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井下三角高程测量及传统水准测量方法比较摘要:本文对井下三角高程测量与传统水准测量方法及原理进行了比较,并对测量网平差控制问题进行探讨,以期通过本文的阐述为进一步提升测量精度提供理论参考。 关键词:井下三角高程测量 水准测量 误差 随着测量仪器和技术的快速发展,全站仪普遍应用于井下主要巷道的导线测量,建立井下平面控制系统工作中。那么全站仪的精确测角和快速精确测距能否在井下高程控制包括主要水平巷道的高程控制测量中发挥作用是值得探讨的问题。本文从三角高程的精度分析入手,分析了井下采用全站仪进行三角高程测量的情况下用其代替水准测量进行高程控制的可行性。 1、井下三角高程测量与传统水准测量原理的比较 1.1 井下精密三角高程测量方法的原理 精密三角高程测量是一种用来精确确定两点间高差的简便测量方法,这种测量方法具有传递高程迅速的特点,而且测量不容易受地理条件的限制。为了更好的使读者能对精密三角高程测量方法的原理有一个深刻的认识,首先对常规三角高程测量方法的原理及其缺陷作大致的介绍和说明,在此基础上,来对精密三角高程测量方法的原理作详细的说明。 1.2 传统水准测量方法的原理 1.3 传统水准测量方法的缺陷 三脚架上量取仪器高IA和目标高JB时往往存在较大的测量误差,这就致使常规三角高程测量方法在工程测量和等级水准测量中不能得到广泛的应用。在一定的角度范围内,角度值的变化对A、B两点的高差HAB的值的影响较大。在一定的角度范围内,测距边长的变化对A、B两点的高差HAB的值的影响较明显。在常规三角高程测量中,竖直角不宜选用较大的数据值。 1.4 井下精密三角高程测量方法的优势 (2)影响高程测量精度的因素。1)起始点高程误差mA;2)测距误差mD;3)垂直角观测误差mα;4)大气折光(球气差)误差mk;5)仪器高量测误差mi;6)觇标高量测误差mv。 (3)相应解决办法。1)采用高精度测距仪器和短距离测量,可大大减弱测距误差的影响;2)垂直角观测误差对高程中误差的影响较大,观测时应注意采用测角精度为±1″或±0.5″的全站仪,以提高垂直角观测精度;3)多次对中、多次量取仪器高和觇标高,以提高其精度;4)大气折光误差的影响与距离的平方成正比,也是影响三角高程精度的主要部分,较为准确地测定大气折光系数,尽量减小其取值差,以及采用对向观测,都可有效减弱其对高程测量精度的影响程度。 2、井下三角高程控制测量网平差 (1)在平差前,应整理检查观测数据,计算附合、闭合高程路线高差闭合差和每公里高差中数中误差等。 (2)应采用条件观测平差或间接观测平差,求出最弱相对于起算点的高程中误差。 根据上述精度分析可知,使用三角高程的方法代替水准时,需要控制三角高程支导线的实际误差不大于水准测量的允许误差。设平均导线边长为150m,则对于5000m以上长距离导线,三角高程精度仍能够满足要求。另由第二节分析可知,相邻导线点的距离也需要控制在相应范围内,以便相邻两点问高差测量中误差能够满足精度要求。 井下主要巷道进行7”导线控制测量时,常采用三架法提高工作效率,同时降低对中误差对测量成果的影响。利用三架法进行三角高程测量,使用与仪器等高的棱镜系统,每测站只搬迁后视站,前视量取的前视高可作为下一测站的仪器高,所以每点的仪器高量取误差只会给相应导线点的高程带来影响,也即是中间导线点的仪器高量取误差不会传递,对最终点高程误差不产生影响。这样一来,采用三架法进行三角高程进行高程控制时可以最大程度避免量取仪器高误差的影响,进一步提高精度。 参考文献 [1] 方海一.全站仪在井下测量中的应用[J].太原科技,2007(9):71—72． [2] 孙鑫.全站仪在井下三角高程测量中的应用[J].采矿技术,2006.6(1):95—95.119. [3] 周宗卫,李强,易遵河.芙蓉煤矿井下三角高程测量精度研究[J].煤炭技术,2004.23(10):84—86. [4] 陈喜辟,柳建勇,齐向威.全站仪三角高程代替四等水准测量的探讨[J].包钢科技,2007,33(4):45—47. 1