提高矿山井下全站仪导线测量精度的方法探讨
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。
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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，還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
导线控制测量 第一节控制测量概述 测量工作必须遵循“从整体到局部，由高级到低级，先控制后碎部”的原则，即先在全测区范围内，选定若干个具有控制作用的点位，组成一定的几何图形，以较精确的方法，测定这些点位的平面位置和高程。测定控制点的工作，称为控制测量。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量是测定控制点的平面位置，高程控制测量是测定控制点的高程。 一、平面控制测量 由于控制点间所构成的几何图形的不同，平面控制测量又分为三角测量和导线测量。如图6-1所示，将控制点、、、、、、、组成相互连接的三角形，测量出1~2条边作为起算边（或称为基线）的长度，如图中、边，并测量所有三角形的内角再根据已知边的坐标方位角、已知点的坐标，求出其余各点的坐标。也可以用导线测量方法建立，如图6-2所示，将控制点、1、2、3、4用折线连接起来，测量各边的边长和各转折角，由起算边的坐标方位角和点的坐标，也可算出另外一些转折点的坐标。用三角测量和导线测量的方法测定的平面控制点分别称为三角点和导线点。 在全国范围内统一建立的控制网，称为国家控制网。国家平面控制网分为一、二、三、四等，主要通过精密三角测量的方法，按着先高级、后低级，逐级加密的原则建立的。它是全国各种比例尺测图的基本控制和各项工程基本建设的依据，并为研究地球的形状和大小、军事科学及地震预报等提供重要的研究资料。近些年来，随着科学技术的不断发展，全球定位系统已经得到了广泛的应用，目前，全国大地网已经布设完成，这些先进的测量方法精度高、效率高、操作方便，具有很多的优越性，现在，正逐步普及应用于各项工程建设的工程测量工作当中，并获得较好的经济效益。 为城市及各种工程建设需要的平面控制网称为城市平面控制网。城市平面控制网应在国家控制点的基础上，根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设成不同的等级，以供测绘大比例尺地形图及施工测量使用。 按国家建设部1999年发布的《城市测量规范》，城市平面控制网的主要技术要求见表6-1和表6-2规定。光电测距导线的主要技术要求表6-1 钢尺量距导线的主要技术要求表6-2 在已经有基本控制网的地区测绘大比例尺地形图，应该进一步的进行加密，布设图根控制网，以此测定测绘地形图所需直接使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。测定图根点的工作，称为图根控制测量。
井下导线短边测量误差分析 谭新民梁树吾 摘要：本文通过对《测量规程》中按短边测量规定达不到相应精度要求的分析，得出了适合特定矿区的短边测量方法及结论。 关键词:导线短边测量误差精度 1.前言 井下导线测量常遇到15米以下的短边，在短边测量中，测量的主要误差是测角误差，因此在《测量规程》中对短边的测角对中次数和测回数都做了规定。在《煤矿测量手册》中指出15″、45″导线遇有15米以下的短边时，按规定进行对中以后，仍可能达不到相应的精度要求。因此有必要结合各矿山自己的具体情况对不同边长的对中和测回数进行分析，到寻找到满足本矿测量精度要求的测角方法。 2.误差分析 测角误差主要包括仪器系统误差、测角方法误差和对中误差。对于J2级以上的仪器，仪器系统误差可采用测量方法减小或忽略不计，测角方法误差和对中误差是测角误差的两大重要误差来源，现对测角方法误差和对中误差分析如下： 2.1测角方法误差
测角方法误差 m i =±n m n m v //022+ ① ①式中: n 为测回数 m v 为照准误差,其值为±100” /望远镜放大率v m 0为读数误差,其值为±()()2205.0/1250t L D +ρ ② ②式中：t 为最小读数值; L 为读盘上最小格值经显后的宽度; D 为读盘最小格值; ρ值为206265; ` 2.2对中误差 对中误差m e =±()3/αρe ） 式中:e 为对中线量误差 α为导线边长 ρ值为206265 设前后视边长相等，对中线量误差e 一样大，则一测回的测角中误差为: m e=± e i m m 22+ 则采用D 次对中C 次测回时水平角平均值中误差为: m β平=± D m C m e i //22+ 3.短边测量误差分析 3.1实测成果 表1为《测量手册》中根据全国多个矿山共计3631条导线的实测资料综合统计的成果，并不适合于每一个矿井使
