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提高矿山井下全站仪导线测量精度的有效方法

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘章良

[导读] 摘要：随着测绘技术的发展，使得全站仪开始应用于矿山井下测量工作之中，但是井下环境等影响因素的存在，使得测量精准度受到一定的影响，因此，需要对提高全站仪导线测量精度的方法进行详细研究。

        玉溪矿业有限公司云南玉溪 653405
        摘要：随着测绘技术的发展，使得全站仪开始应用于矿山井下测量工作之中，但是井下环境等影响因素的存在，使得测量精准度受到一定的影响，因此，需要对提高全站仪导线测量精度的方法进行详细研究。本文从以下方面进行详细阐述。
        关键词：矿上井下；全站仪导线测量；精准度；提升方法
        前言
        由于技术的不断发展，使得全站仪对传统测量方式进行有效替代，虽然其优势相对明显，但受到影响因素的限制，其测量质量和准确性也会降低，如何提高全站仪测量的精准性成为全新的课题之一。此次研究对丰富全站仪测量方面知识具有理论性意义。
        一、全站仪特点简述
        对全站仪来讲，先进性是其突出特点之一，不但能够对多种常规仪器的测量项目进行有效执行，还具备较高的自动化水平，在对其进行实际操作时，其能够自动计算其坐标、水平高差等。同时，其能够对施工放样操作进行有效执行，并详细记录所产生的数据，从而为工作人员提供重要的数据支撑。从其工作原理的角度来讲，全站仪与经纬仪比较相似，其特点主要体现在以下方面：第一，从操作方面来讲，在测量水平角以及斜距的时候，全站仪只需要对反射棱角找准一次即可，就可对测试点的高程和平面坐标进行计算所得，同时，对相关的数据信息进行详细的记录；第二，其具有完整的自动化测量系统，在对其进行使用时，将全站仪和外部计算机等设备进行连接，将全站仪的主机当做接口，从而使获取数字、计算以及绘图等一系列过程得以顺利完成；第三，功能强大，数据的有效处理以及计算是全站仪的基本功能，在对其进行应用时，工作人员需要在该功能的基础上，将计算机软件引入其中，这样可以使碎部测量、导线测量以及施工放样等任务得到有效的完成；第四，其具备修改角度观测值的功能，全站仪对双轴补偿系统进行有效配备，这样可以自动化的测量仪器水平轴与竖轴的倾斜误差，从而为测量值的准确性提供保障。
        二、矿山井下全站仪导线测量的误差分析
        （一）全站仪自身存在仪器误差
        矿山井下导线测量中常见的误差以全站仪自身仪器误差为主，其主要是由检验缺乏完善性和仪器几何关系不正确所引起的，主要包括以下方面：第一，横轴误差，在进行测量的时候，存在横轴与仪器竖轴之间不垂直的现象，从而使得误差现象的出现。在仪器中显现为盘左和盘右位置大小存在差异性，并且符号之间以相反的状态呈现；第二，竖轴误差，受到竖轴不铅锤作用的影响，随着竖角的增大，误差也会随之增大。同时，垂直轴以及观测方向的倾斜程度都与误差息息相关；第三，视准轴误差，当视准轴与仪器之间无法保持垂直状态时，就会导致视准轴误差的出现，其表现形式与横轴误差之间具有一定的相似度。
        （二）矿山井下测量中的对中误差
        对中误差的出现与矿井下环境之间息息相关，误差产生的主要原因是工作人员进行测量的时候，全站仪测量中心和井下电位无法保持在同一铅垂线之上，从而使得误差出现在仪器之中。同时，对中误差会影响观测的方向值，并且该影响具有明显的规律性，主要体现在以下方面：第一，与距离成反比，即随着边长的不断增加，影响水平角的程度会不断的削弱；第二，从线量对中误差的角度来讲，两者呈现正比的关系。
        （三）对镜站的瞄准误差
        在使用全站仪的时候，用以瞄准的镜站位置的重要性十分明显，但由于井下环境影响因素的存在，导致镜站目标位置与实际位置之间出现偏差，以此来使得误差的出现。同时，该误差能够影响观测的方向值，并且影响存在明显的规律性，主要在以下方面中进行体现：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。
        （四）外界环境造成的误差
        从矿山井下的角度来看，其所处的外部环境具有明显的恶劣性，使得影响测量角距的因素相对较多，如矿尘量、温度等，从而使得测量误差的出现。但与外界环境进行相比，矿山井下环境的稳定性相对明显，在进行测量的时候，测角时间处于固定的状态，因此，该类误差对测量的影响相对较小。

