全站仪在井下测量中的应用

孙义军

【摘要】本文阐述了全站仪在井下测量中的优点与缺点及注意事项。

【关键词】全站仪-导线测量-测量精度-测量误差

【 abstract 】 this paper elaborates the tachometer in underground to the measurement of the advantages and disadvantages and the matters needing attention.

【 key words 】 tachometer-traverse survey-measurement accuracy-measurement errors

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

井下以往主要是使用经纬仪测角，钢尺量边来进行导线测量。随着先进仪器的出现，测量工作也发生了很大的变化。目前全站仪在地面测量工作中已得到了广泛的应用，但在井下测量中，由于受井下条件的影响，其应用受到了一定的限制。本人通过几年来对全站仪在井下测量中的使用，掌握了一定的测量方法和技巧，现与大家交流。

井下测量的特点

井下测量受环境的影响，与地面测量有很多不同之处，其主要特点是：

井下测量的主要对象是巷道，其主要任务是确定巷道、硐室及回采工作的平面位置与高程，为煤矿建设与生产提供数据与资料；

井下巷道测量产方式主要是导线测量，导线的布设形式一般有闭合导线、附合导线和支导线三种，但井下巷道施工测量中，一般以支导线为主，当巷道贯通以后，进行联测时才可布设闭合导线或附合导线；

在巷道测量中，工作环境黑暗、潮湿、视野狭窄，行人、车辆较多，巷道内又有各种管线障碍，这些因素都会对测量工作带来一定的影响；

井下巷道测量对精度要求很高，在井下平面控制测量及井下巷道贯通测量中，导线测量精度的高低将对确定新巷道及采空区之间的关系、巷道的贯通等产生直接影响，在矿山的安全生产及抢险救灾工作中也起着重要作用；

井下导线测量方法一般采用“后前前后”的测量方法，导线点一般都布设在巷道顶坂上，对点号吊挂线线绳进行对中测量。

全站仪的特点

全站仪又名电子速测仪，它集测角量边为一体，由微处理器控制自动进行测距、测角，自动归算水平距离、高差和坐标等，还能进行施工放样，自动记录数据，使用极为方便，它几乎可以完成各种常规测量仪器所做的工作。全站仪的工作原理与传统的经纬仪类似，但它又具有以下特点：

只需一次照准反射棱镜，就能测得水平角、竖直角和斜距，算出测点的平面坐标和高程，并记录下测量和计算的数据。

通过全站仪的主机或电子手簿的标准通讯接口，可实现全站仪与计算机或甚外围设备间的数据通讯，从而使测量数据的获取、管理和计算机绘图形成一个完整的自动化测量系统。

利用全站仪的微处理器来控制全站仪的测量和计算，配合相应的软件可实现导线测量、前后方交会、碎部测量和施工放样等计算任务。

全站仪内部有双轴补偿系统，可自动测量仪器竖轴和水平轴的倾斜误差，并对角度观测值加以改正。

3全站仪在井下测量中的应用

井下四架法传递，三架法导线测量

在井下平面控制测量中，为了提高控制测量的精度，一般都要进行6〞级导线测量。在以往的测量过程中，都是采用经纬仪测角、钢尺量边的测量方法，使用这种方法，对于一些长边来讲，在丈量距离时，为了保证量距的精度，即要将边分成几段来量，又要几个人同时配合，对某一段进行多次量取，还要对钢尺进行垂直改正、温度改正、尺长改正等多项改正，这样既费时又费力，工作效率低，而且精度不能得到很好的保证。在井下平面控制测量中，若采用全站仪测量，利用全站仪的光电测距功能，可大大节省量边的工作量，精度也得到了保证，同时也提高了工作效率。另外使用四架法传递，三架法测量导线，可节省一测站观测完成后，后视架腿移至前视点上再进行对中整平的时间，加快了测量速度，提高了工作效率，这一方法适用于导线测量规模比较大的测量工作。

井下两架法导线测量

井下使用二架法进行导线测量，其方法与三架法类似，只是后视不用架腿，而用吊挂线绳替代，前视仍用架腿支撑反光镜进行测量，这一方法适用于工作量不大的导线测量，且前后视都必须有导线点。

井下一架法导线测量

井下巷道是分期逐步掘进的，因此井下导线在初期测量过程中只能布设支导线，且只能一站一站分期向前延测。每次巷道的初测工作，工作量都不大，一般也就是测2—3站，再标定一组中腰线。这样的工作在井下使用全站仪当作经纬仪加测距仪使用，由于井下导线点都布设在顶板上，前视可将反光镜倒挂在顶板上进行测量，当水平角测量完成后，再瞄准反光镜进行距离及垂直角测量。因为反光镜在吊挂时，由于线绳的摆动，仪器观测水平角时照准反光镜进行观测精度不高，而导线测量过程中，水平角测量误差具有传递性，因此瞄准吊挂线绳能够更好地保证水平角观测精度，在瞄准反光镜进行距离及垂直角测量时，反光镜虽有摆动，但其精度能够达到井下导线初测精度要求。

全站仪观测数据的记录

在进行数据记录时，可利用记录本像进行经纬仪测导线一样记录，水平角、垂直角、斜距或水平角、平距、高差。记录数据时，也可利用全站仪的自动储存功能记录数据，在进行导线测量时，建立数据文件，让数据进行自动储存，但这种记录方法，只能达到半测回不能消除度盘归零误差，存在一定的缺陷。

全站仪的其它功能应用

全站仪的放样具有进行坐标正算和反算的功能，在井下巷道的一些标定工作中，运用这一功能对解决井下一些测量技术非常方便。可省略手工计算，保证准确性，提高了工作效率。

4井下使用全站仪的注意事项

全站仪进行光电测距，在进行测距常数改正时，不同的反光镜，其常数改正不同，在进行测量时，要经常检查常数改正是否与正使用的反光镜匹配。

使用记录本记录时，在记录距离时，要看清显示的距离是平距还是斜距，切不可记错。

在进行导线测量，采用自动储存数据功能进行时，根据自己多年来对南方系列全站仪的使用来看，都不能够使用“后前前后”的观测方法，只能使用“后前”半测回观测方法，这种观测方法对井下导线测量来讲，都存在一定的缺陷，本人建议在井下进行导线测量时，应慎用自动储存数据。

5结束语

由于全站仪的诸多优点，其在井下测量中，对提高测量精度及降低测量工作者的劳动强度，必会发挥越来越重要的作用，其在井下取代常规经纬仪，是井下测量发展的必然趋向。