全站仪的使用 全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后，功能还可进一步拓展。全站仪的基本操作与使用方法： 水平角测量 （1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。 （3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。距离测量 （1）设置棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。 （2）设置大气改正值或气温、气压值 光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。 （3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （4）距离测量 照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。 全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。 应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。 坐标测量 （1）设定测站点的三维坐标。 （2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。 （3）设置棱镜常数。 （4）设置大气改正值或气温、气压值。 （5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。 全站仪的数据通讯 全站仪的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换。全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种，一种是利用全站仪配置的PCMCIA （personal computer memory card internation association,个人计算机存储卡
二、施工测量的工作划分 1、控制测量包括： （1）开工前的交桩和接桩； （2）控制网建立，导线点加密，基线的铺设和测量； （3）控制水准点的布设和测量。 2、定位测量包括： （1）测放样路线中桩、路线用地界桩、路堤坡脚桩和控制桩等； （2）测放构造物的轴线点位，桩与柱的中心定位； （3）墩台的中轴线位等。 3、现场放样：包括测放构造物的轴线和轮廓线，路线中线和边线等。 4、工程计算的测量。 5、中间交工和竣工验收测量。 三、测量工作的管理 1、施工单位测量工作的组织。 （1）施工单位必须有一位有经验的测量工程师负责施工的测量放样工作，并有固定的专业测工从事测量工作。 （2）施工单位使用的测量仪器必须定期由国家主管部门进行标定，证明精定合格后，方可使用。 2、监理测量工作的组织 监理组设测量监理工程师一人，工程师助理2人，配置经过标定的测量仪器，负责所管工程范围内全部测量的监理工作。测量监理工程师应巡视和检查全站测量工作的情况，指导和检查全路线的测量工作。 3、工作关系 施工单位测量组负责施工测量工作的实施，在工作全过程中必须严格按本细则的监理程序执行，全面接受监理组的监理。监理组对本段的测量放样负有全面监理责任，并严格按本细则规定的监理程序实施监理。测量监理工程师应对放样的成果进行复核和签证。 四、监理程序及工作内容 1、交接桩的监理工作程序 （1）由设计单位按图纸到现场交桩和提交桩点坐标，包括导线桩、水准点等。 （2）施工单位接桩后，应在14天内对全路线导线进行复测，复测导线时，必须和相邻施工段的导线闭合经平差计算，测量精度应满足设计要求。 （3）施工单位复测后，认为各桩点坐标高程值符合精度要求，即可书面表示接受并负责保护直至竣工。若有错误桩点的编号和经复测量计算的坐标或高程值报测量监理工程师。（4）施工单位在复测结束后，应向监理组提交一份桩位复测报告，交测量监理工程师审核，报告应包括： a、全部复测的记录（导线水平角观测记录、测距记录、四等水准测量记录）。 b、坐标、高程平差计算书，及计算结果 （5）监理组审核了复测报告之后，认为测量无误，桩位准确，即可批准按原设计提供的导线桩点坐标和水准点高程进行测量控制；若有错误，则请设计单位复测并对有错误的桩位坐标进行更正。 2、控制测量的监理程序 （1）导线点加密的监理程序 a、由施工单位负责埋桩和测量，并计算桩位坐标。 b、施工单位将测量的全部记录和计算书上报驻地办。
矿山井下全站仪导线测量提高精度的有效策略研究 发表时间：2018-06-01T10:50:03.277Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：张波[导读] 摘要：文章分析井下全站仪的优点以及井下全站仪导线测量的特点，分先采用全站仪进行井下导线测量时产生误差的类型和原因，并提出减小误差提高井下全站仪导线测量精度的有效方法，以供参考。 根河市森鑫矿业开发有限责任公司内蒙古自治区根河市 022357 摘要：文章分析井下全站仪的优点以及井下全站仪导线测量的特点，分先采用全站仪进行井下导线测量时产生误差的类型和原因，并提出减小误差提高井下全站仪导线测量精度的有效方法，以供参考。 关键词：矿山；全站仪；导线测量；精度 1引言 全站仪导线测量是矿山井下测量的主要方式，其具有精度高的优点，有别于地面测量具有施工环境差、施工面狭窄、测量精度要求高等特点，但是容易受到测量作业环境中多种因素的影响，其测量精度直接决定着矿山的生产安全以及抢险救灾工作的顺利开展，所以在采用全站仪导线测量方法进行矿山井下测量时，需要根据井下全站仪导线测量的特点，分析引起全站仪井下测量误差的原因，寻找提高导线测量精度的有效方法。 