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        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
        从全站仪横轴误差和视准轴误差的角度来看，其都能够影响观测的方向值，在仪器中的表现为盘左盘右为主不对等，且符号呈现相反等，为了对该误差进行有效的改善，可以对盘左盘右观察法进行有效利用，从而起到一定的校准作用。当对相同目标进行观测时，对平均值进行采用，这样可以使两项误差之间得到有效的抵消。在实际应用该种方法时，工作人员需要对准部水准器气泡位置进行严格的控制，使其能够在居中位置进行保持，使得竖轴误差得到有效的抵消。同时，在消除竖盘指标差的过程中起到一定的正向推动效果，从而使全站仪导线测量的准确性得到明显的提升。
        （二）对三架法进行应用
        对中处理在矿山井下全站仪导线测量中具有重要的作用，其能够对测量的有效性和精准度产生直接影响，由于井内环境以及操作等影响因素的存在，使误差特别容易出现在对中过程之中，并严重影响观测方。为了使这样的现象得到有效的改善，需要在实际测量时，对测量方法进行合理化创新，从而使对中误差得到有效的改善。一般情况下，利用三架法来改善对中误差所产生的影响。具体操作流程如下，在进行测量之前，需要配置一台全站仪、三副角架以及两台棱镜，在测量的过程中，需要对基座、棱镜、仪器等进行严格的控制，三者之间可以进行随意变化，但需要保证其处于同一铅垂线。另外，仪器变换完成之后，需要使仪器处于对中整平的状态之中，当水准管偏离现象出现时，需要立即重新校对。除此之外，当误动角架的现象出现时，需要检测之前完成的测量结果，甚至需要进行全部重新测量。
        （三）合理化利用棱镜激光测量模式
        由于周边环境会对井下测量结果产生影响，因此，在实际测量时，需要对环境变化进行实时关注，并对测量模式进行合理化调整。例如：在测量边长的时候，可以对棱镜激光模式进行选择，将井下相关数据录入到气象数据之中，如气压、湿度等，并对其进行检查和改正，从而使其与反光镜使用状况保持匹配性。与此同时，工作人员需要对镜面进行有效清洁，使水珠或灰尘等出现在镜面上的现象得到有效杜绝、如果瓦斯存在于井下坑道之内，需要对防爆型全站仪进行选择。另外，在测量平巷边长时，需要对反往返量的方式进行有效利用，以此来使全站仪的测量精准性得到明显提升。
        （四）增加锤球重量并瞄准锤球根部
        瞄准误差在矿井全站仪测量中出现的几率相对较大，并严重影响测量结果，因此，需要采取有效措施来对其进行改善。例如：在测量巷道挖进时，井下具有强烈的气流，使锤球的摆动幅度发生变化，从而导致误差的出现。为了使该误差现象得到改善，需要对锤球的重量进行增大，使其晃动程度得到改善，还需要对瞄准锤球根部的方式进行应用，从而使其测量准确性得到明显提升。
        四、结语
        综上所述，对矿井下全站仪测量误差进行改善具有重要的意义，其使得测量精准性得到明显提升，因此，需要对提升矿山井下全站仪导线测量精准性的方法进行全面研究，从而为测量工作的顺利开展提供基础保障。
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