摘要:矿山测量被誉为矿井生产的“眼睛”,它在均衡生产,监督工程质量,指导安全生产等方面发挥着重要作用。随着科学技术的进步、信息处理技术的发展与广泛应用,全站仪也逐步进入了矿山测量的开发应用中。当前煤矿井下测量多为防爆全站仪,仪器精度高,可靠性良好,极大地改变了传统井下测量的一些特点。矿山测量在实际生产服务中,常采用支导线的方法沿设导线控制点。本文讨论了井下支导线测量中的误差的来源及大小,并根据日常使用的PENTAX-R422N参数及误差传播定律,计算分析,对井下支导线任意点位精度加以定。
关键词:精度 误差 支导线测量
煤矿井下测量时,多采用布设支导线的方式随巷道的掘进前沿导线点,进行测量工作。其中影响支导线测量精度的因素主要由水平角观测误差,下面我们探讨下影响其误差大小的因素:
1.水平角观测误差
下面通过误差传播理论来分析误差的井下测量中的误差来源及大小,水平角观测的误差来源主要有以下几个方面。
①照准误差ms:理论上,全站仪望远镜照准精度和放大倍率v成反比关系:ms=±60″/30=2″。②读数误差mr:PENTAX-R422N的采用液晶屏幕显示,照准目标后自动重复显示,多次显示的数值存在一定的读数误差:mr=±1″。③仪器误差mi:PENTAX-R422N的置平精度高,由仪器自身结构产生的测角误差:mi=2″。④测站偏心影响mc:井下测量中,测站采用对中球对中,其对中误差要求不超过1mm,导线边长取100m计算,则相对中误差为1/100000,则相应的角值:mc=±206265/100000=±2″。⑤目标偏心影响mt:目标采用垂挂线绳的方法,由于巷道内风速的影响以及自身的不稳定性,取其偏心误差为2mm,导线边长取100m计算,则相对中误差为1/50000,则相应的目标偏心影响:mt=±206265×1/50000=±4″
根据误差传播理论可知,半测回方向中误差mβ为:
2.支导线末端点位的中误差
设支导线的起点为第1个导线点,终点为第(n+1)个导线点,各个点的角度观测值为βi,观测边长为Si,推算各个边长方位角为αi,各个点的坐标为Xi、Yi:
①测角误差对坐标的影响为:
由上式可以看出,井下支导线沿设导线点进行测量时,最末端的点位中误差大小和测站数、仪器本身测量精度、测量误差以及支导线的总长度有关。假设支导线为等边直伸的理想形式,L=nS,则:
PENTAX-R422N测距精度为 ,
若导线边长为100m,则有结果(1);若测站数为10,则有结果(2):
可见,随着支站点数或边长长度的增加,末端点位的中误差并不是随比例增大,而是呈现下列曲线趋势:
结论
当单一支导线的点数过多或导线长度过长时,测量时应尽量使导线附和到已知点上进行检核,在井下巷道的特殊环境下,应选择适当的导线边长和减少测站点数,并定期进行支导线的复测,当有条件时,则应进行联测平差,以降低误差,提高精度。
参考文献:
[1]梅连友,杜晓梅.全站仪导线坐标平差方法的探讨[J].四川测绘,2000年;
[2]郝向阳等,数字化测图原理与方法,解放军出版社,2001年;
[3]张正禄.工程测量学[M].武昌:武汉大学出版社,2005。
关键词:精度 误差 支导线测量
煤矿井下测量时,多采用布设支导线的方式随巷道的掘进前沿导线点,进行测量工作。其中影响支导线测量精度的因素主要由水平角观测误差,下面我们探讨下影响其误差大小的因素:
1.水平角观测误差
下面通过误差传播理论来分析误差的井下测量中的误差来源及大小,水平角观测的误差来源主要有以下几个方面。
①照准误差ms:理论上,全站仪望远镜照准精度和放大倍率v成反比关系:ms=±60″/30=2″。②读数误差mr:PENTAX-R422N的采用液晶屏幕显示,照准目标后自动重复显示,多次显示的数值存在一定的读数误差:mr=±1″。③仪器误差mi:PENTAX-R422N的置平精度高,由仪器自身结构产生的测角误差:mi=2″。④测站偏心影响mc:井下测量中,测站采用对中球对中,其对中误差要求不超过1mm,导线边长取100m计算,则相对中误差为1/100000,则相应的角值:mc=±206265/100000=±2″。⑤目标偏心影响mt:目标采用垂挂线绳的方法,由于巷道内风速的影响以及自身的不稳定性,取其偏心误差为2mm,导线边长取100m计算,则相对中误差为1/50000,则相应的目标偏心影响:mt=±206265×1/50000=±4″
根据误差传播理论可知,半测回方向中误差mβ为:
2.支导线末端点位的中误差
设支导线的起点为第1个导线点,终点为第(n+1)个导线点,各个点的角度观测值为βi,观测边长为Si,推算各个边长方位角为αi,各个点的坐标为Xi、Yi:
①测角误差对坐标的影响为:
由上式可以看出,井下支导线沿设导线点进行测量时,最末端的点位中误差大小和测站数、仪器本身测量精度、测量误差以及支导线的总长度有关。假设支导线为等边直伸的理想形式,L=nS,则:
PENTAX-R422N测距精度为 ,
若导线边长为100m,则有结果(1);若测站数为10,则有结果(2):
可见,随着支站点数或边长长度的增加,末端点位的中误差并不是随比例增大,而是呈现下列曲线趋势:
结论
当单一支导线的点数过多或导线长度过长时,测量时应尽量使导线附和到已知点上进行检核,在井下巷道的特殊环境下,应选择适当的导线边长和减少测站点数,并定期进行支导线的复测,当有条件时,则应进行联测平差,以降低误差,提高精度。
参考文献:
[1]梅连友,杜晓梅.全站仪导线坐标平差方法的探讨[J].四川测绘,2000年;
[2]郝向阳等,数字化测图原理与方法,解放军出版社,2001年;
[3]张正禄.工程测量学[M].武昌:武汉大学出版社,2005。