2井下全站仪导线测量的特点 2.1全站仪的特点 全站仪是一种由微处理器进行控制，能够进行距离和角度测量，并对水平距离、高差和坐标等进行自动归算，还能进行施工放样和数据自动记录的测量仪器，可以完成常规测量仪器的所有工作，并具有携带和测量操作方便等特点，具体表现为以下几点：一是只需要进行一次照准反射棱镜就可以对水平角、竖直角和斜距的测量，并可以计算出测点的平面坐标和高程；二是便于与其他外围设备之间的数据通讯，可以与其他计算机设备组成一个完整的自动化测量系统；三是可以进行数据计算和处理，并与相应的计算机软件配合可以进行导线测量、碎部测量和施工放样等作业；四是能够对仪器竖轴和水平轴的倾斜误差进行自动测量，还能校正角度观测值。 2.2井下全站仪导线测量的特点 井下全站仪的导线测量与地面测量有着明显的不同，主要表现在以下几点：一是由于井下测量通常位于黑暗潮湿、通视条件差、行人和矿车来往较为频繁的环境中，所以施工环境较差；二是随着井下坑道掘进的进行，通视条件越来越差，而且点位误差会由于不断积累而不断增加；三是井下全站仪测量的作业面较为狭窄，所以通常只能采用导线测量等较为单一的测量形式；四是井下测量的精度不仅对新老巷道及采空区之间关系的确定以及巷道的贯通有较大的影响，而且对矿山的安全生产和抢险救灾也有重要作用，所以对测量精度的要求较高；五是进行高级导线校核的布设，然后进行井下导线测量的方法通常为先继续拧低级导线指示坑道掘进的布设。 3全站仪井下测量误差分析 3.1仪器自身误差 全站仪自身误差主要是由仪器自身的几何关系出现偏差以及检校不完善等原因引起的，其误差形式主要表现为视准轴误差、横轴误差和竖轴误差三种。其中视准轴误差主要是由于仪器的视准轴与横轴不垂直而造成的；横轴误差则主要是由仪器的横轴与竖轴不垂直而造成的；竖轴误差则主要是由仪器的竖轴自身不铅垂而引起的，还与观测方向与垂直轴的倾斜方向的夹角有关系。 3.2测量误差 井下全站仪导线测量的测量误差主要有对中误差、瞄准误差和测距误差等形式，对于对中误差来说，主要是由于井下进行测量的点位与全站仪测站的中心不在同一铅垂线上引起的，根据误差产生的原理以及实际测量作业进行分析可知，对中误差对观测方向值主要产生以下影响：一是与其线量对中误差成正比；二是与距离成反比，而且边长越短，对水平角的影响越大。对于瞄准误差来说，这主要是由于在采用全站仪进行导线测量时，其瞄准的镜站的目标位置与实际位置产生偏差而造成的，瞄准误差对观测方向值主要产生以下影响：一是与瞄准高度、目标倾斜角成正比；二是与边长成反比。对于测距误差来说，其主要是由于全站仪中心到反射镜反射点之间存在一定的距离而引起的误差，主要包括固定误差、比例误差和周期误差等。 3.3作业环境引起的误差 在井下全站仪导线测量过程中，由于井下的湿度、温度、矿尘量、照明度等因素的变化都会对测量工作造成影响而产生测量误差，但是在井下的实际测量过程中，由于测角等测量的时间较短，在此时间内井下的测量环境各种因素较为稳定，不会像地面测量一样容易受到季节和天气等变化的影响，所以在井下测量条件基本稳定的情况下，作业环境引起的误差可以忽略不计。 4矿山井下全站仪导线测量提高精度的有效方法 4.1一测回中采用盘左盘右进行观测 从全站仪导线测量重点视准轴误差、横轴误差的原理可知，其盘左盘右两个位置的大小相等，且符号相反，所以对观测方向值产生影响，为了消除以上误差，可以采用盘左盘右观测时取其平均值的方式，并确保观测过程中的照准部水准器气泡居中，来提高全站仪导线测量的精度。 4.2采用三架法进行测量 根据全站仪导线测量中的对中误差原理和对测量的影响可知，为了消除其对观测方向值的影响，可以采用全站仪三架法进行导线测量，这样可以减小对中误差值，由于观测方向值与对中误差值成正比，所以可以提高导线测量的精度，而且还可以取消了对中整平的操作，提高了测量的速度。 4.3适量调整垂球的质量 根据全站仪导线测量的照准误差原理可知，在井下测量过程中，如果由于气流过大而导致垂球发生摆动，会影响镜站点下对中的精度，所以可以适当增加垂球的质量，降低其发生晃动的幅度，这样可以提高瞄准作业时对垂球线根部的瞄准精度，降低照准误差。 此外，边长测量时，全站仪应注意设置为棱镜激光模式，在气象数据中输入井下气压和温度值，要经常检查常数改正是否与使用的反光镜匹配。还应十分注意镜面不得有水珠或灰尘玷污。井下坑道中有瓦斯时，应采用防爆型全站仪。无论是平巷边长测量还是斜巷三角高程测量，都进行往返测量，来提高井下全站仪导线测量的精度。
第九章井下控制测量 一、学习目的与要求 1.了解井下控制测量的意义。 2.掌握井下经纬仪导线的外业和内业计算。 3.掌握井下高程测量方法。 二、课程内容与知识点 第一节井下平面控制测量 一、概述 （一）井下平面控制测量的目的 井下平面控制测量的主要目的是在井下建立统一的平面坐标系统，为井下生产提供可靠的数据。 （二）井下平面控制测量的特点 井下测量时就不同了，受井下条件所限，只能沿巷道设点，最初只能布设成支导线的形式，随着巷道不断向前延伸及巷道数量的不断增多，逐渐可以布设成闭合导线，符合导线及导线网等。 （三）井下平面控制测量的等级 按照高级控制低级的原则，井下平面控制测量分为基本控制和采区控制两类。基本控制导线精度较高，是矿井的首级控制导线，其精度应能满足一般贯通工程的要求；采区控制导线精度较低，应能满足施工测量和测图的要求。 根据《规程》的规定，基本控制导线分为7″和15″两级，主要敷设在斜井或平硐，井底车场，水平（阶段）运输巷道，矿井总回风巷道，暗斜井，集中上山，下山，集中运输石门等主要巷道内，各矿可根据井田范围的大小，选用其中的一种作为本矿的基本控制导线。 