矿山测量仪器及技术发展与应用

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1、矿山测量仪器及其应用与发展黄彬才摘要本文简略介绍了各种测量仪器的现状，在此基础上对各种测量仪器的应用作了进一步阐述，并着重介绍了GPS全球定位系统的数据处理全过程。S词精密水准仪全站仪GPS矿山测量数据处理1前言随着计算机应用、卫星及电子技术的发展，新型的测量仪器（自动精密水准仪、全站仪、GPS全球定位系统）对传统的测量技术产生了深刻影响，也可以说是为测量领域的技术创新提供了良好的条件。各种新型的测量仪器与计算机应用软件的结合，为测量自动化系统的开发提供了较好的硬件支持。了解测量仪器的最新发展及其趋势，对做好矿山测量工作，提高企业经济效益起着重要作用。2测量仪器的现状目前，矿

2、山测量领域所采用的仪器主要有水准仪、经纬仪、全站仪、GPS全球定位系统等。2.1水准仪分为普通水准仪和精密水准仪。我国普通水准仪按精度分有S1型、S3型、S10型等，S是水字的汉语拼音第一个字母，S后面的数字表示每公里往返平均高差偶然中误差的毫米数；精密水准仪国内的有苏州一光的DS系列，国外的有瑞士徕卡DNA中文电子水准仪（配合专用条形标尺使用）等。为了使精密水准仪得到可靠的观测结果，必须匹配精密水准尺，水准标尺分划的数字是注记在因瓦合金带两旁的木质尺身上，可直接读取到0.1画，估读到0.01画。主要用于二、三等水准测量、变形及沉降观测、大型设备安装测量等。以下是几种常见水准

3、仪:2.2经纬仪经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪。目前使用较多的是电子经纬仪，国内外所有大的测绘仪器生产厂家均生产各种精度的电子经纬仪，仪器本身带有自动记录装置。虽然能够满足各种测量工作的需要，但往往要配以钢尺量边。因此，随着全站仪应用的迅速发展，电子经纬仪的应用受到了很大的制约，只有极少的单位用来进行交会测量、线形锁测量。或与测距仪连接组成全站仪使用，以发挥原有测距仪的最佳效益。2.3全站仪就测绘仪器的发展趋势而言，测距仪和电子经纬仪均属于过渡性产品。全站仪才是今后应用和发展的主要方向，而智能型全站仪是集光、电、磁、机等多项最新科研成果，将测距测角合为一体，并自带存储卡、内

4、部存储器完成数据记录与处理功能的新型测量仪器。通过数据线与计算机连接，既能接受外部计算机的指令，由计算机输入数据（比如进行公路放样量，将所有放样数据在Excel手簿中输入，然后通过全站仪与电脑连接，把所有放样数据保存到全站仪中）；又能将仪器本身记录的数据向外传输到移动存储器或计算机中。实践中用得较多的有瑞士的徕卡、日本的尼康、我国自己生产的南方全站仪系列。2.4GPS全球定位系统GPS作为卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续实时三维导航与定位功能，其在测量领域的最大优势是不需要点与点之间相互通视。现全球成功投入应用的全球定位系统有四种，分别是美国GPS卫星导航系统

5、、欧盟的伽利略定位系统（GalileoPositioningSystem）、俄罗斯的“格洛纳斯”全球卫星导航系统、我国自行研发的北斗卫星导航系统。近年来，GPS在大地测量、工程测量、变形监测、控制网优化、航空与卫星遥感测量等方面都得到了成功应用。GPS全球定位系统主要由三大部分组成，即空间卫星系统部分（有21颗工作卫星和三颗备用卫星）、地面监测部分和用户设备部分。GPS卫星的主要功能是接收、储存和处理地面监控系统发射来的导航电文及其它有关信息，向用户连续不断地发送导航与定位信息，并提供时间标准、卫星本身的空间实时位置及其它在轨卫星的概略位置；接收并执行地面监控系统发送的控制指

6、令，如调整卫星姿态和启用备用时钟备用卫星等。GPS地面监控系统主要由分布在全球各地的地面站组成，按其功能分为主控站、注入站、监控站。其中除主控站外其它均由计算机自动控制，无需人工操作，各地面站间用通讯系统联系，实现了高度的自动化和标准化。用户设备部分是在空间部分和地面部分的基础上对目标位置进行实时定位测量，由GPS接收机、微处理器、数据处理软件及终端设备组成。3仪器在矿山测量中的应用3.1水准仪在矿山测量中的应用普通水准仪一般用于等外水准测量，多用于地表工程放样及井下巷道施工的腰线标定。精密水准仪主要用于等级水准测量及地表沉降观测。应用时主要注意以下两点：1）水准点的埋设要求

7、：三、四等水准路线上，每隔4〜8km须埋设普通水准标石一座；在人口稠密、经济发迗地区可缩短为2~4km;荒漠地区及水准支线可增长至10km左右。2）观测要求：首先在进行水准测量前及作业过程中均应对仪器进行相应检验，检验结果应符合相关规定要求。三等水准测量采用中丝读数法进行往返观测,有时也可进行单程双转点观测，读数顺序是后前前后。四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测，读数顺序是后后前前。支线水准测量必须往返测或单程双转点观测。另外在进行等级水准测量时要特别注意前后视距尽量相等，做到在前后视读数期间不调动