TJ9000陀螺全站仪在井下导线测量中的应用.pdf

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1、第6期矿山测量No．62015年12月MINESURVEYINGDec．2O15doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．06．001臣鲴TJ9000陀螺全站仪在井下导线测量中的应用徐泮林，郭庆坤(山东科技大学，山东青岛266500)摘要：为了减小测角误差引起的导线点位误差，提高井下导线控制网精度，运用TJ9000陀螺全站仪在井上、井下进行陀螺定位和平差处理，实现井下导线的精确定向。文中介绍了陀螺全站仪的工作原理和仪器常数测定，并利用EXCEL编写了陀螺数据的处理过程，通过实例分析，TJ9000陀螺全站仪的使用极大提高了井下导线的精度和可靠性。关键词：T

2、J9000陀螺全站仪；井下导线测量；陀螺定向；控制网精度中图分类号：TD175文献标识码：B文章编号：1001—358X(2015)06—0001—03在井下巷道中，由于空间狭小、光线不足、观测陀+△仪=A真=：4-y(1)环境恶劣，加之地下工程存在的特殊性，使许多空间其中陀为陀螺方位角；A仪为陀螺北方向与测量技术无法利用，用全站仪进行导线测量，传递一真北方向之间的夹角，即陀螺仪仪器常数。a为任个高精度的方位更是耗费大量的人力物力，导线测意方向线的坐标方位角，为子午线收敛角。从而量的误差随着巷道距离的延伸，系统误差会不断的可以得到：累积，从而大大降低巷道内引测方位角的精度。为zr

3、0+MOL+LOC+△仪=A真=a+了控制巷道内导线误差的积累，常规的方法就是加(2)测陀螺边，进行陀螺定向，从而有效的改善巷道内导然后通过在已知测线上与Ol+比对，从而确定线的方位角。陀螺全站仪作为一种自主定向仪器，出：它把陀螺仪和全站仪进行了有机的联结，使操作更MOL+△仪=+y一一LOC(3)简单，减少了人为操作误差，利用陀螺仪定轴性和进将MOL+△仪记作△仪，同样测量出陀螺寻动性两个特性，精确的敏感地球自转，从而确定地球北方向与陀螺马达轴的夹角TOM，以及洞内测线自转的真北方向。它不受地磁场影响，也不需要任方向与全站仪水平度盘零位方向的夹角LOC，这何外界信息，能在地上地

4、下精确的确定真北方向，从样洞内测线的陀螺定向成果可以按照下式计算：而对累积误差进行限制，更能检核井下控制网精度。=△仪++LOC一目前，陀螺全站仪已广泛地应用于矿山及地下工程大型巷道贯通定向。1测定坐标方位角原理(1)TJ9000陀螺全站仪工作原理如图1所示，OT为陀螺寻北方向；OM为陀螺马达轴方向；OL为全站仪水平度盘零位方向；OC为全站仪望远镜找准目标的测线方向。陀螺精确的敏感地球自转角速度的北向分量形成寻北力矩，采用力矩平衡反馈法，测定陀螺角动量轴线与天文北向的圈1TJ9000陀螺全站仪定向示意图夹角。根据已知点A、B的坐标计算出已知边的坐标方位角和子午线收敛角，并测出陀螺

5、寻北方向与陀2仪器常数测定方法及其影响因素螺马达轴的夹角TOM，目标方向线与全站仪水平度盘零位的夹角LOC。根据关系：陀螺全站仪仪器常数的定义为：测站天文子午l第6期矿山测量2015年12月面与陀螺摆动中点而确定的仪器子午面的水平夹方位角。角。即测站点地理北方向与陀螺北方向之间的差3．2实例分析值，可表示成：地理北=陀螺北+△。仪器常数是通(1)工程概况过已知方位和陀螺方位相互比较从而确定的。新疆伊犁某煤矿设计生产能力为千万吨，为扩(1)仪器常数测定方法大生产能力，满足生产需要，提高矿井通风能力，需在实际的陀螺定向中，必须先在已知边上进行要进行南工业广场的斜井与北工业广场立井之间

6、的若干组的陀螺方位角测量，然后比较已知边的坐标贯通，贯通距离5．75km。由于贯通距离长，随着巷方位角和陀螺方位角来求取仪器常数。该方法的使道的延伸，测站增加，导线累积误差越来越大，急易用，要求已知边的两端点必须非常稳定，否则点位的发生偏差。如果偏差造成贯通巷道的穿帮或误投，位移误差会作为系统误差影响后面的陀螺测量成不仅耗费大量人力、物力和财力，而且直接影响矿井果；其次，所选已知边不能太短，以免求取仪器常数下一步的设计施工和生产。为确保巷道在限差要求时对点误差造成影响。一般建议所选择的已知边在范围内准确贯通，必须采用陀螺定向来检核校准已100m左右。经施测的7级导线。(2)仪器常

7、数的影响因素(2)陀螺定向过程陀螺全站仪的仪器常数不是一个恒量，它受许2013年8月和l2月，两次对伊犁某煤矿南工广多因素的影响，是一个随环境和时间而变化的量，不斜井贯通测量的7”级导线边T1一T2，T5一T4，T8一同的仪器之间仪器常数也不同。仪器常数主要受仪，I7进行陀螺定向校核，使用仪器为天津中船重工器自身结构参数、外界环境、陀螺漂移、仪器磨损老TJ9000陀螺全站仪。定向时仪器常数测定的基线为化、距离等的影响。已知E级GPS点地2一顶1，边长为207．608m，校核的导线