在井田一翼长度小于1km的小型井中，亦可以采用30″作为基本控制导线。 （四）井下经纬仪导线的形状 井下经纬仪导线的形状，也和地面一样有附合导线，闭合导线，支导线及导线网等。一般来说，基本导线在主要巷道时多布设成支导线形式，但当已掘巷道增多时，则可形成闭合导线，附合导线及导线网。 （五）井下经纬仪导线点的分类及编号 井下导线点按其使用时间的长短分为永久点和临时点两类。永久点使用时间较长，应设置在便于使用和便于保存的稳定的碹顶上或巷道顶，底版的岩石内；临时点保存时间较短，一般设在顶板上或牢固的棚梁上。 我国绝大多数矿井都将导线点设置在巷道的顶板上或棚梁上，这是因为点在顶板上不仅使用方便，容易寻找，不易被井下行人或运输车辆破坏，而且用垂球对中时，仪器在点下对中比在点上对中要精确一些。只有当顶板岩石松软、破碎、容易移动或某些特殊的情况下，才将其设置在巷道的底版上。 永久导线点应设置在矿井的主要巷道内，一般每隔300~500m设置一组，每组不得少于
实验八全站仪导线测量 一、目的和要求 （1）了解导线测量的基本概念、外业的操作方法、内业的计算方法。 （2）以闭合导线为例，使用全站仪完成外业测角、量边等工作；使用手工计算的方式进行内业处理。 二、仪器和工具 全站仪（苏州一光OTS612B）主机1台、三脚架1个、棱镜2个、记录板1个、对讲机2个、记号笔1支、函数计算器1个。 三、方法与步骤 （1）在一块比较开阔的场地上，选择A、1、 2、3四个点，相邻点的距离大于100米。四个 点的相对位置如图所示： （2）在A点架设全站仪，对中整平。 （3）分别在1、3点架设反光棱镜，注意架设 棱镜时，尽量使棱镜杆竖直。 （4）测边。测量直线A3、A1的水平距离。将全站仪的望远镜十字丝中心分别瞄准1、3点的棱镜镜面中心，按【测距】键，等待数秒后，屏幕上显示出平距（可多按几次测距，取平均值），将其结果记录到附表七中。 （5）测角。以测回法测量βA为例，首先，将全站仪架设在A点，对中整平后，盘左位置（注意盘左的识别，以屏幕上显示的罗马字符Ⅰ为准）将望远镜十字丝照准3点的棱镜杆，注意尽量照准棱镜杆与地面接合的尖部，不要照棱镜面。按二次【置零】键，使得水平角读数显示为0°0′00″，并在附表七中记录此时的读数。其次，顺时针转动照准部到1点，记录屏幕上显示的水平角读数。再次，倒转望远镜，切换成盘右位置（注意盘右的识别，以屏幕上显示的罗马字符Ⅱ为准），将望远镜十字丝照准1点的棱镜杆（此时不要置零），并记录下此时的水平角读数，逆时针转动照准部到3点，记录屏幕上显示的水平角读数。最后，计算盘左、盘右角度的平均值。 （6）在A点完成测距、测角任务后，将全站仪依次架设到1、2、3点，分别完成水平角β 、β2、β3测量工作及直线1A、12、23、3A的测距工作。 1 （7）计算各导线点坐标。假定：导线边A1的坐标方位角αA1=120°，A点坐标：X A=500，Y A=500。分别推算1、2、3点的坐标，并填到附表八里。
井下全站仪经验整理 煤矿井下以往主要是使用经纬仪测角、钢尺量边来进行导线测量。随着先进测量仪器的出现测量工作也发生了很大的变化。目前全站仪在地面测量工作中已得到了广泛的应用但在井下测量中由于受井下条件的影响其应用受到了一定的限制。本人通过几年来对全站仪在井下测量中的使用掌握了一定的测量方法和技巧现与大家交流。 ｌ井下测量的特点 井下测量受环境的影响与地面测量有很多不同之处其主要特点是：（１）井下测量的主要对象是巷道其主要任务是确定巷道、硐室及回采工作面的平面位置与高程为煤矿建设与生产提供数据与图纸资料；（２）井下巷道测量的方式主要是导线测量导线的布设形式一般有闭合导线、符合导线和支导线三种但井下巷道施工测量中一般以支导线为主当巷道贯通以后进行联测时才可布设闭合导线或符合导线； （３）在巷道测量中工作环境黑暗、潮湿、视野狭窄行人、车辆较多巷道内又有各种管线障碍这些因素都会对测量工作带来一定的影响；（４）井下巷道测量对精度要求很高在井下平面控制测量及井下巷道贯通测量中导线测量精度的高低将对确定新老巷道及采空区之问的关系、巷道的贯通等产生直接影响在煤矿的安全生产及抢险救灾工作中也起着重要作用； （５）井下导线测量方法一般采用“后前前后”的测量方法导线点一般都布设在巷道顶板上对点号吊挂线绳进行对中测量。
２全站仪的特点全站仪又名电子速测仪它集测角量边为一体由微处理器控制自动进行测距、测角自动归算水平距离、高差和坐标等还能进行施工放样自动记录数据使用极为方便它几乎可以完成各种常规测量仪器所做的工作。全站仪的工作原理与传统的经纬仪类似但它又具有以下特点： （１）只需一次照准反射棱镜就能测得水平角、竖直角和斜距算出测点的平面坐标和高程并记录下测量和计算的数据。 （２）通过全站仪的主机或电子手簿的标准通讯接口，可实现全站仪与计算机或其他外围设备问的数据通讯，从而使测量数据的获取、管理和计算机绘图形成一个完整的自动化测量系统。 （３）利用全站仪的微处理器来控制全站仪的测量和计算，配合相应的应用软件可实现导线测量、前后方交会、碎部测量和施工放样等计算任务。（４）全站仪内部有双轴补偿系统，可自动测量仪器竖轴和水平轴的倾斜误差，并对角度观测值加以改正。 ３全站仪在井下测量中的应用 ３．１井下四架法传递，三架法导线测量在井下平面控制测量中，为了提高控制测量的精度，一般都要进行７”级导线测量。在以往的测量过程中，都是采用经纬仪测角、钢尺量边的测量方法，使用这种方法，对于一些长边来讲，在丈量距离时，为了保证量距的精度，即要将边分成几段来量，又要几个人同时配合，对某一段进行多次量取，还要对钢尺进行垂曲改正、温度改正、尺长改正等多项改正，这样既废时又废力，工作效率极低，而且精度不能得到很好的保证。在井下平面控制测量中，若采用
