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摘 要 全站仪是结合电子技术和光学技术发展起来的光电测量仪器，集电子经纬仪、测距仪两者功能于一身，能自动测距、自动计算、自动记录，并能考虑气象因素及地球曲率的影响。全站仪具有读数准确、操作简单、性能稳定等优点，在矿区施工、矿山地表移动监测、矿区土地复垦工程实施等方面取得了广泛应用。
关键词 全站仪；煤矿测量；井下测量
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0163-01
1 全站仪简介
全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station），因其一次安置便可完成测站上所有的测量工作而得名，由机械、电子、光学元件组合而成，能同时进度角度测量（水平角、垂直角）和距离测量（斜距、平距、高差），广泛应用于控制测量、细部测量、施工放样、变形观测等方面的测量工作。
全站仪测量精度高、功能齐全，配置适当的接口便可将测量数据输入计算机中进行处理。与传统测量方法相比，使用全站仪测量能有效地避免人工操作带来的误差，并省去了大量的人工操作环节，大大地提高了工作效率和经济效益。
2 全站仪在煤矿测量中的应用
2.1 准备工作
由于井下阴暗潮湿，煤矿测量在选择全站仪类型时，为确保仪器具有一定的防水和防尘性能，应选择防溅型全站仪，即防水等级为IXP4级以上的全站仪，此类全站仪具有较强的密封性能。
可根据井下温度、气压等按图表或者公式对全站仪的参数进行设置。另外，由于仪器精密性较高，在首次使用或使用一段时间之后，必须将全站仪送往专业测绘部门对各项指标进行校对。
2.2 仪器对中
对中误差是测量误差的组成部分之一。由于全站仪未设置点下光学对点器，在井下测量时应采用垂球进行对中。为防止风机产生的风流吹动垂球而产生对中误差，可在对中时关掉风机，或用雨伞等进行遮挡，当风速不大时，可采用350 g的活尖垂球减小摇摆幅度。
大部分全站仪在望远镜筒上设置一小点做点下对中使用，而有些全站仪在手柄电池上也设置了点下对点。当进行较高级测量时，为防止手柄电池的紧固螺丝产生松动导致对点不在同一竖直轴上而产生测量误差，必须先打开电源，把垂直角对好水平90°后，关闭电源，取下手柄电池，精确对中后再安上手柄电池，重新开机即可测量。
2.3 角度测量
角度测量是煤矿测量中的重要工作之一，测量精度的高低影响最弱点和最弱边的误差大小。角度测量操作的步骤是：开机后进入测量模式，按角度测量键进行角度测量。仪器在O点装置好之后，选准第一个目标A，选择“置零”，再选准第二个目标B，显示器上便显示出∠AOB的水平角和目标B的垂直角。
采用重复角度测量模式测量时，能及时反映测量误差，又能消除正倒镜的2C差。为了得到良好的背景效果，井下角度测量时可在垂球线后面用照明工具透过透明纸进行照明，并关闭部分照明灯避免反光，以便更好地寻找测量目标。
2.4 距离测量
由于受到地形和人为因素的影响，传统的井下导线测量边长误差较大。全站仪可以克服传统测量方法的许多缺陷，测量边长远远超出
50 m，测站数量大为减少，测量精度和工作效率得到极大提高。
2.5 坐标测量
坐标测量的步骤是：在测站点安置好全站仪，进入坐标测量模式，输入棱镜高、仪器高、温度气压值、测站点坐标、后视点平面坐标等参数，照准后视点，转动照准部对准棱镜，按测量键便可求得站点的三维坐标，仪器将坐标显示在显示器上。关机后可恢复测点坐标的模式，给检查工作带来方便。
2.6 定向测量
定向测量在指导工程掘进尤其是巷道相向贯通时十分重要。在巷道的规格、腰线、中线三要素中，腰线、中线标定对贯通起关键作用。与经纬仪的读数相比，全站仪的角度读数可直接显示在屏幕上，降低了读数出错的概率，减少了标定方向的许多中间环节，提高了测量精度。
2.7 放样测量
井下测量工程中，放样测量工作相对较少，但当安装一些重要工程的基础设备时，各种轴线的放样工作仍然对测量提出了较高要求。一般地，通过全站仪的放样固化程序较容易满足这些要求。在放样实施过程中，全站仪能测出放样误差，并通过反馈信息提醒测量人员棱镜应该往左还是往右、往前还是往后。
3 煤矿测量中使用全站仪的注意事项
1）由于受巷道狭小，井下测量照准方向不多，全站仪自带的一些固化程序有时就派不上用场（如：面积测量、对边测量、后方交会法等），因此，必须结合井下的特点灵活应用固化程序。
2）由于温差原因，到达井下工作地点后应先在干燥处把仪器打开，让仪器内外温度基本达到一致，防止产生水汽水珠影响测量。
3）测量前输入测量参数，如：棱镜高、仪器高、温度气压值、测站点坐标、后视点平面坐标等参数，必须反复核对，直至确定无误后才能进行下一步测量工作。
4）测量时，棱镜必须对准测站方向，并且不同的棱镜其参数也不相同，应注意检查使用中的棱镜与设置的参数是否相匹配。
5）采用导线测量时，大部分类型的全站仪只能使用“后后前前”或者半测回观测方法，对于井下测量来说，这两种方法都存在一些缺陷，记录数据时不宜使用仪器的自动存储功能。
4 结束语
测量是煤矿生产建设中的一项重要工作，只有精确的测量数据才能指导安全生产。随着科学技术的发展，测量仪器也越来越先进，全站仪在降低劳动强度提高测量精度方面具有传统测量方法不可比拟的优势，被越来越广泛地应用于煤矿测量。
参考文献
[1]李青岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1984.
