全站仪对边测量在天井腰线标定中的开发应用

刘 凯，赵美好，崔浩楠

(山东黄金归来庄矿业有限公司，山东 平邑 273307)

天井腰线标定一直是矿山测量放样中的一个难题，由于天井施工方式特殊，工程环境恶劣给天井腰线标定带来了一些困难，我总结了一下主要有以下几个方面：①1、标定精度要求高，天井主要是为了解决上下分层与中段通风、泄水、充填等问题，要求与已有工程准确贯通，因此贯通精度要求高。②2、现场标定风险高，尤其是天井在掘进一定长度以后，迎头的落石，哪怕是很小的石块会对技术人员和仪器造成巨大伤害。

为了解决以上问题经过长期实践采用全站仪对边测量在天井中标定腰线收到良好效果，下面结合我矿工程实际对此法进行详细说明。

1 对边测量原理

图1 对边测量原理图

全站仪对边测量是一种间接测量方法，原理如（图1）所示，想要测量A、B两点的距离和高差即使测站点不设在A、B两点的延长线上也可以进行测量，获得两点之间的水平距离、高差。对边测量设站灵活，操作简单在实际施工中测量起来非常方便可行。

首先在O点设立测站，与待测点A、B两点通视即可，观测A、B两点的斜距S1、S2倾角α1、α2以及水平夹角 β，则有下面两个公式可以计算两点之间的水平夹角和距离：

式中S1、S2为全站仪到A、B两点的斜距，α1、α2为全站仪到目标A、B两点的竖直角。由此可见全站仪对边测量原理简单，观测方便，利用全站仪这种特殊功能可以方便的测出可通视的任意两点间的水平距离、高差，还可以用于直线测设。

2 工程放样实例

图2 盲矿体通风天井

以-70m中段至-100m分段盲矿体通风天井为例

（1）工程概况。设计-70m盲矿体通风天井联巷已充填，需重新设计天井位置，解决-100m分段盲矿体施工过程中的通风问题。-70m中段至-100m分段盲矿体通风天井采用人工反掘，天井长32.88m，倾角60°,方位289°30'57''、规格为1.5m＊1.5m方形天井。

（2）放样步骤。在天井下口设立测站，将仪器对中整平后通过水准法或是高差测量法将天井开口位置的起始腰线点A标出，并做好标记。

将全站仪调整至对边测量界面，选择不使用文件夹，选择（A-B,A-C）模式进行测量，首先对准天井开口处的腰线点A(免棱镜），按F1测量键，再对准待标定腰线处B点的大概腰线位置，再按F1测量键这时仪器会显示两个参数：

HD∶5.12m （A、B两点连线的水平距离）

VD∶8.71m （A、B两点间的高差）

数据推算：tanα=60°

HD=5.12m已经测量出来，通过函数计算求得应该VD=8.868m，刚才我们测得的B点的高差为8.71m可得：

8.868-8.71=0.158m

这样B点理论高程与实际高差低了0.158米，这时我们可以调节全站仪的竖直方向螺旋，至目标高程与待定点高程完全一致为止，或者采用用钢卷尺从B点垂直向上量取0.158m,这样腰线点B的点位标定完成。

3 误差分析

由式（1）可以得到两点间的高差，根据误差传播定律，用对边测量测得的高差中误差值如下表所示：

从上(表1)可以看出影响误差的主要因素有：全站仪至目标的竖直角α、全站仪的测角误差mα、全站仪的测距误差ms。用对边测量法标定天井腰线时可以任意选取可以通视的两点，通过这种间接测量模式可以得到两点间的距离高差，从（表1）的数据来看当测角精度取mα=2″，测距精度取3mm，测站距离小于200米时，用对边测量测得的高差中误差均没有超过3mm，由此可见精度是极高的，完全可以满足天井腰线标定的技术要求，这样不仅减轻的测量人员的劳动强度，提高了工作效率，标定精度也有明显提高，此种方法值得在以后的生产中推广应用。

[1]武汉测绘科技大学《测量学》编写组.测量学[M].第三版.北京：测绘出版社.2002.100-175.

[2]刘延伯.工程测量[M].北京冶金工业出版社.1984

[3]於宗涛，鲁成林.测量平差基础[M].北京：测绘出版社，1982.