煤矿井下基本控制导线测量方法的改进 随着我国科技水平的不断提高，科技的应用范畴逐渐扩大。近年来，科技应用在煤矿井下基本控制导线测量方面取得的成效较为明显，在一定程度上促进了煤矿井下基本控制导线测量方法的创新与改进，大大提高了煤矿井下基本控制导线测量的精准度以及煤矿井下基本控制导线测量的工作效率。本文将简要分析煤矿井下基本控制导线测量方法的改进与创新的相关内容，旨在促进煤矿井下基本控制导线测量工作效率的进一步提高。 标签：煤矿；控制导线；测量方法；改进 在实际工作中，在传统的煤矿井下测量的过程主要涉及到腰线标定、延伸、导线测量以及高程测量等环节。煤矿生产技术的管理，是实现煤矿企业生产目标的重要途径，必须予以重视。在煤矿井下发生的任何疏忽，都可能成为引发煤矿安全事故的导火线，造成煤矿企业重大的经济损失。煤矿井下测量工作对于实现煤矿高效、安全生产的目标，有重大的现实意义。因此，煤矿井下测量的工作被作为一项技术性且难度较大的工作，一直是煤礦生产企业的非常重视的一项工作。近几年，煤矿井下基本控制导线测量的方法不断得到发展与改进，在一定程度上提高了煤矿井下测量工作的精准度以及效率。 1 关于三连架在基本控制导线测量中应用的分析 由于受煤矿井下环境条件的限制，一直以来，传统的煤矿井下基本控制导线的测量方法都是采用逐站整平对中的形式，选择比长的钢尺（或光电测距仪）进行量边的工作。整个测量的过程中，需要耗费大量的时间以及精力，而且无法保证测量的精准度，并且在测量过程中容易产生误差。煤矿井下基本控制导线的测量工作效率的低下，直接导致煤矿企业的生产效率以及工作效率无法保持相对较高的水平。随着科技的发展水平不断提高，随着防爆全站仪在井下测量中的应用，很多煤矿生产企业开始采用三连架法进行煤矿井下基本控制导线测量的工作，以弥补传统的测量方法产生的误差。采用三连架法进行煤矿井下基本控制导线的测量工作的过程中，利用全站仪配套的棱镜、基座等相关设备，可以减少测量工作中过渡点的对中误差，在确保煤矿井下基本控制导线测量精准度的前提下，提高煤矿井下测量的工作效率。但是我们在燕子山矿的实际测量工作中，采用三连架法进行测量还是存在着一定的局限性。 （1）在煤矿井下测量工作中采用三连架法，在测量路线确定后，需要煤矿企业停止在测量线路上的一切生产运输活动，占用巷道时间长，需要与多个部门协调工作。 （2）三连架法测量的环节，常常要对各个测量过渡点进行对中的处理工序，以减小对中误差对各个测量点精准度带来的不利影响。 （3）另外，还需要注意处理煤矿井下隧道中雾气以及风流对边长光测量产
全站仪导线测量 在地面上选择一条适宜的路线，在其中的一些点上设置测站，采取测边和测角方式来测定这些点的水平位置的方法。它是几何大地测量学中建立国家大地控制网的主要方法之一，也是为地形测图、城市测量和各种工程测量建立控制点的常用方法。 为导线测量选择的测量路线称为导线。它应当尽可能直伸，但由于地形限制，导线一般成一条折线。导线上设置测站的点称为导线点。测量每相邻两点间的距离，并在每一点上观测相邻两边之间的夹角，从一起始点坐标和方位角出发，利用测量的距离和角度，便可依次推算各导线点的水平位置。 为建立国家大地网以及某些城市测量和工程测量所实施的导线测量，称为精密导线测量。其等级和精度要求与三角测量相同。这些等级以下的导线测量，分为经纬仪导线测量、视距导线测量和视差导线测量，其精度、使用的仪器和测量方法各不相同。 传统的精密导线测量用基线尺在地面上直接丈量每相邻两点间的距离。由于距离测量的精度高，导线中不存在尺度误差积累；而方位误差积累则比三角测量严重。因此，导线上每隔一定距离要测定天文经纬度和方位角。由于导线以单线扩展，无其他几何校核，故必须闭合成环,或布设在高级控制点之间。当测区较大时,则构成导线网。 在一般地区，由于地面不平，难于用基线尺直接丈量距离，故传统的精密导线测量不及三角测量优越。但在平坦的森林地区，为了实施三角测量，必须建造过高的测量觇标，又为了清除通视障碍，还要砍伐树木，这样将使作业进展迟缓，用费较大。若改用导线测量，沿道路、林区分界地带或河流推进，利用平坦地势丈量距离，则可降低觇标高度，减少辅助工作，达到较好的经济效果。英国曾在非洲赤道附近平坦的森林地区，广泛采用传统的精密导线测量以代替三角测量。除了这些特殊地区之外，传统的精密导线测量则很少应用。 电磁波导线测量自电磁波测距仪于20世纪50年代出现后，导线测量受到了重视。用电磁波测距仪测定距离，所受地形限制较小，作业迅速，精度随着仪器的不断改进而越来越高。因此，电磁波导线测量得到日益广泛的应用，有逐渐取代三角测量之势。60年代初，中国利用电磁波测距仪在自然条件极其困难的青藏高原实施了精密导线测量，构成了包括10个闭合环的导线网。 美国从60年代初开始，用高精度电磁波测距仪实施了横贯大陆的高精度导线测量，现在已经完成，全长达22000公里。导线上每条边的方位角都直接观测,因而不存在尺度误差和方位误差的积累。高精度导线测量的质量优于一等三角测量，称为零等控制测量。美国正以这
技术革新成果报告井下导线测量方法的应用研究 杨 柳 煤 业 小 春 湾 煤 矿 二〇一三年十二月
