解析矿山测量中陀螺全站仪的应用

分析矿井生产中陀螺定向测量的应用及精度摘要：基于井下定向测量对生产安全及效率的重要性，在简单介绍陀螺定向测量的基础上，结合矿井实例，对陀螺定向测量实际应用及测量成果精度进行深入分析，最后得出陀螺定向测量精度高，测量可靠的结论。

关键词：矿井生产；陀螺定向测量；测量精度矿井井下生产对现场观测与定向有着极高的要求，定向测量精度直接影响实际生产效率，如果精度较差，则必定会降低效率，造成不必要的损失。

因此，应在重视定向测量的基础上，通过新技术和新设备的引入来提高定向测量水平，如采用陀螺经纬仪就是很好的选择。

1陀螺定向测量概述目前，我国与许多国家均研制出充分结合经纬仪与陀螺仪的测量仪器，称为陀螺经纬仪，主要用于完成定向测量。

对于这种新型测量仪器，其作用原理为：借助吊丝进行悬吊，重心下移的陀螺敏感地球自转角速度的水平方向分量，受到重力的作用后，产生一定向北端发生进动的力矩，促使主轴开始围绕子午面发生往复运动，此时利用传感器接收运动光信号，并将其转换成仪器可识别的电信号，传输至控制器实施分析解算。

之后由经纬仪对被测对应方位角进行显示与读取，也可在数据传输接口支持下向终端设备传输数据[1]。

本矿井因建设过程中采用几何定向方法得到定向精度相对较低，同时现已受到一定程度的干扰及破坏，使得可靠性降低，导致井下的无论是控制导线，还是长距离掘进，均需精度达到较高水平的方向控制。

近年来，我国矿山测量人员在积极总结传统几何定向方法不足与弊端的基础上，陆续开始借助陀螺经纬仪完成定向测量任务，以求解决传统方法占用井筒产生的长时间停产、需要消耗大量资源等问题，并克服定向精度伴随井筒深度不断增加而明显降低等不足，确保工作效率及定向成果的精度都能得到大幅提升。

基于此，从本矿井角度讲，为充分满足实际施工提出的各种要求，使首级控制导线始终保证较高的精度，经研究决定在井下方向测量工作中选用新型陀螺经纬仪取代传统的几何定向方法，以此对起始方位角等重要测量成果进行确定与校核。

陀螺全站仪在井巷工程中的应用陀螺全站仪是采用陀螺仪与电子全站仪有效结合，实现陀螺手动下放托起、手动跟踪测量数据和陀螺方位角自动处理的测量过程，可以较快地完成陀螺方位角的测定，利用陀螺全站仪在井下精密导线测量中加测陀螺定向边，更能减少测量误差累积。

标签：陀螺定向；测角误差；精度评定基于上架式陀螺仪架设在全站仪上，由于它不受时间和环境的限制，同时观测简单方便，效率高，而且能保证较高的定向精度，所以它是一种先进的定向仪器，用于矿山井下工程的定向测量。

1 测角误差分析由于多种原因，任何测量结果中都不可避免的会含有误差。

井下巷道测量时巷道风量较大、巷道底板基本为废渣会影响仪器的稳定；独头巷道内温度较高会影响空气的剧烈波动从而引起物像的模糊甚至跳动增加观测误差；巷道内空气粉尘较大和光线较暗会影响照准的精度和读数等等。

这些因素都会在不同程度上影响测角的精度，在井下测量中要想完全避免这些影响是不可能的。

测角误差会随着测站的增加，角度误差也会相应累积，为了减少误差就须相应的加测陀螺定向边。

通过实践证明，只能通过加测陀螺定向边来减少各种测角误差对测量的影响。

2 工程简介某矿山大贾庄进风井-475水平后期工程要求贯通误差不超过0.3m，基于后期800米工程为直巷道，所以在弯道起始处加测陀螺定向边，进行方位纠偏，消除累积误差造成的影响。

本次陀螺定向选用定向精度为±20″级的索佳陀螺全站仪进行监测。

3 陀螺定向3.1 定向方法选择索佳GP1X陀螺全站仪提供了逆转点跟踪测量法和中天测量法两种可用于真北方向测定的模式。

本次测量采用逆转点测量方法进行陀螺定向。

逆转点跟踪测量法可以用两个逆转点来快速取得近似真北方向。

当仪器初始照准方向位于近似真北方向±2°范围内时，逆转点跟踪测量法可以通过测量3个或更多逆转点来以±20″的精度确定出真北方向。

3.2 观测程序陀螺定向采用2-2-2的观测次序进行，即：在地面已知边“N7-2->N7-3”上采用两测回测量陀螺方位角，求得两个仪器常数；在井下定向边“DJ5->DJ6”上用两测回测量陀螺方位角；返回地面后，在原已知边“N7-2->N7-3”上再用两测回测量陀螺方位角，再求得两个仪器常数。