[2]郭达志,汪云甲.矿山测量的现代任务与工矿区的可持续发展[J].测绘通报,1997,6.
作者简介
马何亮，男，汉族，助理工程师，工作单位：潞安集团司马煤业有限公司。
关键词 全站仪；煤矿测量；井下测量
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0163-01
1 全站仪简介
全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station），因其一次安置便可完成测站上所有的测量工作而得名，由机械、电子、光学元件组合而成，能同时进度角度测量（水平角、垂直角）和距离测量（斜距、平距、高差），广泛应用于控制测量、细部测量、施工放样、变形观测等方面的测量工作。
全站仪测量精度高、功能齐全，配置适当的接口便可将测量数据输入计算机中进行处理。与传统测量方法相比，使用全站仪测量能有效地避免人工操作带来的误差，并省去了大量的人工操作环节，大大地提高了工作效率和经济效益。
2 全站仪在煤矿测量中的应用
2.1 准备工作
由于井下阴暗潮湿，煤矿测量在选择全站仪类型时，为确保仪器具有一定的防水和防尘性能，应选择防溅型全站仪，即防水等级为IXP4级以上的全站仪，此类全站仪具有较强的密封性能。
可根据井下温度、气压等按图表或者公式对全站仪的参数进行设置。另外，由于仪器精密性较高，在首次使用或使用一段时间之后，必须将全站仪送往专业测绘部门对各项指标进行校对。
2.2 仪器对中
对中误差是测量误差的组成部分之一。由于全站仪未设置点下光学对点器，在井下测量时应采用垂球进行对中。为防止风机产生的风流吹动垂球而产生对中误差，可在对中时关掉风机，或用雨伞等进行遮挡，当风速不大时，可采用350 g的活尖垂球减小摇摆幅度。
大部分全站仪在望远镜筒上设置一小点做点下对中使用，而有些全站仪在手柄电池上也设置了点下对点。当进行较高级测量时，为防止手柄电池的紧固螺丝产生松动导致对点不在同一竖直轴上而产生测量误差，必须先打开电源，把垂直角对好水平90°后，关闭电源，取下手柄电池，精确对中后再安上手柄电池，重新开机即可测量。
2.3 角度测量
角度测量是煤矿测量中的重要工作之一，测量精度的高低影响最弱点和最弱边的误差大小。角度测量操作的步骤是：开机后进入测量模式，按角度测量键进行角度测量。仪器在O点装置好之后，选准第一个目标A，选择“置零”，再选准第二个目标B，显示器上便显示出∠AOB的水平角和目标B的垂直角。
采用重复角度测量模式测量时，能及时反映测量误差，又能消除正倒镜的2C差。为了得到良好的背景效果，井下角度测量时可在垂球线后面用照明工具透过透明纸进行照明，并关闭部分照明灯避免反光，以便更好地寻找测量目标。
2.4 距离测量
由于受到地形和人为因素的影响，传统的井下导线测量边长误差较大。全站仪可以克服传统测量方法的许多缺陷，测量边长远远超出
50 m，测站数量大为减少，测量精度和工作效率得到极大提高。
2.5 坐标测量
坐标测量的步骤是：在测站点安置好全站仪，进入坐标测量模式，输入棱镜高、仪器高、温度气压值、测站点坐标、后视点平面坐标等参数，照准后视点，转动照准部对准棱镜，按测量键便可求得站点的三维坐标，仪器将坐标显示在显示器上。关机后可恢复测点坐标的模式，给检查工作带来方便。
2.6 定向测量
定向测量在指导工程掘进尤其是巷道相向贯通时十分重要。在巷道的规格、腰线、中线三要素中，腰线、中线标定对贯通起关键作用。与经纬仪的读数相比，全站仪的角度读数可直接显示在屏幕上，降低了读数出错的概率，减少了标定方向的许多中间环节，提高了测量精度。
2.7 放样测量
井下测量工程中，放样测量工作相对较少，但当安装一些重要工程的基础设备时，各种轴线的放样工作仍然对测量提出了较高要求。一般地，通过全站仪的放样固化程序较容易满足这些要求。在放样实施过程中，全站仪能测出放样误差，并通过反馈信息提醒测量人员棱镜应该往左还是往右、往前还是往后。
3 煤矿测量中使用全站仪的注意事项
1）由于受巷道狭小，井下测量照准方向不多，全站仪自带的一些固化程序有时就派不上用场（如：面积测量、对边测量、后方交会法等），因此，必须结合井下的特点灵活应用固化程序。
2）由于温差原因，到达井下工作地点后应先在干燥处把仪器打开，让仪器内外温度基本达到一致，防止产生水汽水珠影响测量。
3）测量前输入测量参数，如：棱镜高、仪器高、温度气压值、测站点坐标、后视点平面坐标等参数，必须反复核对，直至确定无误后才能进行下一步测量工作。
4）测量时，棱镜必须对准测站方向，并且不同的棱镜其参数也不相同，应注意检查使用中的棱镜与设置的参数是否相匹配。
5）采用导线测量时，大部分类型的全站仪只能使用“后后前前”或者半测回观测方法，对于井下测量来说，这两种方法都存在一些缺陷，记录数据时不宜使用仪器的自动存储功能。
4 结束语
测量是煤矿生产建设中的一项重要工作，只有精确的测量数据才能指导安全生产。随着科学技术的发展，测量仪器也越来越先进，全站仪在降低劳动强度提高测量精度方面具有传统测量方法不可比拟的优势，被越来越广泛地应用于煤矿测量。
参考文献
[1]李青岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1984.
[2]郭达志,汪云甲.矿山测量的现代任务与工矿区的可持续发展[J].测绘通报,1997,6.
作者简介
马何亮，男，汉族，助理工程师，工作单位：潞安集团司马煤业有限公司。