井下导线测量方法的应用研究 一、矿井导线测量概述 矿山测量是矿山建设时期和生产时期的重要一环，测量工作及测量成果是为矿山生产服务的。随着测绘科学技术迅速发展，矿山测量也不断创新和发展，面对各种挑战和机遇同在的关键时代，广大测量科技工作者肩负着历史的责任，有必要对矿山测量走过的艰苦历程及其未来作一些回顾和认识，分析面临的形势、探讨新时期矿山测量面临的任务。 二、井下导线测量的意义 井下导线测量是矿井测量的重中之重，为各个工作面支导线提供准确的起算数据，是井巷贯通的重要依据。我们看到的各种作业方法、测量办法创新，都是围绕着导线测量精度展开的。随着科技的发展和进步，煤矿测量工作也需要不断的完善和创新。只有关注测量工作中的每一个细小环境，才能得出一个准确的测量结果，只有更加精确的完成每一项测量工作才能更好的为煤矿生产运营保驾护航。 三、传统的测量方法在矿山测量中的应用 （1）一般测量：全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器，是电子技术与光学技术发展结合的光电测量仪器，也是集测距仪、电子经纬仪的优点于一体的、应用前途广泛的仪器，智能化的全站仪是目前销量最大的测绘仪器，也是今后发展的主要方向。智能型全站仪是
集光、电、磁、机的最新科学成果，集测距、测角为一体的先进仪器。国际上先进的全站仪均以存储卡、内部存储器或电子手簿的方式记录数据，具有双路传输的通讯功能，能接收外部计算机的指令，由计算机输入数据，也能向外部计算机输出数据。全站仪已在工程测量、矿山测量、地籍测量等领域得到了广泛的应用，其发展及应用正处在飞速发展之中。全站仪由于兼具有经纬仪和测距仪的优点，且以数字形式提供测量成果，其操作简便、性能稳定、数据可通过电子手簿与计算机进行通讯等优点使其在矿山测量中得到了广泛的应用。地面控制测量、地形测量、工程测量均可利用全站仪进行，联系测量、井下测量工作也可用全站仪进行。以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是矿山测量仪器今后的发展方向之一。基于全站仪和现代计算机技术可建立矿山三维数据自动采集、传输、处理的矿山测量数据处理系统，取代传统的手簿记录、手工录入、繁琐计算等大量的重复性的工作。此外，全站仪在矿山地表移动监测、矿区土地复垦工程实施、矿区施工等方面也都得到应用，各大矿的测量机构正在以全站仪取代传统的仪器进行日常的测量工作，既提高了效益，加快了速度，又减少了开发，保证了精度。利用全站仪在井下进行一般测量时，为了加快测量速度，可直接设置后视方位、测站坐标及高程，并设置好仪器高及镜站高，直接读取、记录所测点的坐标及高程，从而及时了解掘进进度，指导井下工程按设计进行施工，保证安全作业。为便于检查，须同时记录所测点的方位、平距、高差、垂直角、斜距。井下定中线、腰线时，由于全站仪可直接调出方位和读出距离，省去了很多辅助工作，
井下导线联测及效果分析 文章主要论述在井下导线联测中，导线的布设方式和选择适合的测量方法，提高测角精度，优化测量方案。在满足矿山生产要求的前提下，采取什么样的措施和方法来弥补测量过程中出现的误差，及对导线的精度进行分析，是否满足井下生产的需要，为以后工作积累一点经验。 标签：导线布设；控制测量；测量方法；误差分析 前言 某厂位于个旧市东南17公里处，海拔2330米，整个厂区占地面积21.7平方公里。下设四个采矿工区，由于历史的原因、资产重组，井下控制测量系统不统一，系统之间存在一定的系统误差。为保证区域内各项工程的顺利实施，根据实际情况，按测量规范的要求，对井下导线进行系统性联系控制测量，理论性了解各测量系统之间存在的误差值，更好为生产服务，优化测量方案，保证区域各项工程顺利贯通。 1 井下导线的布设方式 由于受井下巷道条件的影响，井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设，不能像地面控制网有测角网、测边网等。布设的原则按照“高级控制低级”进行，主要敷设成闭（附）合导线和复测支导线。点与点之间的距离基本相等，避免较大的长短边。 本次由于是对井下导线进行系统性联测，为以后工程的实施提供具体的参数，导线网的布设相对要容易些，所以，导线网基本敷设成闭（附）合导线，从而减小误差的积累。 井下测量控制网的建立，是依据地面2250中段坑口平面GPS卫星定位点H1和H2为已知加强边来敷设井下控制网。用H1和H2已知边形成闭合环，闭合环导线总长5392.480m，平均边长117.228m，闭合点位误差△X+0.460m、△Y+0.108m、△Z-0.146m，方位角闭合差44.5″，导线全长闭合差±0.210m，闭合精度1/25000。对闭合导线进行简易的初级平差，用闭合环中已知坐标为起算坐标来进行井下导线的布设，敷设导线和各中段形成闭（附）合路线，对各条导线进行相应的精度评定。 2 测量设备、校准参数和测量方法 仪器型号：nivo2.m测角精度2″角度显示1″/5″/10″测距精度：棱镜模式±2mm+2ppm免棱镜模式±3mm+2ppm，测程：免棱镜300m单棱镜3000m。（井下）小棱镜校准值5mm，（地面）大棱镜校准值30mm。采用测量方法及实测时超限参数：全圆观测法、2C值控制在10″、水平角观测值闭合差值10″。