小议全站仪在矿山测量中的应用【摘要】全站仪在矿山测量中扮演着至关重要的角色，其技术的不断发展对矿山测量产生了深远影响。

全站仪在地形测量、隧道测量、坡度测量、爆破前测量和巷道施工中均有广泛应用，提高了施工效率和准确性。

全站仪技术的不断完善推动了矿山测量领域的发展，其应用将更加广泛，成为矿山测量的标配设备。

在未来，全站仪将继续发挥重要作用，为矿山测量工作提供更多便利和支持，推动矿山工程的进一步发展。

【关键词】全站仪、矿山测量、地形测量、隧道测量、坡度测量、爆破前测量、巷道施工、技术发展、应用广泛、标配设备。

1. 引言1.1 全站仪在矿山测量中的重要性全站仪在矿山测量中的重要性不言而喻，它是一种高精度的测量仪器，能够实现全方位的测量和定位，为矿山工程的施工提供精准的数据支持。

在矿山工程中，地形的复杂性和多变性给传统测量带来了诸多困难，而全站仪的出现填补了这一空白。

全站仪能够快速准确地获取地形数据，帮助工程师更好地掌握地形情况，制定合理的工程方案。

全站仪具有高度精准的测量能力，可以实现远距离的测量，有效节约了人力和时间成本。

1.2 全站仪技术的发展对矿山测量的影响全站仪技术的发展对矿山测量的影响可以说是深远而重要的。

随着全站仪技术的不断创新和完善，其在矿山测量中的应用也愈发广泛和精准。

全站仪的高精度测量功能使得矿山工程测量可以更加准确和可靠，有助于提高矿山的生产效率和安全性。

全站仪的自动化功能使得测量工作更加高效，减少了人为因素对测量结果的影响，提高了工作的准确性和可重复性。

全站仪在数据处理和分析方面也具有独特优势，可以为矿山工程提供更多有用的信息和指导。

全站仪技术的发展不仅提升了测量精度和效率，也促进了矿山工程的智能化和数字化发展，为矿山测量及相关工作带来了前所未有的便利和机遇。

随着全站仪技术的进一步完善和普及，相信其在矿山测量中的应用将更加广泛和深入，成为矿山测量的重要支撑和标配设备。

2. 正文2.1 全站仪在地形测量中的应用全站仪在矿山地形测量中发挥着至关重要的作用。

陀螺全站仪在地下矿山的应用摘要：随着时代的不断发展，陀螺全站仪在地下矿山中应用的愈发广泛，矿业作为高危行业,生产过程往往伴随安全事故的发生,造成巨大的人员和财产损失。

因此,智能矿山建设必须将矿山安全高效生产作为根本目标,特别是要坚持以人为本、聚焦人的安全,注重从业人员的安全生产培训教育,提升安全意识和技能。

关键词：陀螺全站仪；地下矿山；应用引言传统的测量方式是通过地面上下做联系测量，通过支导线的方式向隧道掘进方向进行传递，然而随着隧道长度的增加，点位的精度会逐渐减弱，影响隧道的精确贯通。

陀螺仪定向精度不受距离和时间的影响，弥补了传统导线测量的不足。

1导线测量1.1平面控制网布网及观测隧洞内平面控制点采用地面埋设标志的形式主辅对点布设,3#支洞控制点间距为400m~500m,主洞内控制点间距为500m~600m；4#支洞直线段控制点间距为400m~500m,曲线部分为200m~300m,主洞内控制点间距为400m~500m。

导线测量网形采用交叉双导线的形式,A、B为洞外GPS点,Z1、Z2、Z3…为隧洞内平面控制网的主点,F1、F2、F3…为辅点。

进洞联系测量采用直接导线法观测,将全站仪架设在正对洞口的GPS点A上,直接观测另一GPS点B和洞口的导线点Z1和F1；洞内导线测量时,在主辅点分别架设全站仪,依次观测后视两个主辅点和前视两个主辅点,采用全圆观测法进行观测。

