王弘毅

[摘要]由于近年来测绘技术得到了迅速的发展，极大的推动了我国的矿山井下测量工作的开展，矿山井下测量工作的质量有了显著的提高。然而，矿山井下全站仪导线的测量精度会受到井下作业环境的影响以及其他条件的限制。本文对全站仪的特点进行了简要的分析，并分析了导致全站仪井下测量误差的因素，提出了提高井下全站仪导线测量精度的方法，希望能够进一步提高我国矿山井下全站仪导线的测量精度，提高矿山井下测量工作的质量。

[关键词]矿山井下测量 测量精度 全站仪

[中图分类号] TD175 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-209-1

一般来说，全站仪导线测量与其他一般测量相比具有较高的精确度。但是在进行矿山井下测量时，井下环境对全站仪导线的测量精度产生直接的影响。井下施工具有较差的施工条件，由于独头掘进的坑道，难以保障必要的通视条件。井下巷道测量具有较高的精度要求，测量数据不仅影响到采空区和新老巷道之间的关系、影响巷道的贯通，还会对抢险救灾和矿山安全生产产生直接的影响。

1全站仪特点分析

全站仪与传统的经纬仪具有相似的工作原理。全站仪既可以测角又可以量边，由于其安装了微处理器，能够自动地进行测角和测距，并且对坐标、高差和水平距离进行自动归算。全站仪还能够自动的对数据进行记录，并且进行施工放样。可以说全站仪涵盖了常规测量仪器的所有功能，而且具有以下几个特点。

①由于内部具有双重补偿系统，全站仪可以对水平轴和仪器竖轴的倾斜误差进行自动测量，自动改正角度的观测值。②全站仪能够对计算数据进行处理，如果在全站仪中加装计算软件，则可以进行施工放样、碎部测量、导线测量等计算。③全站仪能够与其他的外围设备和计算机通过电子手簿的通讯接口全站仪的主机相连接，从而对测量数据进行计算机绘图、管理和获取，通过完整的自动化测量系统来对全站仪的测量数据进行管理[1]。④全站仪只需要进行一次照准反射棱镜，就可以对斜距、角竖直角、水平角进行测量，并对测点的高程和平面坐标系计算，对计算和测量的数据进行记录。

2全站仪井下测量误差分析

造成全站仪井下测量误差的原因既有全站仪的仪器误差，也有全站仪在井下的对中误差，还包括对镜站的瞄准误差和测距误差。

2.1全站仪的仪器误差

检校不完善和几何关系不正确是造成全站仪器误差的主要原因。第一，竖轴误差。也就是仪器竖轴不铅垂造成的。随着竖角的加大，全站仪的数据误差也越来越大。垂直轴的倾斜方向和观测方向所夹的角度也会造成竖轴误差。第二，横轴误差，主要是由仪器竖轴和横轴不垂直造成的，横轴误差会造成盘左和盘右两个位置出现符号相反、大小相等的情况。第三，视准轴误差。这是仪器横轴和仪器横轴造成的，会导致盘左和盘右两个位置出现符号相反、大小相等的情况。

2.2全站仪在井下产生对中误差

井下对中误差也就是全站仪测站的中心，和井下点位没有处在同一条铅垂线上，会对观测的方向值产生直接的影响，而且观测方向值与距离成反比。

2.3全站仪对镜站的瞄准误差

在进行井下测量时，如果全站仪的瞄准镜站没有对准实际位置，就会产生瞄准误差。瞄准误差的观测值与边长成反比，与目标倾斜角和瞄准高度成正比[2]。

2.4测距误差

测距误差是由反射镜反射点和全站仪中心之间的数据造成的误差。周期误差、比例误差、固定误差都属于测距误差，其中比例误差又包括大气折射误差、光速误差、测试概率误差，固定误差又包括侧向误差、仪器常数和对中误差。

2.5井下环境造成的误差

全站仪等测角量距会受到井下的照明度、矿尘量、温度和湿度的影响。与地面上相比，矿山井下环境不会受到天气和季节变化的影响，具有比较稳定的井下条件，测角的时间一般比较短暂，一般认定井下环境基本是稳定的。

3提高矿山井下全站仪导线测量精度的方法

3.1使用盘左盘右的方法进行一测回

根据上述分析发现，盘左盘右两个位置的符号相反、大小相等主要是由横轴误差和视准轴误差造成的。因此，要抵消或减弱这两项误差，就要用盘左盘右来对同一目标进行观测，并取两次观测的平均值。在进行观测时，为了减少和消除竖轴误差，必须保持照准部的水准器中具有居中的气泡。这样也可以使竖盘指标差的影响被有效的消除，使井下全站仪导线测量精度得到有效的提高[3]。

3.2导线测量时采用全站仪三架法

导线测量是比较常用的井下平面控制测量方法。观测方向值和限量对中误差都会受到井下对中误差的影响。因此，在进行测量导线测量的过程中可以使用全站仪三架法，这样可以有效的提高，全站仪导线测量的精度，提高测量的速度，缩短了前视点的对中整平时间，使井下对中误差得到减少。

3.3垂球重量的加大

井下测井的精度经常受到照准误差的影响，这是因为垂球具有较大的摆动幅度，镜站在点下产生对中，测量过程中有较大的气流。这就可以通过极大垂球重量的方式使垂球的晃动减小，并对垂球线的根部进行瞄准。

3.4使用棱镜激光模式

先要将全站仪进行棱镜激光模式设置，再将温度值和井下气压输入，保障反光镜与常数改正的匹配。不要让灰尘和水珠沾到镜面。可以使用防爆型全站仪来应对具有瓦斯的井下坑道。使用往返测量来测量斜巷三角高程和平巷边长。

3.5限制误差的传递

可以使用一定的方法来对测角的误差传递进行限制。如果井下全站仪导线进行短边巷道测量或前进一段距离后，可以对短边陀螺方位角用陀螺全站仪进行加测。

3.6提高点位横向精度

在进行井下导线测量时，可以先设置低级导线，再对低级导线进行检查，布设高级导线。在布设导线时，其边长要尽量相等，并沿着坑道的中线进行布设，设置闭合形式或双交叉形式的导线。

4结语

矿山测量工作的质量，与矿山井下全站仪导线测量的精确度有着直接的关系，有一些因素会导致矿山井下全站仪导线测量的误差，为了保障矿山井下测量的工作质量，必须，采取有效的方法切实有效地提高矿山井下全站仪导线测量的精度。只有确保了矿山井下全站仪导线的测量精度，，才能够，保障矿山测量成果具有较高的准确性和精确性，确保矿山的可持续发展和安全生产，避免因为矿山井下全站仪导线测量不准确而造成的损失。