矿山测量中连续设站三角高程测量方法的应用研究

刘建祥

（甘肃煤田地质局综合普查队，甘肃 天水 741002）

由于我国针对矿产资源的需求量日益增涨，因此针对矿山的合理勘探开发，是当下的重点工作内容。矿产资源的生产环境普遍很恶劣，所以对其开采的工作难度系数也很大[1]。在矿区开采的过程中，首要进行的工作就是针对矿区连续设站之间距离的测量工作[2]。在进行矿区内连续设站的测量工作中，我们要掌握矿山的平面以及高程的有效数据。较为传统的矿山连续设站点距离的测量方法为水准测量，是一种利用矿山平面系数，来直接测高的方法，其特点为技术性低，但工作量大、成本高且误差情况相对严重[3]。因此，近几年又研究出，新型三角高程测量方法，并通过矿山的高程数据来测得的竖直角和距离推算两点间高度差，从而更为精确的测量出矿山连续设站之间的距离。三角高程测量方法具有测定高差速度快、工作效率高、测量成本低，进而被广泛的应用于矿山测量工作中。

1 矿山测量中连续设站三角高程测量方法

1.1 构建三角高程测量模型

建立矿山连续设站的三角高程测量模型，需要根据由测站向照准点即目标棱镜观测分别测得竖直角和两个测量点之间斜距于水平面之间的夹角大小，然后运用三角函数关系计算出两点间的高度差，进而求出两点之间的距离大小。其测量过程中应用的数学公式如下所示：

式中：HB、HA为需测量的两个定点；h为测两个定点之间的距离；L为两个定点之间的斜距；i为仪器高度；v为棱镜高度。在确定了测量公式之后，就可以绘制出三角高程测量方法的工作模型图，如图1所示。

图1 三角高程测量模型

根据三角高程测量模型，可以清楚的判断出影响三角高程测量精度的因素主要为测站和目标棱镜的竖直角、两点间的距离。除此之外，还受到大气折光系数、全站仪和目标棱镜的量高精度的影响[4]。由于距离远，还受到地球曲率对测量精度的影响。通常来说当观测距离较近时，大气折光系数和地球曲率可以忽略不考虑，此时影响测量精度的因素主要是测站和棱镜的竖直角和水平距离。近年来，由于高精度的测角和测距技术，使得三角高程代替水准测量在技术上提供了可行性[5]。从而更好的研究全站仪三角高程在山区测量的精度问题。

1.2 三角高程测量操作步骤

在成功搭建了三角高程测量模型之后，就到了应用该模型进行实行测量操作的工作环节中。依旧将需要测量的两点定义为A和B，以下为采用三角高程测量的实际操作流程：首先根据模型位置描述将放置工作中适用的棱镜将如A点位置出；其次将测量仪器设置于B点位置，并且固定好，方便其使用；然后将B点处使用仪器进行针对性测量并记录好数据；之后将A处棱镜取走并放置到矿山设站的底板处保持不动；之后在棱镜的位置与棱镜高度均不改变的情况下，实用放置于B处的仪器，对A所对应的底板位置进行针对性测量；之后在A和B两个测站点上均应用三角架，来进行调平操作，B设备处的仪器高以及目标高在作业前后各用钢尺按斜量法或平量法分别量3次，并且测量时误差精确到1mm，由于还要考虑到其他误差的干扰作用，因此最终得到测量数据其误差在3mm以内即可。

1.3 精确处理测量误差

通过搭建出的三角高程测量模型，来测量出的数据内容，需要针对性将其测量结果进行数字化分析与处理，才能得到可靠的数据，其处理过程中应用到的数学计算式，如下所示：

2 结语

本文基于传统水准高程测量方法的基础上，提出了新型三角高程测量方法，来提高矿山测量的工作效率。新型设站三角高程测量方法是可以完全取代传统的水准测量方法的新型测量方法。在矿山的测量工作中，尤其是在山区情况崎岖的环境下，传统的水准测量手段几乎毫无用处。因此，必须采用更为先进的三角高程测量方法来代替传统的水准测量方法，进行矿区内的测量工作。这样不仅能够大幅提高作业速度，节省人力物力，还可以大幅度提高矿山开采工程的工作效益以及国家的经济效益。