观测仪器采用徕卡TS60全站仪,其测角精度为0.5'',测距精度为0.6mm+1ppm,棱镜为带有激光对点器的徕卡配套标准反光棱镜。

TS60全站仪安装了徕卡“多测回测角”软件进行自动观测及自动记录数据,避免照准误差和记录错误的发生。

观测时仪器内设置的温度、气压为标准温度气压,观测过程中对干、湿温度及气压进行现场测量记录。

1.2误差影响因素分析在测量活动中,测量误差是不可避免的,造成的测量误差主要包括测量人员引起的误差、测量仪器造成的误差、外部环境以及其他一些因素等造成的测量误差,随着先进测量仪器设备的出现,很多测量误差可以得到不同程度的减弱或避免。

矿山测量中全站仪测量技术的应用探究发布时间：2022-10-24T06:39:29.450Z 来源：《工程建设标准化》2022年12期作者：明宇亮[导读] 随着科技的迅速发展,矿山的测量、测绘技术的应用也得到了充分的体现。

明宇亮山西紫金矿业有限公司山西忻州 034300摘要：随着科技的迅速发展,矿山的测量、测绘技术的应用也得到了充分的体现。

矿山工程属于资源开采的类型之一，所需的技术种类繁多，在进行地质状况、环境条件等各项内容分析时，在设备安装之前矿山工程测量能有效地对矿山内部、外部的地形结构进行立体测绘分析，保障在实际的生产运作中，满足矿山环境的真实需求，这也是矿山工程测量中的重要内容。

鉴于矿山地势条件较为复杂,矿山开采难度较大,为了提高矿山开采作业的可靠性,需要借助全站仪测量技术完成对矿山工程的测量工作。

本文主要论述了矿山测量中全站仪测量技术的应用，仅供参考。

关键词：矿山测量；全站仪测量技术；应用引言测绘技术之所以被人们如此重视，是因为它对一个国家的发展有着举足轻重的作用，它和现代的矿山测量工作相结合是一种必然的趋势，也是当前技术发展的一个重要标志。

随着测绘技术的智能化，采矿工作的顺利进行，引起了一股技术革命的热潮，目前来看,全站仪测量技术在矿山测量工作中的应用已经趋于成熟,且在计算机技术的辅助作用下,数据处理效率明显升高,大大提升了矿山测量数据的精确性以及测量工作效率。

可以说,矿山测量中对全站仪测量技术产生了较大的依赖。

因此针对全站仪测量技术在矿山测量中的应用展开研究具有十分重要的意义1相关概念1.1矿山工程测量概述矿山测量工作的重要性不言而喻，要想达到既定的目的，就必须要利用科学的方法来完善工作，确保各项工作的完成。

矿区周围往往能够合理的开发出适合的地貌，尤其是随着经济的发展，相关的工程也在有序的开展，矿山的开采与周边地区的开发也越来越受到重视，为了尽快的解决目前的用地问题，以及对周围的矿区进行更好的建设，因此，勘测工作就成为了人们关注的焦点。

论述陀螺定向在矿山测量中的应用牛家宽1李涛2南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司江苏南京 223000江苏省淮安市淮阴区测绘院江苏淮安 223001摘要：本文在查阅了大量相关文献的基础上，通过对各种实例的应用分析，总结了陀螺仪在矿山测量中的主要应用领域。

关键词：陀螺定向;贯通测量;应用一、引言陀螺经纬仪是一种定向仪器，依据陀螺的力学原理制成，能应用于地下矿山、隧道、军事、森林和其他测区的测量，无时间、地点和环境条件的限制。

广泛应用在矿山测量中，陀螺经纬仪不需要传统的几何定位就能进行地上地下坐标之间的联测，不需要井筒就能进行定向，并且能极大地提高地下导线的精度，是节省时间，节省劳动力的先进定向仪器。

陀螺仪的简单工作原理是，陀螺绕其质量对称轴高速旋转。

陀螺经纬仪有两个基本特征：即定轴性和进动性。

陀螺仪就是根据这两个基本特性和在地球自转的作用下，根据陀螺绕测站点的子午线作简谐摆动的原理制成的。

陀螺仪在20世80年代开始应用于矿山井下以来，以其不受时空限制、定向精度高、施测时间短的优点，越来越多地应用于矿山测量，尤其我国浅部矿产资源日益枯竭，矿山深井开采数量越来越多，陀螺仪定向的优点更加显现，由此带来的经济效益也更加明显。

二、陀螺仪在矿山测量过程中的应用（一）陀螺仪应用于井下平面控制。

一般情况下在井下掘进的过程中，是用导线来完成巷道掘进的任务，但是由于在施工后期，由于巷道是形成一个环形，因此在这种时候只能采用支导线来对掘进方向进行控制，支导线的误差累积很快，因此在巷道较长时很难保证精度要求，因此在掘进过程中我们可以采用加测陀螺方位角的方法，这种方法也在实际生产过程中取得了很好的效果。

