利用全站仪支导线测量布测井下采区平面控制网精度研究

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1、利用全站仪支导线测量布测井下采区平面控制网精度研究摘要：本文讨论了利用全站仪支导线测量布测井下采区平面控制网的误差来源及大小,并推算出在采区支导线控制测量中允许支点的最大站数。关键词：精度误差支导线控制网中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号:由于全站仪测量精度较高、功能多，在作业方式上改变了传统测量的一些特点，所以在井下测量中得到广泛应用，使得井下测量工作的精度和效率大大提高。受到井下采场巷道的布设限制，可以利用全站仪精度高、功能齐全的特点，将井下采场平面控制网布设成支导线形式。下面以南方NTS-372RC型全站仪为例，来讨论利用全

2、站仪支导线测量布测井下采区平面控制网的精度及允许连续支点的个数。1水平角观测值误差来源首先通过误差传播理论来分析水平角观测值误差来源及大小，水平角观测时其误差来源主要有以下几个方面。（1）、仪器误差mi仪器误差对水平角观测影响主要来源有：①视准轴误差（即望远镜视准轴不垂直于横轴的误差）及横轴倾斜误差（横轴不垂直于仪器竖轴的误差），可以采用盘左和盘右两个盘位观测水平角，并取其平均值作为观测成果的方法，可基本消除上述两项误差；②水平度盘刻划误差（即度盘刻划不均匀的误差），可以选用变换个测回水平度盘位置，从而用度盘的不同部位进行测角，以减小其误

3、差测影响；③水平度盘偏心差（即水平读盘旋转中心与度盘刻划中心不一致对度盘读数的影响）和照准部偏心差（即照准部旋转中心与水平度盘刻划中心不重合对水平度盘读数的影响），此两项可以通过盘左、盘右观测，取一测回平均值的方法来消除；④竖轴倾斜误差（照准部水准管轴与仪器竖轴不垂直的误差）。其中不能用观测方法消除的仪器误差主要是竖轴倾斜误差,只能通过校正尽量减少残存误差。南方NTS-372RC型全站仪管水准器分划值为20"/2mm,当忽略仪器置平精度时，由仪器结构产生的测角误差不超过1.5",故取mi二±1.5"（2）、仪器对中误差me仪器对中误差是指

4、仪器经过对中后，仪器竖轴没有与过测站点中心的铅垂线严密重合的误差。它对水平角观测的影响如图1所示，设0为测站标志中心，0'为仪器中心，B为无对中误差时的角度（即正确的角度），为有对中误差时的角度（即实测的角度），顾及度盘注记为顺时针方向，测站点的偏心距为e（即00J,DA、DB为目标A、B至测站点的距离，则观测角值B'和正确角值B之间的关系式为,因£1、£2很小，故，图1仪器对中误差因此，仪器对中误差对水平角的影响为当0=90°,B'=180°时，△B最大，即设DA二DB二D,e1=£2=£,则(1)在井下测量中，常采用垂球点下对中，其测

5、站点的偏心率e—般在±2mm以内，若以导线边长D=80m,根据公式(1)计算，则仪器对中误差对测角的影响为me二±5.2”。由公式(1)可知，△B大小与偏心距e大小、e的偏离方向及测量距离D大小有关。当D一定时，e越长，△B越大;当e—定时，D越长，越小。e的大小不变而只改变方向时，e与D正交时最大，因此，在观测接近180。的水平角或边长过短时，应特别注意仪器的对中，尽可能减小仪器对中误差。(3)、目标偏心误差mt目标偏心误差是指照准点上所立的照准物(井下一般为线绳或棱镜)不垂直或没有立在点位中心而使观测方向偏离点位中心的误差。如图2所示

6、0为测站点，A、B分别为目标点标志实际中心，AB'为观测时照准的目标中心，el、e2分别为目标A、B的偏心误差，B为实际的角度，B'为观测角度，DA、DB为目标A、B至测站点的距离，51.82分别为A、B目标偏心对水平观测方向值的影响。则观测角值B'和正确角值B之间的关系式为而，图2目标偏心误差故因§1、§2很小，故由上式可以看出，此种误差的影响与仪器对中误差的影响大致相同，目标偏心距越大，距离越短，对观测方向值的影响愈大。因此可取目标偏心误差对测角的影响为mt=±5.2"o(3)、照准误差ms在角度观测中，影响照准精度的主要因素有望远

7、镜的放大率，人眼的分辨率，目标的形状、颜色、亮度等。一般认为望远镜的放大率和人眼的分辨率是影响照准精度的主要因素。研究证明，人眼的最小视角一般为60",当望远镜放大倍率为v时，人眼的鉴别能力可提高v倍。故照准误差(4)、读数误差mr测量数值在全站仪液晶屏上显示，当照准目标后可自动重复显示，但多次显示的数值差一般不超过1",故全站仪的读数误差可取m一土1"。(5)、外界条件的影响mv由于井下工作环境较差，外界条件主要是温度变化对视准轴的影响最大，经测试温度变化11时对角度测量的影响范围在0.27"-0.85"之间,故取mv=±0.5"。根据

8、误差传播理论知，半测回方向中误差mi为2全站仪支导线平面控制网末端点点位中误差下面介绍一下求的支导线控制网末端点点位中误差的基本原理。如图3所示，设导线起点为第1点，终点为第(n+1)点，共需