试析煤矿井下基本控制导线测量方法的改革策略 本文主要对井下基本控制导线测量三连架方法的应用及其局限进行了探讨，并就实践操作中的一些改进措施进行了分析，结合工程实例印证煤矿井下基本控制导线测量方法改革的实际成效。 标签：煤矿井下基本控制导线测量改革 煤矿井下测量工作的技术性与困难度较大，测量是否准确直接影响着煤矿的高效与安全生产，因此煤矿的井下测量工作是煤矿企业必须重视的一项工作。煤矿井下测量工作包括了腰线、标定、延伸、导线测量与高程测量等工作，为了避免因各种疏忽造成的煤矿安全事故，提高生产的效率，煤矿井下基本控制测量方法进行了不断地改进与创新。 1井下导线控制测量 1.1井下基本控制导线测量 地下导线测量是以必要的精度建立起地下的控制系统，然后根据控制系统进行坑道或者轨道中线、衬砌位置放样，并掘进方向。与地面的导线测量比较而言具有四个方面的特点。第一，坑道具有一定的限制，形状通常为延伸状，而导线的布置不能够一次完成，需要沿着坑道的开挖而向前延伸；第二，当导线点摄于坑道顶板时，需要进行点下对中；第三，沿着坑道的延伸进行导线的敷设，首先敷设精度低、边长段的导线作为坑道掘进的指示，然后敷设高等级的导线用于检查和校正低等级的导线；第四，井下的工作环境较差，导线测量受到较大的干扰。其中地下导线等级是由地下工程类型、范围、精度要求决定的，各个部门有着不同的规定，《煤矿测量规程》中就规定：井下平面控制测量包括了两个方面，即基本控制与采区控制，其中基本控制测量导线测角精度为±7″、±15″，一般沿井主要坑道进行敷设，每300-500m延伸一次；采区则为±15″、±30″，每30-100米延伸一次。表1为基本控制导线主要技术指标。 1.2三连架基本控制导线测量的应用及其局限性 由于煤矿井下测量环境受到限制，因此煤矿井下基本控制导线测量方法的形式均采用逐站整平对中，量边则采用光电测距仪或者比长钢尺来进行，这就使得整个测量工作将耗费大量的时间与精力，而测量的精确度却无法得到保证，易产生误差。而较低的基本控制导线测量效率及精确度将降低煤矿企业的生产效率与安全性。目前，随着全站仪在井下测量中的应用，大部分的煤矿企业都采用了三连架法来进行井下基本控制导线测量工作，该方法在测量中利用全站仪的配套棱镜与基座等能够减少过渡点测量误差，保证基本控制导线测量的精确度，提高煤矿井下测量效率，但是在许多的煤矿井下基本控制导线测量的实际工作中，三连架方法也存在一定的局限性，主要包括了四个方面：第一，采用三连架方法进行测量，确定测量路线后测量路线上的所有生产活动均停止，并且该测量方法占用
井下导线测量内业 内业计算的目的，是求出导线各边的 坐标方位角及各导线点的平面坐标， 并填绘矿图。一般是按照以下顺序进行的。 一、检查和整理外业观测记录手簿 在井下测角量边的过程中，都应随时按照，《煤矿测量规程》的要求进行检核，如果不符合，必须当场重测，直到满足要求为止。在内业计算开始之前，要重新仔细检查外业观测记录，如往、返丈量边长之差是否达到精度，测回间互差是否超限等，是否有漏测、漏记、记错、算错等问题。 二、计算边长改正和平均边长 井下基本导线水平变长一般取用全站仪上下半测回或测回测得的水平边长的平均值作为导线边长。 三、角度闭合差 （一）闭合导线闭合导线的角度 闭合导线的角度闭合差 是按下式计算的： 式中 —分别是闭合导线的内角总和与外角总和； n — 闭合导线的角度个数。 （二）空间交叉闭合导线 在前面介绍井下导线的形状时，有一种交叉闭合导线(图1-３(a)),当这种导线沿着前进方向测左角时,则经过交叉点后,便由内(外)角变成了外(内)角,内角图形与外角图形的角度总和，即： β f ()()?? ? ?? ? ? +?-= -?-=∑∑ n n n f n f 1121802180外 内β βββ∑n n 1 1 外 内 、ββ ()()()()[]()()()[]()()()[] k p n n n n n n n n n n n n k p k p --'++'+'++++?=+'+++' ++'?+-++-+-?=∑21802221802221802 1 2 1 2 1 2 1 β
式中 — 每个内角图形中的角度个数； — 每个外角图形中的角度个数。 这些图形的角度个数包括交叉点上的虚拟角度，但每个交叉点上的两个虚拟角度对与相邻两个对顶图形来说总是α+β= 360o，所以，应当从上式的中 间去这些虚拟角度，即实测的角度总和应为： 式中 n —实测角度总个数； p ―内角图形的总个数； k —外角图形的总个数。 上式实测角度总和的理论值，而角度闭合差为: （三）附和导线 设附和导线起始边和最终符合边的坚强坐标方位角值为和 测角总个 数为 ，则角度闭合差 为： （四）复测支导线 复测支导线的角度闭合差是按照最末公共边的第Ⅰ次和第Ⅱ次所得的坐 标方位角 和之差来计算的，即 （五）角度闭合差的分配 即将 反号平均分配给各观测角值，每个观测角值的改正数为： 改正后的角值为： p n n n ,,,21 k n n n ''',,,21 ()∑β()()()[]k p n k p --?=-+?-=∑∑21801360ββ()[] ∑--?-= k p n f 2180实测 β β0 αn αβ f ()()?? ? ? ?--??-=--??-=∑∑n n n f n f ααβ ααββ β00180180右 左 β f n n αα- 1β f n f V i ββ- =