加测陀螺边一般有三种方法：1、在支导线最末边加测一条陀螺边，形成附合导线；2、每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线；3、在支导线上等间隔二条陀螺边，形成两条附合导线。

通过理论研究和生产实践，加测一到两条陀螺边可以在减少人员的工作量和提高精度这两个方面取得平衡。

全站仪测量技术在矿山测量中的应用研究摘要：对于我国矿山测量设备而言，全站仪的自动化程度高，可确保测量质量，提高数据处理效率，应用范围较广。

现阶段，我国对全站仪测量技术的应用相对成熟，可以借助计算机系统实现高质量、高效率的矿山测量。

基于此，文章主要分析了全站仪测量技术在矿山测量中的应用。

关键词：全站仪测量技术；矿山测量；应用1全站仪测量技术简述由于计算机技术发展和应用范围的扩大，基于传统技术的全站仪测量技术，不但可发挥传统距离测量以及经纬仪角度测量的作用，还能够借助计算机系统进行计算和测量，达到精准分析及科学处理数据的目的。

全站仪具有较多的功能，可以对矿山开展角度及距离的测量，依靠计算机系统实现对测点坐标自动化测算，同时可及时、有效地处理及储存各类测量数据，并将相关信息呈现在屏幕上。

从本质意义上分析，全站仪测量技术属于传统矿山测量技术的发展成果，依靠计算机系统，可达到实时、有效地监督和观测矿山环境及动态的目的，有效减少各类时间、物力及人力等成本的投入，优化矿山测量的精度。

2全站仪测量技术在矿山测量中的应用要点2.1仪器选型因矿山实际测量需要，测量人员必须提前根据工程情况做好全站仪选型配置工作，要求全站仪同时具备目标自动识别、自动测量、红外测量、跟踪测量等完备使用功能，并对角度测量范围、最大测量斜距、跟踪速度等性能指标要求加以明确规定。

正常情况下，配备iX-1001型自动全站仪设备即可，此类全站仪搭载360°棱镜，同时具备棱镜测量与无棱镜测量等多种工作模式，水平角度测量范围为360°，垂直角度测量范围为俯角30°至俯角90°，无棱镜与有棱镜时的最大测量斜距分别为1.2km与9.6km，前后次测量间隔时间不超过2.4s，跟踪速度为20°/s，持续工作时间约为4h，满足非特殊情况下的矿山测量需求。

同时，在全站仪选型完毕、现场安装就位后，还要求测量人员做好调试检查工作。

陀螺仪原理及其在矿山测量方面的应用概述摘要：本文主要介绍了当前矿井定向所应用的方法，陀螺全站仪在定向时的优点，概述了陀螺全站仪的定向原理，及其在矿井定向时的应用发法及其注意事项。

Abstract: This paper mainly introduces the current mine orientation method, gyro in orienteering merit, outlines the gyro directional principle, and its application in mine orientation method and matters needing attention.关键词：发表论文陀螺仪全站仪矿井定向Key words : published papers gyro total station in mine orientation引言在矿井建设及运营过程中，为了确定井下采矿巷道与地面建筑物、道路、河流及与相邻矿井之间的位置关系，需要井下和地面测量控制网采用同一坐标系统，即需要对矿井定向。

矿井定向方法可分为两类:几何定向，物理定向。

几何定向有一井定向，两井定向及通过平硐或斜井的定向；物理定有磁罗盘定向，投向仪定向及陀螺经纬仪仪定向。

陀螺仪定向与其他方法比具有很多优点，相对安全，定向精度高，定向速度快，不影响矿井生产，简单方便，不耗费大量的人力物力等。

本文主要介绍了陀螺经纬仪的基本原理及其在矿山测量方面的发展应用。

1、陀螺仪的基本原理没有任何外力作用，并具有三个自由度的陀螺仪称为自由陀螺仪。

陀螺仪具有两个特性：定轴性、进动性。

如果把自由陀螺仪的重心从中心下移，即在自由陀螺仪轴上加以悬重Q，则陀螺仪灵敏部的重心由中心O下移到O1点，此时它具有两个完全的自由度和一个不完全的自由度。

因为它的灵敏部和钟摆相似，所以称为钟摆式陀螺仪。

2、陀螺全站仪的工作原理一般在矿井用的多的定向仪器有陀螺经纬仪和陀螺全站仪。

矿山测量中全站仪测量技术的应用探究摘要：随着科技的更新换代，测绘仪器设备不断升级，新仪器的出现也带来了新技术的发展和革新,它的应用在控制测量、地形测量和工程测量中都取得了良好的成效。

