浅议电子速测仪在矿山测量中的应用

摘要：电子速测仪在地上大型建筑和地下隧道等工程施工中得到了广泛的应用，对于变形监测或精密工程测量等工程发挥了不可估量的作用，其效能在矿山测量中也同样得到充分发挥。本文就电子速测仪在矿山测量中的应用进行探讨，希望对矿山企业的发展提供帮助。

关键词：电子速测仪矿山测量应用

Abstract: The electronic speed measuring device in the construction of the floor of large buildings and underground tunnels have been widely used for deformation monitoring or precision engineering measurement engineering has played an invaluable role, its effectiveness in Mine Surveying also be given full play. To explore the application of electronic speed measuring device in Mine Surveying, hoping to help the development of mining enterprises.

Keywords: electronic speed measuring device, mine surveying, application

中图分类号：P258文献标识码： A 文章编号：

在矿山企业生产发展的过程中，矿山地质地形图的绘制，年度生产计划编写，规划图纸的设计，生产过程的进度，露天矿边坡失稳监测等一系列的工作，都与地质测量分不开。20世纪60年代，矿山地质测量用的仪器只有苏光和北京J2、J6型号的两种经纬仪器，配合一根视准尺就能测出地形地貌。虽然，精度不算特别精准，但对于一般矿山测量来说，也算是十分精确的了。但这种老式经纬仪测量，既费时、又费力。

一、电子速测仪简述

20世纪八九十年代，随着科技的发展，技术的创新，电子速测仪走进了测量工作中。它是把测距、测角和微处理机等部分给合起来形成一体，能够自动控制测距、测角、自动计算水平距离、高差、坐标增量等的测绘仪器。同时可自动显示、记录储存和数据输出，电子速测仪是集光、机、电算于一体的智能型测绘仪器。其操作速度和精度，均较经典仪器有较大提高，更重要的是电子速测仪内部大量地使用了微电子技术；因此，可实现数据自动记录，传输、检查、计算处理。利用电子速测仪不仅可以得到原始的或改正后的观测数据，而且还可以得到平差后的三维坐标。

电子速测仪是数学化的测绘仪器，是实现测量自动化的一种重要仪器，通过它还可形成自动化数据流程，从而实现自动化制图和建立地图管理数据库的目的。

电子速测仪具备丰富的测量程序，它具有储存数据功能、参数功能，功能强大，适用于各种专业测量和工程测量。电子速测仪名目繁多，型号不一，但都具备了测量程序功能和储存数据功能，同时具有参数功能、储存数据功能，采用了软键和数字键盘结合的方式。操作方便、快捷，强大的储存管理，采用了具有内存的程序模块，可同时储存测量数据和坐标数据多达3440点。若仅存放样坐标数据，可存储10000点以上，并可以方便地进行内存管理。还可以对数据进行增加、删除、修改和传输到计算机上。野外自动化的数据采集程序，可以自动记录测量数据和坐标数据。代替了原始的野外观测记录，既省时又省工，还可以直接与计算机传输数据，实现了真正的数字化测量。

在具备常用的基本测量模式（角度测量，距离测量坐标测量）之外，还具有特殊的测量程序，可进行悬高测量、偏心测量、对边测量、曲半径、距离放样，坐标放样。设置新点，后方交会、面积计算，功能相当丰富，能满足专业测量的要求，总之，电子速测仪使用范围很广，露天矿山测量、矿井井下测量、房屋、地籍测量、公路、桥梁铁路测量都有极高的精度测量效果。

各系列电子速测仪基本结构原理如图1所示。

图中上半部分包含有测量的四大光电系统，即测距、测水平角、竖直角和补偿系统，键盘指令是测量过程的控制系统。测量人员通过按键便可调用内部指令指挥仪器的测量工作和数据处理。以上各系统通过I／0接口总线与数字计算机联系起来。

微处理机是全站仪的核心部件，它如同计算机的中央处理器(CPU)主要寄存器系统，(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器等)运用器和控制器组成。微机处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地完成。

