全站仪在井下测量中的应用的探讨

余生洪

摘要：全站仪是一种应用于广泛井下测量的高科技测量仪器，相对于传统的水准仪、经纬仪等测量仪器来说，全站仪具有强大的功能，不仅提高了测量精度，还将测量工作量减少了，同时工作效率大大提高了。本文简要讲述了全站仪仪器测量之前的准备工作，并对全站仪在井下测量中的应用进行了简要分析。

关键词：全站仪；井下测量；应用

1前言

随着时代的快速发展，井下测量的难度系数越来越大，传统的经纬仪已经不能满足时代发展的需要，而作为现代化高科技测量仪器，全站仪集电子存储单元、电子计算、电子测距为一体，对于坐标、高差、平距等方面的计算具有高度的精准性，非常适合井下测量工作，值得在测绘行业中推广使用全站仪技术[1]。

2全站仪仪器的准备

2.1仪器的选择和参数的设置

井下测量使用的全站仪要符合井下环境的特点，因为井下环境较为潮湿，所以选择的全站仪防水功能一定要在良好，可以选择全站仪有防爆型全站仪和防溅型全站仪，这两种仪器的共同的优点是具有良好的防尘和防水功能。设置全站仪的参数要结合井下的气压、温度，还要根据图标和公式[2]。另外，使用一年以上的全站仪需要专门的测绘部门校验各项指标，确保测量的精准度。

2.2仪器的对中

仪器的对中包括全站仪的对中和镜站对中。在井下测量中，全站仪对中通常使用点下对中的方法，同时以垂球辅助对中，另外需要设置一小点在全站仪的望远镜镜筒上，以便进行点下对中，特别是进行高等级测量时，望远镜镜筒上的点必须要对中，需要注意的是首先要将电源打开，然后将垂直角对好水平90°之后，将电源关掉，并把手柄电池取出来然后进行对中。对中完全精确之后，将手柄电池再次安装，重新开机进行测量。

全站仪棱镜使用之前的准备工作尤为重要，因为大多数全站仪棱镜上缺乏点下对点装置，所以难以进行棱镜对中。造成测量误差的因素之一包括对中误差，因此镜中对中显得特别重要。如果边长的精度要求较高，须把棱镜整平对中，然后通过小观察孔对准全站仪测站方向。如果边长的精度要求不高，可以采取的测量方法是在线绳上悬挂全站仪棱镜，当然要保证下垂的棱镜中心要在垂线方向上。因为温差的缘故，进入到井下工作地点的时候，首先选择一处安全、无滴水、干燥的地方打开仪器，确保环境里的温度和仪器的温度相同，否则镜面出现水汽或水珠，对于测量的速度造成影响。将镜站高、测站点坐标、仪器高、测站点高程等数据准确输入全站仪之后，需要进行多次的审核校对，確保没有出现错误之后才能进行测量。为了防止所测结果发生平移或者旋转，将坐标数据输入全站仪之后，要立刻瞄准后视点及提取方位角[3]。

3全站仪在井下测量的应用

3.1全站仪在井下的坐标测量

使用全站仪在井下进行测量时，实现传递功能使用的是四架法，而测量导线却是使用三架法，这样既能将工作量减少了，又能将测量的准确性提高了，最终将工作效率提高了。这种方法对于规模较大的井下测量工作最适用。传统的经纬仪在井下进行测量时，需要使用很多工作人员，还需要利用钢尺量边，因为井下测量限制条件较多，所以不能将钢尺放平，导致了很大的量边误差。如果进行测点坐标的检查，并展点的计算需要利用人工计算，但是这样会耗费很多时间，所以在通常不会在现场计算，等到内业作图展点的时候，发现错误只能进行返工，大大降低了工作效率。但是全站仪不同，它能进行光电测量距离，对于坐标的计算既准确又快捷。此外，进行碎部测量时，对于人不能达到的测点或者是危险的测点，全站仪能发挥出免棱镜功能的作用，将测量的速度大大提高了，将测量人员的工作量减少了，相对于经纬仪来说，具有实用、安全、准确的特点。而且全站仪有良好的防水功能，对于井下潮湿的环境也能应付自如。

3.2三角高程测量取代井下水准测量

全站仪在进行井下测量时，不仅能导水准，还能进行导线测量。导水准使用的是三联架法，在第一站的测量中，三脚架同时对中能够将观测速度有效提高，而且三联架对中之后，只需要在第一站中使用觇标和仪器同时量高，以后就不需要觇标的测量，只需要用仪器一次测量就可以了，这样将量高的误差减少了，因此将高程精度提高了[4]。量高误差、测角误差、测距误差是全站仪井下测量的误差来源。直接造成高程误差的是量高误差，因此为了减少量高误差，使用立杆棱镜时候注意不能将其倾斜。高差的边长越长，测角误差就越大，因此为了将测角误差减到最小，边长要尽量短一些，同时将竖直角的测数增加。通常情况下，需要将测角精度提高的情况是因为竖直角相对小，而需要将测距精度提高的情况是因为竖直角相对大。不过全站仪具有较高的测距精度，因此对高程测量影响不大的是测距误差。

3.3全站仪在井下的定向测量和放样测量

对于井下进行工程掘进工作具有重要指导作用的就是定向测量，特别是巷道实行相向贯通的情况，巷道的三要素主要是规格、腰线、中线，其中对于巷道的贯通有决定性作用的是腰线和中线的标定工作。以前的经纬仪具有较多的读数出错现象，但是全站仪能将角度直接显示在屏幕上，大大减少了出错情况，将标定工作的很多环节减少了，最终结果的将测量的准确度提升了。

放样测量在井下测量工程中使用的较少，但是在安装重点开拓工程的基础设备，轴线的放样标定工作对于测量具有很高的要求，而全站仪能达到这个高要求，只需利用全站仪的各种放样固话程序，并调节各种参数。在放样实施过程中，仪器能够看出棱镜的各种偏差，并将误差的结果测量出来。全站仪与可视激光指向的结合，在很大程度上提高了放样的工作效率。

4结束语

全站仪在井下测量的应用，不仅将测量的精密度和准确度提高了，而且将测量人员的工作量减少了，最终结果是将井下测量的工作效率提高了。同时，在实际的井下测量过程中，要根据井下环境及各方面的具体因素灵活运用全站仪的测量功能，以实现最优测量结果。鉴于全站仪的各种优势，全站仪测量技术将会是井下测量工作的未来趋势[5]。

参考文献：

[1]王振生.探析全站仪在煤矿测量中的应用[J].科技资讯，2010，5（13）：524-525

[2]徐柏林.全站仪三架法在煤矿建井期支导线测量中的应用[J].河南科技，2010，5（18）：248-249

[3]陈栓柱.全站仪在井下导线测量中的应用及其精度分析[J].煤，2011，2（08）：243-244

[4]何欣松，王传先.全站仪在井下测量中应用[J].新疆有色金属，2011，5（02）：528-529

[5]方海鹏.全站仪在井下测量中的应用[J].太原科技，2010，6（09）：512-513endprint