东海大桥Ⅲ标墩身、箱梁安装测量方案 前言 东海大桥西起上海南汇区的芦潮港镇客运码头往东约4公里南汇咀处，跨越杭州湾北部海域，经小乌龟、大乌龟、颗珠山岛屿，直达浙江省嵊泗县崎岖列岛的小洋山岛，它是上海国际航运中心的集装箱深水港不可少的配套工程，直接为港区大量集装箱陆路集疏运需求和港区供水、供电、通讯等工程服务。 本标段招标范围总长10.99公里，占全桥总长的40%，分为三段： 第一段里程为K15+069~K18+219，长3.15KM。本工程段中心至大桥终端大乌龟岛10.745KM，距沈家湾岛约22KM。 第二段里程为K19+049~K24+579，长5.53KM。本工程段中心至大桥终端大乌龟岛5.575KM，距沈家湾岛约15KM。 第三段里程为K25+079~K27+389，长2.31KM。本工程段中心至大桥终端大乌龟岛1.155KM，距沈家湾岛约10KM。 该海区流速大，风大浪急，气象、水文、气候变化复杂，潮差大，海中间又无天然过渡点，能见度又不够，其施工测量的复杂程度可见一斑。 一、Ⅲ标箱梁、墩身安装段控制测量 1.平面控制 由《东海大桥测量控制交底文件》可知Ⅲ标可以利用的共有19个首级控制点和首级加密控制点，其中0001、0002、0003为首级控制点，位于小洋山
上；ly19～ly34共16个点为首级加密点，位于Ⅲ标内的承台顶面和试桩平台上，间隔1KM左右，这些点都是逐步提供给我们的，直接用来作为Ⅲ标大桥施工的首级平面控制。具体分配如下：在K15+069~K18+219段内，有PM293#、PM307#、PM321#、PM332#、B平台上共5个GPS平高点；在K19+049~K24+579段内，有PM343#、PM357#、PM371#、PM386#、PM400#、PM414#、C平台上共7个GPS平高点；在K25+079~K27+389段内，有PM425#、PM 440#、小乌龟、大乌龟上共4个GPS平高点。 由以上我们Ⅲ标要求承台的施工必须保证这些拟布GPS控制点的承台最先竣工，以便业主布设控制点，进而有利于我标段进行承台轴线的复测以及上部结构的施工需要。在墩身箱梁以及桥面铺设施工中所需要的控制点，可以利用全站仪通过承台的控制点向上传递，由于各种影响因素造成不能传递的时候我们必须进行GPS静态加密控制点。 2．高程控制 由《东海大桥测量控制交底文件》可知Ⅲ标在进行承台以上部分施工时，由于承台部分全部施工完毕，业主委托上海测绘院提供的全桥精密水准网就可以建立了，至于承台以上部分的施工就有了高程的首级控制点。充分利用全桥精密水准点引测和加密临时水准点供施工需要。可以依据基准向上传递。 但是，在承台未施工完毕时也就是全桥精密水准未做时，如何进行承台以上部分的高程控制是问题关键之所在。小洋山和芦潮港两处水准不闭合，因此现在我们的GPS高程不能作为承台以上部分的施工的高程基准，从而出现技术上难题。据2002.9.30业主主持的测量会议精神，强调我标可以从小洋山0001、0002、0003三点引测高程，近芦潮港段从上海lyj1、lyj2两点引测高程，中间设1KM调整段。因此我标应该可以从小洋山引测水准至承台，但是远离小洋山又无法进行水准传递时，可以利用承台GPS高程，待承台施工完毕全桥精密
浅谈一种井下贯通导线测量的方法 作者：雷谨魁于智勇 来源：《科技创新导报》2012年第36期 摘要：根据等高四架法的适用范围以及原理和技术特点，提出了一些有效措施。以供同行借鉴参考。 关键词：井下贯通导线测量等高四架法 中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-01 在测量时，测量结果与实际值之间的差值叫误差。测量工作是在一定条件下进行的，外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因，都可能导致测量误差的产生。通常把测量仪器、观测者的技术水平和外界环境三个方面综合起来，称为观测条件。观测条件不理想和不断变化，是产生测量误差的根本原因。通常把观测条件相同的各次观测，称为等精度观测；观测条件不同的各次观测，称为不等精度观测。矿井里大型贯通导线的测量，因为贯通导线的测量精确度要求比较高，受矿井里的许多因素限制，而且它的线路比较长，在测量时巷道就会被很长时间占据，进而严重的影响了生产，同时也加大了测量时的工作量。矿井贯通作业正常正确的完成必须依靠实施测量时的精度。为了解决以上的问题，并且要使矿井贯通作业的正确正常完成，所以得使用等高四架法，在实践测量时，使用此方这个问题很容易就被解决。 1 适用原理及范围 原理：此方法的原理：先介绍等高，等高是指在施测时所采用的全站仪，前、后视棱镜在同一个已经对中整平的固定基座上安置时，它们有一致的中心高度。等高四架法观测方法，用带有四个相同基座的架腿，在迁站时仅需将仪器或棱镜从基座中拔出，而基座和架腿保持不动，并配备专业人员对点，观测人员和前、后视人员不需对点，可减少对点时间，用以提高整体的工作效率。适用的范围：此方法的使用范围：主要是煤矿井下大型贯通导线的测量，风速大的巷道，用此方法效果更佳。一般来说贯通导线多为单角支导线时，很适合用此方法进行测量要使用等高四架法测量，但是得使用J2级或更高级的全站仪，而且测距精确度应不低于 2+2PPm。 2 技术特点 （1）在使用等高四架法进行三角高程观测时，因为视点高只量取仪器的高，所以有效的消除了视点高丈量的累计误差。挡风工具使用的是自主设计制造的PVC管（Φ160 mm），能有效提高对点精确度，并加快井下对点速度，特别是在较大风速的巷道，其效果非常明显。（2）带觇板的单棱镜作为其前、后视棱镜，能有效减少照准误差；并且能显著提高三角高程测量的精确度，以用来替代倾斜巷道和平巷的等外水准测量。技术领先，工艺纯熟，经济实