图1 全站仪基本结构原理

二、电子速测仪在矿山测量中的应用

电子速测仪的出现，使矿山测量工作更加方便快捷，电子速测仪存储功能强大且测量精度又高，在测量时，对观测点的水平角、垂直角、距离高差都一目了然，在距离测量时，杜绝了因为距离的远近，观测人员的视力和打尺员的关系问题而出现的视角误差，而电子速测仪无论距离远近，都可以观测出准确的数据。远的距离在视线通视良好的情况下，配合棱镜可达1500~000米，近的可以在0.80—1.0米的近距离观测，而且误差仅在±0.20mm。用电子速测仪对边坡监测而且只须在一个固定的坐标控制点上架设仪器，就能完全的把所有的被监测点观测完毕，对30个左右的监测点只需2~3小时的时间，既缩短了工作时间，又提高了工作效率。老式的观测法要得到该点的确切数据或坐标，还必须要人工配合袖珍电子计算器花上一定时间，才能得出结论，要想知道该点的X、Y坐标，也得用绘图仪用图根点视距法按比例展绘在坐标网格上，才能测算它的坐标及实地位置。而控制点与各监测点的实际距离则根据坐标反算法才能获取。用电子速测仪观测，则每个监测点的X、Y坐标，实地高程（H）、平距距离、水平角、垂直角、控制点与被监测点的高差都显而易见。更方便观测员对该点的检查校对，以便及时的纠正错误减少误差。所以说，用电子速测仪对边坡的监测既快捷方便，又能相对的解除误差，能及时的提供数据，对预防突然滑坡和治理边坡起到了良好的效果。

矿山的生产进度也跟测量工作有着密切不可分的作用关系。露天矿开采需要边剥离土方边采掘煤炭资源，测量工作对于土方的剥离尤为重要，剥离前的土方控制，月底或零星的土方验收和控制土方，还得用前方交会测量法先在工作面交绘一个坐标控制上根点。通过人工计算，得出图根点X、Y、H坐标，再把仪器架设在该点上，经纬仪配合视距尺用视距法观测，把观测到点的读数依次记录，观测完毕后，又开始作内业工作，把观测数据用三角函数计算方法算出每一个测点的平距、高程，再把该站所测并记录的点数据用水平角、平距，把各点投放到比例尺为1:500的坐标网格平面图上，以每隔10米为剖面距离切出剖面，再把剖面投放到横断面图上，再算出断面面积，最后才能算出土方量。这样既复杂、又繁琐的计算方法真是既费工又费时。

而用电子速测仪做以上工作，真的既简便又省工省时。把电子速测仪架设在一个已知的控制点上，调整好仪器，在需要测量工作面上设置一个配合电子速测仪用的三角棱镜。用坐标测量法照准棱镜后按动键盘，根据仪器内存里的三角函数自动计算方法，就能把控制图根点的X、Y、H、水平角、垂直角显示在电子速测仪的显示窗里，也可以用人工记录数据。也可以不需要记录，按动存储功能键，该点就会被存储在仪器里，然后再把仪器架设到图根点上，调整好仪器后起动，调出该图根点的坐标加以数据采集测量设置，瞄准测点目标，按动键盘，就能依次观测各目标点，每测一个点，按动记录键盘，就能把测量数据存储起来。（注：数据存储可达10000~15000个数字），观测完毕，就能作内业工作，把电子速测仪里的各点数据输送到计算机内，用SID软件技术操作过程，就能作出它平面图、剖面图、面积、土方量等一系列工作。

三、电子速测仪在测量中的精度评定

除了这工作以外，电子速测仪的内存管理功能设置非常强大丰富。矿山测量一般常用的是坐标测量，放样测量、角度测量、高差测量。而且电子速测仪测量精度非常高，电子速测仪作为一种集光测距、电子测角和微计算功能于一体化的外业测量仪器，其主要的精度指标是测距标准差ma和测角标准差mp，测距标准差，即测距精度。结合测距仪及电子经纬仪的等级划分，国家技术监督局1994年《全站型电子速测仪检定规程》对电子速测仪等级划分如表1

表1 电子速测仪等级划分

注：mD为每千米测距标准偏差。

丰富的内存软件功能可编程序的发展，目前应用于各类电子速测仪中软件已有二十多种，包括设定水平方向、放样点位、导线测量、对边测量、悬高测量、后方交会、偏心测量与面积测量等，可以编人程序，也可以调出或删除程序。

四、结语

综上所述，因为电子速测仪所具备的这些优点，不仅是用于地面数字测图的主要仪器，而且它的使用范围也正在不断扩大，从传统的测图、放样、扩展到目前的实时变形监测、工业测量、特殊工程测量等，在企业矿山的发展与规划中，电子速测仪作为测量的常规仪器之一，发挥了越来越大的作用。

参考文献：

[1]数字化测图原理与应用。

[2]《电子速测仪操作规范》规程

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。