对矿山测量工作进行阐述后,分析了全站仪测量技术在井上矿山工程测量中的应用以及在井下矿山工程测量中的应用,并对其要点注意事项进行了分析,以期能够充分发挥全站仪测量技术的优势,保障测量数据的可靠性。

关键词：矿山测量；全站仪测量；技术的应用引言全站仪属于高精度光学仪器，是矿山测量中主要设备之一，与传统测量仪器如经纬仪、水准仪相比，全站仪可对角度、距离以及高程进行测量，具有体积小、携带方便、测量精度高、测量劳动作业强度小以及自动化水平高等优点，被广泛应用于矿山测量中；但是在实际井下测量过程中，由于施工环境空间有限、光线昏暗、视线受阻以及操作技术水平、维护水平等影响，全站仪在测量过程中经常出现故障，不仅影响着测量效率，而且降低了测量精度，很容易造成矿山测量安全事故，如大型巷道贯通测量出现故障误差，很容易与空巷、盲巷贯通，近距离巷道掘进，若出现测量误差时很容易导致顶板垮落等；所以提高全站仪测量精度，降低设备故障率，对煤矿井下安全高效生产具有重要意义。

1矿山测量1.1矿山测量任务矿山测量工作是煤矿建设、采掘施工、开拓延伸等工作的重要环节。

通过矿山测量可对矿井建立地面、井下测量控制系统，为井下采掘施工提供可靠的依据，利用测量资料、图纸等可为井下各个施工环节，特别是一通三防、矿山救援等提供便利，从而满足矿山安全生产的需要。

煤矿建立测量控制系统后，在开采设计阶段，通过矿山测量工作为矿建工作提供准确的施工依据；矿井开采期间，通过矿山测量工作可对采掘工作面布置、巷道贯通等提供依据。

1.2全站仪正确使用在矿山测量中必须正确使用全站仪，才能降低测量误差，提高测量精度和工作效率。

全站仪正确使用方法如下：（1）由于全站仪属于精密仪器，全站仪结构相对较复杂，在导线测量中，使用前必须消除仪器对准误差、视准轴误差、纵轴误差等。

陀螺全站仪在煤矿井下控制测量中的应用摘要：概述陀螺仪原理，叙述陀螺全站仪定向的作业流程和操作方法，通过应用实例对比在导线平差计算时使用陀螺定向边和不使用陀螺定向边的平差成果精度及高精度贯通的实例，论证了使用陀螺全站仪加测适量陀螺定向边能显著提高复杂导线测量精度，为地下工程提供高精度贯通施工的技术保障。

关键词：陀螺仪原理；定向作业流程；定向操作方法；成果精度1 概述陀螺仪是应用高速旋转物体的定轴性和进动性制作的角运动检测装置，主要由陀螺转子、内外框架、力矩马达、信号传感器、电源等部分组成。

陀螺本体在装置内用丝线悬挂使其旋转轴处于水平，当它的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向的旋转力，陀螺的旋转体在水平面内的以真北方向为中心产生缓慢的岁差运动，其旋转轴的方向可通装置外的目镜进行观测，陀螺指针的振动中心方向指向真北。

陀螺全站仪是将陀螺仪和全站仪通过连接构件结合在一起的精密仪器，它不受作业时间和环境的限制，观测较方便，能获得较高的定向精度，被应用于线型复杂、长度大、观测条件差但精度要求高的公路和铁道隧道、矿井、人防工程等的定向测量。

图1 索佳陀螺全站仪GP-1照片2 陀螺全站仪定向的作业流程1．测定仪器常数由于陀螺仪轴衰减微弱的摆动系数f保持不变，故摆动的平均位置可假定为陀螺仪轴的稳定位置。

受制造工艺限制，陀螺仪轴与观测目镜分划板零线对应的光轴及全站仪望远镜轴不能精确的位于同一竖直面中，故假定的陀螺仪轴的稳定位置（陀螺方位角αT）不能精确的与地理子午线A重合，二者的夹角即为仪器常数。

若假定的陀螺仪轴稳定位置位于地理子午线东边，则仪器常数为正，反之则为负。

测定仪器常数的实质是测定已知高等级边的陀螺方位角，计算其与该边的地理方位角的差值△，△=A -αT地。

在下井定向前，在已知高等级边上测定仪器应进行不少于3次，每次测量后要停止陀螺仪运转10至15分钟，且全站仪度盘位置应变换60度左右，须满足各次测量值的互差均小于2倍仪器标称误差。