井下导线测量精度分析

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1、第七章井下导线测量的精度分析对井下测角量边误差来源、影响规律以及提高测角量边精度的相应措施进行分析；同时也对各种导线的精度进行分析。其目的在于从理论上阐述井下导线的点位误差和坐标方位角误差与测角量边误差之间的内在联系，最终在满足采矿生产要求的前提下，选择最为合理和经济的测量仪器与方法。第一节井下测量水平角的误差一、井下测量水平角的误差来源井下用经纬仪测角主要误差来源：(1)仪器误差；(2)测角方法误差；由于瞄准和读数不正确所引起的误差.(3)觇标对中误差和仪器对中误差。由于觇标和仪器的中心与测点中心没有

2、在同一铅垂线上所产生的误差.此外，由于外界环境条件，如井下湿度、温度、矿尘量、照明度等的变化因素，也会给测角带来误差。但由于井下条件较为稳定，不像地面那样受季节、天气的变化影响，在短暂的测角时刻内可以认为是基本稳定的，故不考虑。下面，仅就上述三个主要误差来源及其对测角的影响进行分析讨论。二、仪器误差对井下测量水平角的影响仪器误差是由于仪器各部件加工制造的公差及装配校准不完善、仪器结构的几何关系不正确和仪器的稳定性不良所引起的。目前生产的经纬仪，其公差与稳定性对井下测角来说影响很小，可忽略不计；其结构的几

3、何关系的正确性虽在出厂时给予了保证，但在运输和使用过程中可能发生变化而破坏了它的正确性。因此，这里要对其进行分析讨论，以便在井下使用中采取相应措施来减少或消除其影响。在仪器的几何关系中，“三轴”的相互关系是最为重要的，如图所示。三轴之间的正确关系是：视准轴应垂直于水平轴(横轴)，水平轴应垂直于竖轴(纵轴)，竖轴应居于铅直位置。否则，将相应地产生视准轴误差(视轴差C)、水平轴倾斜误差i和竖轴倾斜误差v。总称之为“三轴误差”。这里结合井下条件来研究三轴误差对于测量水平角的影响。图7-1经纬仪三轴的几何关系(

4、一)视轴差的影响已知视轴差C对于用一个镜位所观测的水平方向值的影响ΔC的计算公式为：ΔC=C/cosδ(7-1)式中δ——观测方向的倾角由上式可知，ΔC值的大小除与C有关外，还与观测方向的倾角δ有关。当视线接近水平时，δ≈0°,cosδ≈1。此时，对同一目标正倒镜观测读数之差(L-R±180°)称之为2C值。取正倒镜观测的平均值(L+R±180°)/2可消除视轴差C的影响。测量水平角时，视轴误差对于半测回(即只用正镜或只用倒镜)角值的影响按下式计算：ΔβC=C(1/cosδ2-1/cosδ1)(7-2)

5、式中δ2和δ1为前后视点的倾角。由上式可知，在平巷或倾角大致相同的斜巷中测角时，ΔβC值很小；在平巷与斜巷相交处测角时，随着斜巷倾角的增大，ΔβC值增大。在观测过程中，常用2C来检定仪器的稳定性和观测的质量，如在前面表1-4中规定，对于DJ2级和DJ6级经纬仪。要求其在一测回中半测回间互差分别不得超过20″和40″，其实质就是要求2C的变化范围分别不得超过20″和40″。为了使C值保持不变。在井下导线测量中应尽量使相邻导线边长大致相等，避免特长边与特短边相邻，以免在观测过程中调焦望远镜而引起C值变化。(

6、二)水平轴倾斜误差i的影响水平轴不与竖轴垂直的误差，称为水平轴倾斜误差。它是由于水平轴两端支架不等高和轴径不同等原因引起的。水平轴倾斜对于用一个镜位所观测的水平方向值的影响Δi为：Δi=i*tanδ(7-3)式中i——水平轴倾斜误差，即水平轴的倾角；δ——观测方向的倾角。由上式可知，Δi随δ值的增大而增大，而在水平巷道中，δ≈0°，Δi≈0，即无影响。测量水平角时，水平轴倾斜误差对半测回角值的影响可按下式计算：Δβi=i(tanδ2-tanδ1)(7-4)由上式可知，在平巷中或前后视倾角相同(前后视均为

7、倾角或均为俯角，且大小相等)时，Δβi很小；但在同一斜巷中，前后视的倾角一为仰角一为俯角，Δβi随斜巷倾角δ的增大而增大，并为单方向影响值的二倍。(三)竖轴倾斜误差竖轴与铅垂线间的夹角称为竖轴倾斜误差。它是由于竖轴整置不正确(如水准管轴线不与竖轴垂直)、照准部旋转不正确以及外界因素影响(仪器脚架下沉，风流吹动仪器)等原因所引起的。竖轴倾斜误差对于用一个镜位所观测的水平方向值的影响为：Δv=vcosθtanδ(7-5)式中v——竖轴倾斜误差，即竖轴与铅垂线间的夹角;θ——竖轴倾斜方向线与水平轴在水平面上投

8、影线间的夹角。测量水平角时，竖轴倾斜误差对于半测回角值的影响可按下式计算：Δβv=v(cosθ2tanδ2-cosθ1tanδ1)(7-6)由上式可知，在平巷中或直伸的斜巷中测角时，Δβv很小；而在平斜巷相交处Δβv最大。值得注意的是：竖轴倾斜误差的影响，不能通过正、倒镜观测取平均值来消除。因此，仪器应当精确整平。当进行重要贯通测量时，应根据需要加入这项改正数。综上分析可知，视轴差和水平轴倾斜误差对测量水平角的影响可用正倒镜两个镜位观测的方