浅析GAT陀螺全站仪在井下控制测量中的应用

田超

摘要：矿物资源是社会发展的重要保障，随着简单易采的资源不断消失，需要对更加复杂的矿物资源开采利用，为了保障开采过程安全稳定，需要对井下进行精确的控制测量。基于此，本文详细介绍了GAT陀螺全站仪的工作原理，并提出在井下控制测量过程的具体应用，以此为矿物开采提供更加精确的数据信息，提升控制测量的安全高效性。

关键词：GAT陀螺全站仪;矿井;控制测量

引言：GAT陀螺全站仪应用在井下控制测量过程中，可以有效降低测角误差对于导线点位造成的误差影响，增强井下控制网的精准程度，同时，GAT陀螺全站仪应用在定向观测以及平差处理过程中，对井上观测点的数值进行分析计算，进而对井下导线准确定位。

1GAT陀螺全站仪概述

GAT陀螺全站仪转变了传统的吊带测量方式，在磁悬浮与现代先进的控制系统作用下，研发出陀螺全站仪，其全面融合自动化测控、综合集成、性能评测等各项测量技术优势，测量环境适应性极强。同时，GAT陀螺全站仪首次结合磁悬浮、精密测角等先进技术创新应用在该测量设备上，实现了寻北仪系统集成、智能传输以及PDA全站仪功能集合，并对其的测量环境开展适应性改造。

这种测量仪器可以在无依托情况下，自主开展寻北测定，明确目标的方位角情况，整个测量过程只需要手动架设，降低仪器调平瞄准标定点，其他过程会自动开展测量工作，测量完成后，仪器会自动标识出瞄准点的法线与方位角，数据测量人员根据给出的数据信息，可以明确任何方向线的方位角数据，进而实现矿井的准确贯通与精准辨别方向。现阶段，GAT陀螺全站仪被广泛应用地铁工程测量，矿井测量、导弹瞄准大型隧道测量等诸多需要精确测量瞄准的工程领域中[1]。

2GAT陀螺全站仪在井下控制测量过程的具体应用

2.1确定陀螺定向边

测量时，在井下导线的合适位置上，增设合理的陀螺定向边，可以对井下平面情况加以控制，进而能够在不需要增强导线方位角的精度与不改变导线铺设情况的前提下，极大地降低测角误差影响到导线点的测量误差影响，避免在过多的误差积累下，导致井下控制网精度出现较大误差。因此，在井下的导向上增设适当的陀螺定向边。此外，为了保障陀螺定向边性能发挥出最佳效果，需要在增设定向边前，明确导线中最弱边的详细位置。此过程可以根据有关数据计算，明确导线最弱边具体位置。同时，在理论的详细分析下，以及实际现场的考察情况，将陀螺定向边分别设置在合适的位置上，并在实际测量过程中，在地面的控制网中，选定特殊的控制点形成测线，并对其使用仪器进行常熟标定。进而达到对井下导线的精确测量与控制。

2.2数据的分析处理

GAT陀螺全站仪设备运用的是无接触式光电力矩反馈控制方式，其具备性能十分敏感，可以明确地球的角动量，并将测量完成的指向力矩转变成电流信号，在正反盘位收集的电流信号进行分析计算，明确真北方向。不过收集的数据信息的过程由于灵敏度过高，极易受到车辆行驶震动，井内的风振以及各种设备运行的振动等因素影响，收集的数据信息会出现不动程度的偏差。在对数据进行分析处理时，需要对收集的信息进行综合性分析处理，分析出受到干扰的信号与未收到干扰的信号，此过程可以采用滤波的方式对数据信息进行处理，进而得到准确的数据信息。

在地面控制网中的标定的特殊控制点坐标计算出方位角（α）与子午线收敛角（γ）。同时，在公式的A=α+γ推算下，明确真北方向角（A）。在公式A=T+Δ（T为陀螺定向值，Δ为仪器常数）计算出陀螺全站仪的仪器参数。将以上计算出的仪器常数，以及井下各个定向边的定向实际情况，在α，=T，+Δ-γ（α，為井下定向结果测量的方位角，T，为井下测线定向成果）的推算下，明确井下陀螺定向边具体的坐标方位角，以此对井下实现精准的测量控制。

2.3导线平差与质量

陀螺定向处理完成后，便可以对整体陀螺导线网开展平差处理。对陀螺全站仪的导线网相关数据进行处理时，应预先选取标准的定权措施，由于井下测量会受到水汽、振动、灰尘、风流等因素影响，会造成测距、照准、对中以及视线等出现较大偏差，因此，需要结合规定的相关要求与实际概算对数据进行分析，将导线平差值输入处理软件中，在计算机软件的快速运算下，对平差值机型质量评定，保障导线平差的稳定与可靠[2]。

2.4测量过程注意事项

测量过程需要注意以下几点重要内容：

第一，规定仪器携带标准，在井下测量时，需要携带相关的仪器设备，不过由于井下的环境与地面不同，极易出现危险情况，因此需要制定仪器设备的携带标准，并加强监督与检查。下井前测量人员要对相关仪器的性能进行检查，尤其对一些小件且重要的物品进行检查，保证携带齐全。避免这些物品导致测量工作中断，影响单位正常工作生产。此外，测量时，需要对地点进行明确并做好标记，更换测量地点时，需要将地点告诉其他仪器操作人员，及时做好井下导线复测工作。

第二，保障导线的定向点精准性。井下测量工作开展前，需要将附近无用的标记点全面清理，并将无用的标记擦掉，需要使用的标记明晰清楚，避免后续测量工作用错标记点。此外，在井口位置需要将所用的导线标记点进行两次测量，同时，检测水平角的过程，应将前后距离重复测试，以此明确所用导线点是否正确。在此过程中，前视人员应将导线点指示给仪器观察人员，观察人员也需要将测试点指示给后视人员。

结束语：综上所述，运用GAT陀螺全站仪对井下进行控制测量，可以有效避免测角误差造成的进一步影响，在距离较长的井下导线进行测量，极大地增强了导线的稳定可靠性以及精确性。在一定程度上不仅增强了平面数据的精确度，保障井下安全生产，同时，加强井下巷道连通性，并为测防治水等工作提供更好的作业质量。降低矿物开采成本投入，带来更高的经济效益。

参考文献：

[1]杜志刚，姜留涛，周阳，等.基于三目标点的陀螺全站仪精度测试方法研究[J].矿山测量，2020，v.48;No.206（02）：62-65.

[2]王祝.矿井测量技术及精度控制分析研究[J].化工中间体，2020，000（001）：98-99.