井下角度测量误差分析及仪器对中整平方法改进[论文]

井下角度测量误差分析及仪器对中整平方法改进

【摘要】在矿山实际生产过程中，对中误差是井下导线测量的主要误差来源。掌握快速精确的仪器对中整平方法，对提高对中精度及生产效率具有很强的指导意义；通过长期的生产实践，本文总结出了井下快速对中整平的操作方法。

【关键词】井下测角精度对中误差操作

对于井下控制测量，受巷道条件的限制，只能布设成导线形式，而在导线测量中，对于测角仪器操作的基础是对中整平。由于井下测量的特殊环境，如何快速对中整平，并减弱仪器的对中误差对于提高井下导线测量精度及效率尤为重要。本文针对矿山测量的特点，总结出了井下快速对中整平的操作方法及分析了影响井下角度测量误差的因素，希望能够对提高井下导向测量工作效率提供帮助。

1 井下角度测量特点

由于井下的特殊环境条件，而使井下测角与地面测角具有以下不同点：（1）井下测点多设于巷道顶板上，因此经纬仪要在测点下对中；（2）由于井下环境黑暗，在观测过程中要求提供仪器密封性好，有良好的防暴照明设备；（3）由于受巷道条件限制，井下导线主要以短边导线为主，且多数布设成直伸型导线。

2 井下角度测量误差来源及分析

井下测角误差，按其来源主要分为：第一类是由于采用的仪器不完善而产生的仪器误差；第二类是由于瞄准和读数不精确所引起的

测角方法误差，以及由于觇标和仪器的中心与测站中心没有在同一铅锤线上所产生的觇标和仪器的对中误差，及前后视边长变化产生调焦镜运行误差，即作业方法误差；第三类是由于外界条件的变化因素引起的误差。

一般来讲，由于仪器不完善所产生的测角误差，一般可用适当的方法加以消除或减弱到最低限度，而外界条件的影响目前尚难用数学公式加以估算，且相对其他两项误差而言是很小的，可以不予考虑，因此，井下水平角观测主要误差来自于测角方法误差及对中误差，即

在直伸型导线中，接近180°，因此由对中不精确引起的测角误差可达到相当大的数值，当a=18m，b=25m，=0.001m，=0.002m，=173°时，

目前的测绘仪器水平下，测角方法误差一般不超过±6″，且随着测回数的增加可降低。显然，在短边导线中，对中误差是井下水平角观测的主要误差来源，且大小与所测角度的两边长度成反比。所以，在井下角度测量中，如何快速的实现对中整平，且尽可能减弱仪器的对中误差，对于提高测角质量有很大意义。

3 井下角度测量对中整平方法

3.1 对中整平的实质

在测绘工作中，水平角观测的目的是将地面标志点沿铅垂线投影到水平面上，而在实际的外业观测过程中，就是需要将地面标志中心，沿仪器的竖轴投影得到水平度盘上，同时保证仪器竖轴和铅垂

线重合，水平度盘和水平面平行。为了实现上述目的，需要对仪器进行对中整平。

3.2 对中整平的快速操作方法

（1）在巷道顶板测量标志点悬挂能自由伸缩的垂球，为了减弱巷道风速对垂球的影响，可适当增加垂球质量或者加遮风罩；（2）将脚架伸缩到合适高度，脚架伸缩高度以方便观测为原则，然后将脚架安置在测量标志点下方，松开垂球线使垂球自由下垂，垂球中心指向脚架架头中心，同时伸缩架退使架头大致水平。（3）将仪器的三个脚螺旋回到中间位置并将仪器与架头用连接螺旋拧紧，同时将望远镜调水平，由于受观测角度及巷道几何条件的限制，此时垂球中心和仪器的镜上中心可能会有一定的偏差，尤其以倾斜的次要巷道最为明显。

（4）通过伸缩架腿，使垂球尖严格指向仪器镜上中心；

（5）通过调节脚螺旋，使园水准气泡居中，在调节脚螺旋过程中，气泡高的一边需逆时针调整，气泡低的一边需顺时针旋转，切记不可只调节一个脚螺旋，防止出现其中某个脚螺旋无法继续调节；

（6）转动照准部，使长水准管轴和一组脚螺旋连线平行，调节该组脚螺旋，使长水准气泡居中，然后转动照准部90°，使长水准管轴和脚螺旋连线垂直，调节第三个脚螺旋，使气泡严格居中，检查照准部在度盘的各个位置，使长水准管轴在各位置均严格居中。（7）检查仪器对中情况，如果对中位置有偏离，松开照准部连

接螺旋，水平或垂直移动照准部，使仪器严格对中。最好再调节脚螺旋，使仪器精平。

4 结语

在以短边导线为主的井下导线测量中，对中误差是井下水平角观测的主要误差来源，按上述操作方法，首先通过伸缩架腿强制是仪器对中，然后再调节脚螺旋，使仪器达到精平，可极大的提高井下仪器操作的效率和仪器对中偏差，从而提高测角精度。

参考文献：

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