矿山测量中全站仪三角高程测量的问题与建议_全站仪三角高程测量

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矿山测量中全站仪三角高程测量的问题与建议

摘要：随着科学技术的发展脚步日益加快，高科技、一些高端设备等在很多方面都得到了广泛的应用，其中在矿山测量中电子全站仪的使用提高了测量的精确性，而且该方法操作简单易行。本文主要针对矿山测量中全站仪三角高程测量的问题与建议进行了探讨。

关键词：矿山测量；全站仪三角高程测量；问题；建议

全站仪技术在三角高程测量中应用前景较为广泛，近几年来在矿山测量中该方法的使用较为宽泛，而且在矿山勘测以及施工现场测量中大都提倡使用全站仪。本文主要按照全站仪的三角高程测量原理来对其的测量误差进行全面分析，并根据近些年来全站仪在矿山测量中使用情况以及施工成效性的比照，逐步探究全站仪三角高程在矿山测量中的实际应用，并根据所存在的问题寻求行之有效的观测方法以及相关观测条件。全站仪三角高程测量的精度分析

三角高程测量主要是通过求得测量竖直角δ和斜边长L 的数值来计算出相邻两点间高程：

H =L sinδ+i-ν（1）

在上述式子中：L 代表的含义是两点间的斜边长度，单位为m；δ表示测站点上两点间竖直角度；i表示测站点上的仪器高度，单位为m；ν代表的含义是照准点上的棱镜高度，单位为m。

或H =Dtanδ+i-ν（2）

上述字母中所代表的含义如下：D代表的是两点间直线距离（m）；δ表示的是测站点上两点间的竖直角；i表示测站点上的仪器高度，单位为m；ν则代表的意义是照准点上的棱镜高度（m）。

根据函数误差公式：

mh2=（?h/?L）2?mL2+（?h/?δ）2?mδ2+（?h/?i）2?mi2+（?h/?v）2?mv2（3）

mL2sin2δ+L2cos2δ/ρ2?mδ2+mi2+mv2（4）

从公式4中我们可知，两点之间的高程测量误差与L、δ、i、ν有关系。在对该矿山进行测量时主要使用的设备是2′索佳SE T 全站仪，测角精度控制在±2′，测距精度：±（2mm+2ppm×D），仪器尺寸标准为：336mm（高）×184mm（宽）×172mm（长），该矿山主要采取的是平面导线测量以及三角高程测量方法进行实施。井下三角高程测量原理

2.1 全站仪三角高程测量中对向观测原理

由B观测A点的高差

hBA=SBAsin?BA+（1-k/2R）?SBA2cos2?BA+iB-lA（5）

倘若在相同的观测条件下进行，或是在如果是在相同的观测条件下进行，则可以认为K和S都近似相等，以此我们可得出公式6

hBA 平均=[hBA+（-hBA）]/2=（SBA?sin?AB-SAB?cos?BA）/2+（iA+lB）/2-（iB+lA）/2（6）

在上式中，对向观测可以消除地球曲率和大气折光对测量所造成的影响。

2.2 井下三角高程对象测量原理

在进行矿山巷道测量时，首先要按照巷道坡度大小以及相关工程特征，其次选择与之相匹配的测量方法。如果巷道倾角在5°以下时选择水准测量法效果更佳，当倾角在5°～8°范围内时选择水准测量或是三角高程测量都可以，如果倾角8°以上时三角高程测量是最优选择。由于测距与倾角之间有一定的误差影响，则当距离在400m以上时增大倾角会使得误差相应的减少。当倾角在90°附近变动时测量高程的误差受倾角误差影响幅度较小，精确度较高。我们发现如下规律：当测距距离小，且倾角小则误差影响较小；当测距距离大，且倾角小则表示误差影响较大；当测距短、倾角大则误差影响幅度小[1]。巷道高程测量主要使用的方法是三角高程测量法。在该矿山项目中由于工程量巨大，巷道总长度达到10km，因此为了增强测量的精确值，本工程中主要选取的是全站仪的高程测量，并结合导线测量加以辅助。测量的基本原理与测量数据如图1所示。图中各字母的代表含义为：L′表示实测斜长，δ为垂直角，仰角为正，俯角为负；i表示的含义是仪器高，主要是从测点到仪器中心的距离；v为觇标高，主要是测点到照准目标点的实际高度值。矿山测量中全站仪三角高程测量后进行平差检测

巷道导线主要采取的是 “清华三维N asew2003”进行严密平差，并进行高程平差。根据公式4的测量结果编写E xcel简易平差计算，结果超出所预定的范围内；如果加入气象、加常数等项改正后超限，则与实际要求不相吻合。结果不能作为最终测量数据。

通过对数据进行分析，我们发现其竖直角几乎是直角，从表中可看出误差的影响幅度较小。如果实测距离较近则误差幅度较小，究其根本则主要是由于仪器高量多取决于斜高[2]。因为井下巷道断面的平均高度在2m范围内，要使所选择的仪器能方便架设，仪器高应控制在-0.5～-1.0m 左右最佳。从图2中可计算出i值，实际高度i（-0.5～-1.0m），因为仪器的宽度对i值的影响程度较大，因而在实际测量中均值差值应控制在5mm即可进行高程平差计算。而且经检验该方法有效，精确度高。结束语

综上所述，在矿山测量中使用全站仪三角高程测量具有可操作性强，测量精确度高等优点。尤其是在井下高层测量中，巷道倾角在90°附近时，在进行数据平差和改正计算时要综合权衡仪器宽度对测量的影响。按照实测情况以及所使用仪器的具体特征，在考虑外业数据的基础上，将倾斜测量仪器导入改正量中，有效提高测量的精确值。

参考文献

[1]马进虎.E X CE L在矿山导线测量计算中的运用[J].能源与科技，2013，（11）：165-166.[2]张惠武.全站仪三角高程测量在矿山测量应用中的几点体会[J].建筑与工程，2012，（12）：112

作者简介：马刚，单位：中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队

（1986.07.15―），男，回族，新疆维吾尔自治区哈密市，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：工程测量，地理信息系统，从事的工作：工程测量，地理信息系统