发展的物质基础。中国是世界上矿产资源最丰富的国家之一由于矿物的形成受某些矿化地质条件的控制，不同的结构单元中存在不同种类的矿物。同样，根据不同的地质条件，不同的矿物有不同的采矿方法、不同的困难、不同的安全因素和不同的矿物价值。
一、全站仪的发展概述
自1960年代以来，电子遥测技术日益成熟。结合电磁波测距仪和光学经纬仪的仪器称为电子测距仪。后来被称为半站电子测速器。伴随着电子测角技术在经纬仪中的广泛应用，电子经纬仪应运而生。人们将电磁测深仪和电子经纬仪相结合，逐渐提高其功能:电子改正(补偿)、记录、计算等，它是当今意义上的全站仪电子半站式电子测距仪也称为测距经纬仪。这个速测仪出现得更早，而且还在继续改进。倾斜距离是透过使用键盘输入光学角度读数来计算的，从而产生水平距离、极大差异、方向角和座标差。这些结果可以自动传递到外部存储。全站仪是一种三维坐标测量系统，由测角、测距、计算和电子数据存储组成。测量结果会自动显示，并与装置交换资讯。由于全站仪的电子测速仪很好地实现了电子学和测控一体化，也称为全站仪。一般而言，高程主要包括电子测角、测距系统。
二、全站仪测量的原理
电子测距的基本原理是利用已知的空中电磁波传播速度特性，测量所测距离的电磁波传播时间，得出距离值。但是，这种直接距离测量方法很难实施。当我们对测量精度有很高的要求时，我们对测量时间也有很高的要求，这在实践中非常困难。因此，在测量实际距离时，可以采用基于这一原则的改进方法。在实践中采用了脉冲法和相位法。①脉冲方法。用于遥测的光源是一种激光，它向目标发射非常狭窄的光脉冲，并发出电子脉冲信号。打开电子门，让它通过并计数标准频率发生器产生的时间脉冲。目标反射光脉冲后，它返回发射器以产生电脉冲。电子门关闭是为了阻止时间尺度脉冲的传递。②相位法。使用连续波产生的相位差异测量距离。发射信号是:
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全站仪测距部分的标称精度指标表达式为±（A+BD）。A是以毫米为单位的固定误差，主要由仪器连接常数测量误差、平均误差和相位测量误差引起。夹具误差与实测距离无关，即无论实测距离如何，全站仪的夹具误差均不超过该值。总桩号的这一部分通常显示1到5 mm之间的误差。BD表示比例误差，主要由仪器频率误差和大气折射误差引起。b的单位为1×10-6米。B和D的乘积产生比例误差。确定距离后，将确定比例误差的部分，该部分与距离测量误差绝对值(即距离测量误差的绝对值)之和。此外，必须将气象校正和乘法常量添加到整个测站范围的距离测量过程中。通过测量作业现场的温度T、压力p和湿度H，可以根据天气修正公式计算温度图像校正数为1x 10-6m，距离校正数为D，不同厂家综合仪表气象校正公式不同。气象校正ppm是一种比例改正条件，根据测量点的温度和压力而变化，而不是固定值。改正后，全站仪还具有相对固定的比例改正系数，通常称为倍数常数，也称为1×10-6m单位，用于通过频率偏移、折射率偏移等改正相位不均匀性。
三、露天矿概况
1.地理位置。本钢南芬露天矿位于本溪市南芬区境内， 矿区南北长5.5公里，东西宽0.4－1公里，面积为4.6平方公里，总占地面积为13.15平方公里。
2.确定露天矿分布场验收测量。露天矿山的生产主要表现在开采场的范围和几何复杂性方面这是一个复杂的多机械环境。在露矿生产过程中，应及时了解生产速度、各作业机的运行状况(作业位置、推进程度等)。工作站的宽度和工作速度线路长度、工作角度等。此外，应每月和年底计算矿物和可开采岩石的数量，并向上级当局报告。为此目的，我们必须采取的措施统称为接受和视察露天开采场的措施。为了核查计划的执行情况，计算实际开采报告，并为组织和调整生产计划提供科学依据，需要定期采取验收措施。根据露天矿的实际生产情况，验收测量周期为每月一次。
3.全站仪在铲窝验收测量中的应用。人员组成:每个接收组由2人组成，包括1名镜像操作员和1名移动操作员。设备:一台全站仪，1台棱镜。首先在操作控制点p上设置完整的站仪(见图2)，使用站建设程序，由于矿内地势平坦，天气晴朗，四周可以观测多个控制点，具备后方交会条件，所以采取后方交会的方法进行设站。设站完成后测量目标为台阶坡顶，台阶坡底还有台阶高。由于采取无棱镜全站仪，只需观测者对所需的台阶坡顶或坡底进行观测，如果有个别观测不到视线受阻的情况，则需要移动操作员持棱镜去往观测不到的点站镜，观测者用全站仪观测即可，由于为了收集观测点的准确性，台阶高多为移动操作员持镜观测，在观测结束后，观测者需将观测数据进行保存备份，然后关闭全站仪，验收测量结束。
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图2全站仪观测示意图
4.内业数据处理。实地观测结束后，测量员将仪器带到计算机房，通过数据传输线路将整个台站仪器连接到计算机，并将测量数据传输到计算机。然后AutoCAD将读取数据，显示完全接受平面并展开点，并根据提取字段的范围绘制坐标格网。每次验收后，我们都会在此地图展点和计算，并认为台阶点和线具有不同层别，因此之间的图形和计算不会相互影响。
目前，由于光学仪器和测距技术具有无可比拟的优势，中国的大多数露天矿都是使用全站仪测量的，被广泛用于露天矿。使用完整的全站仪验收和测量露天矿，大大提高了实地观测的效率，是传统仪器(经纬仪、遥测仪)的二至三倍。探矿者的工作强度已经降低。与传统相比，准确性有了很大提高。全站仪用于验收测量和露天矿场测量。测量数据处理通过数据线连接到计算机。使用计算机上的AutoCAD绘图软件，可以直接绘制工作平面。与传统工具相比，手动绘制错误已减少，从而大大提高了图形的准确性和可靠性。
参考文献：
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