提高斜井测量精度的思考

【摘要】在井下控制测量利用全站仪可以方便、快捷地完成斜井的测量工作，但如果提高测量精度必须克服全站仪测量斜井产生的误差及克服全站仪测量斜井的困难，探讨在现有技术条件下提高全站仪测量斜井精度的有效途径。本文通过介绍测量斜井的方法及减少测量误差的途径这两方面探讨了如何提高斜井测量精度。

【关键词】全站仪 斜井 测量 误差 测量精度

随着全站仪测距精度的提高，矿山斜井中线、腰线测量传统放样方法（中线法和伪倾角法），已可以被全站仪极坐标法取代。运用智能计算器编程计算，可以快速、方便、准确地解决矿山斜井中线、腰线、断面的测量放样问题。下文将探讨在上述条件成立的基础下如何提高斜井测量精度的问题。

1、 测量及计算原理

在图中C处假设全站仪，以已知导线点B为后视点，用极坐标法测取水平角、CD平距和高差即可计算出D点的坐标及高程。随后用D点坐标和A点井口设计坐标计算出AD的距离和AD的方位角。

用斜井方位角减去AD的方位角，则可以计算出AE和ED边的水平距离。根据AE水平距离、斜井倾角和井口设计高程可计算出E的底板设计高程。由于D、E设计底板高程相等。可以经过比较得出D的设计底板高程，将D设计高程提高1米即为斜井的腰线。[1]

H=G+Z+I-L

Rec（D，A-O+C）

X=M+V

Y=N+W

Pol（X-E，Y-F）

K=Vcos（J-W）

Q=T-Ktanα

S=K/cos αR=Vsin（J-W）

P=H-Q-1Goto 0

说明：Z 高差；L 棱镜高；D 平距；O 后视水平角；C 观测方向水平角；H 观测点高程；G 站点高程；I仪器高；A 后视方位角；X、Y观测点坐标；M、N 站点坐标；E、F 井口设计坐标；J 斜井掘进方位角；T 井口设计高程；Q 观测点设计高程；α斜井倾角；R 观测点至中线的距离；P 观测点距腰线的铅垂距离。（下文中计算将引用此说明）

2、 测量误差原因

（1） 仪器误差

仪器误差主要包括视准轴误差、水平轴倾斜误差和竖轴倾斜误差等。

（2） 人为误差

人为误差主要包括瞄准误差、读书误差、观测方法误差及对中误差等。

（3） 环境误差

环境误差主要原因是设站位置不稳定、或者是测距仪的性能受温度气压影响而不准确。

3、 误差分析

（1） 视准轴误差，对于一个镜位所观测的水平方向值影响的计算为D=D/cosC，此误差会造成观测站点坐标误差。

（2） 水平轴倾斜误差，由水平轴两端支架不等高和轴径不同等因素引起的一个水平轴不与竖轴垂直的误差。影响的计算为

K=Ktanα，此误差会造成观测点高程误差。

（3） 竖轴倾斜误差，即指竖轴与铅垂线间的夹角。它是由于竖轴校准不正确、照准部旋转不正确以及外界因素等影响。此误差同样会造成观测站点坐标误差。

（4） 瞄准误差，用全站仪的观测镜头十字丝瞄准中心时，产生的误差，会造成测量读数不够精确。

（5） 观测方法误差，会对观测站点角度误差。

（6） 对中误差主要分为棱镜对中误差及仪器对中误差，棱镜对中误差是由于棱镜中心与测点标志中心不在同一铅垂线上所引起的，会造成测量值不准确。而仪器对中误差随着角度的增大而增大，对测量数据影响最为严重。

（7） 环境误差主要影响测距的准确性，会造成坐标数据误差。

4、 减少误差及提高精度的途径方法

（1） 解决视准轴误差首先在井下测量中，要尽量使相邻导线边长大致相等，避免特长边与特短边响铃，以免在测量过程造成误差。

（2） 水平倾轴误差与竖轴倾斜误差及对中误差都需要精确整平仪器来解决，不可能完全避免，但能在一定程度上精确测量值。

（3） 瞄准误差则可铜扣人眼最小视角为依据来判定十字丝与棱镜重合与否，误差是否过大，若偏大，则需要重新测量。

（4） 观测方法的误差则需要多测几个测回，对其取平均值以减小误差。

（5） 环境误差无法避免，只得选天气情况较为良好的时间段进行测量减小误差。

5、 测量中还应注意的问题

（1） 测量前检查仪器电池、电压是否符合要求，在气温较低条件下作业时应有一定的预热时间

（2） 测量时应使用与仪器相配套的棱镜。

（3） 测量应在成像清晰、稳定的情况下进行。

（4） 棱镜背面应避免有散射光的干扰，镜面不得有水珠或灰尘污染。

（5） 仪器假设完毕后，注意避免周围人碰撞仪器。

（6） 测量完毕，准备移动测站时，需要回基准站测量原始点，检查是否误差偏大，避免重新测量。

全站仪在斜井的测量中将旧测量方式中复杂的计算省略，通过转变为设定定向角与经纬仪导线测量，简化测量程序，提高工作效率，虽然存在误差，但比传统测量方式更为精确。在斜井的测量中应该时刻避免使用仪器不当、测站点选择不当造成的误差。

【参考文献】

[1]唐业宇.矿山斜井快速准确的测量放样方法[J].中小企业管理与科技，2010，18

[2]干正如.全站仪在斜井贯通中的误差分析及应用[J].采矿工程，2011，3