趙燕兵

(山西西山煤電股份有限公司西曲礦)

對中誤差對短邊水平角觀測精度的影響

趙燕兵

(山西西山煤電股份有限公司西曲礦)

針對煤礦工程測量過程中影響短邊水平角觀測精度的因素進(jìn)行了分析，認(rèn)為短邊水平角測量精度受儀器調(diào)焦誤差、對中誤差等因素影響較大。闡述了對中誤差是影響短邊水平角測量精度主要因素的原因，討論了提高對中精度的方法，為提高短邊水平角觀測精度提供參考。

短邊水平角 對中誤差 觀測精度

水平角觀測大多在短邊或長短邊相差較大的情況下進(jìn)行，通常將該情況下的水平角觀測稱為短邊水平角觀測。重點(diǎn)分析了測量儀器和覘標(biāo)對中誤差對短邊水平角測量精度影響，并提出了相應(yīng)的減小對中誤差影響的措施。

1 對中誤差對觀測精度的影響

1.1 儀器對中誤差

儀器對中誤差對短邊水平角觀測精度的影響見圖1。

圖1 對中誤差對觀測精度的影響

圖1中，假定O'點(diǎn)是測角儀器中心在地面的投影，O點(diǎn)為觀測點(diǎn)的標(biāo)識中心點(diǎn)，真正的水平角為β，β′為測得的水平角即存在對中誤差時測得的水平角。由相關(guān)公式推導(dǎo)可知，儀器對中誤差對短邊水平角觀測精度的影響，與2個目標(biāo)點(diǎn)到觀測點(diǎn)的距離之積(S1S2)成反比，與觀測點(diǎn)和儀器中心在地面的投影距離(e)成正比，2個目標(biāo)點(diǎn)的距離為SAB。在調(diào)節(jié)儀器時，假設(shè)SAB為50 m，e為1.00 mm，由此計(jì)算出儀器對中誤差對短邊水平角觀測的誤差為±5.80″。因此可看出，測量的精確度受儀器的對中誤差影響較大[1]。

1.2 覘標(biāo)對中誤差

覘標(biāo)對中誤差對短邊水平角測量精度的影響見圖2。圖2中，e1、e2分別為偏心距；A、B分別為目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)位置；覘標(biāo)對中后在地表的投影點(diǎn)分別為A′、B′；實(shí)際觀測到的水平角和真正的水平角分別為β′、β。由相關(guān)公式推導(dǎo)可知，覘標(biāo)對中誤差與目標(biāo)點(diǎn)和觀測點(diǎn)之間的長度(S2)有關(guān)，S1與e1、e2有關(guān)。若覘標(biāo)對中誤差固定，則S1、S2與干擾程度呈反相關(guān)性。

圖2 照準(zhǔn)標(biāo)志對中誤差對觀測精確度的影響

2 措 施

2.1 三聯(lián)腳架法

在進(jìn)行短邊導(dǎo)線測量時，常用提高導(dǎo)線測角精度的方法是三聯(lián)腳架法，該方法能有效減弱儀器對中誤差對導(dǎo)線測量精度影響，如圖3所示。

圖3 三聯(lián)腳架法

該方法一般使用3個基座和腳架，在測量時將儀器安裝在測站B的基座中，當(dāng)向C站遷移時，腳架和基座位置不變，僅將儀器安放至測站C，使用測站C的腳架與基座進(jìn)行精確整平，測站B的覘板根據(jù)儀器的腳架與基座整平，直至整條導(dǎo)線測完。

2.2 儀器標(biāo)定法

①在目標(biāo)點(diǎn)和測站點(diǎn)的連線上距覘標(biāo)3.5 m處架設(shè)儀器，并精確整平儀器，將覘板O架設(shè)于照準(zhǔn)標(biāo)志處，并大致對中整平，利用經(jīng)緯儀精確照準(zhǔn)地面中心O′點(diǎn)后使水平制動；②水平制動固定并檢查無誤后，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡在垂直方向上照準(zhǔn)覘板中心，操作人員同時平行移動覘板，使望遠(yuǎn)鏡鏡面十字絲的豎線對準(zhǔn)覘板中心；③檢查照準(zhǔn)情況，若未能精確照準(zhǔn)，則重復(fù)①、②操作，直至精確對中。大量實(shí)際工程測量結(jié)果表明，該方法能夠提高覘板的對中精確度，可將對中誤差控制在0.2 mm的微小范圍內(nèi)[2]。

2.3 覘板檢驗(yàn)法

覘板是測量中一個重要的部件，在使用時需要提前對其進(jìn)行檢驗(yàn)，方法有：①將覘板放于地面標(biāo)志中心O點(diǎn)處，以O(shè)點(diǎn)為圓心，半徑25 m處設(shè)置夾角為120°的3個點(diǎn)，將3臺經(jīng)緯儀分別架置于該3個點(diǎn)上，對經(jīng)緯儀和覘板進(jìn)行整平；②將經(jīng)緯儀照準(zhǔn)覘板中心和地面標(biāo)志中心，固定水平制動，調(diào)整水平讀數(shù)為0；③在鉛錘方向上緩慢提升望遠(yuǎn)鏡，使其照準(zhǔn)覘板，隨后進(jìn)行微調(diào)，注意微調(diào)時動作應(yīng)緩慢，轉(zhuǎn)動水平未動螺旋，使十字絲的豎線對準(zhǔn)覘板中心O′點(diǎn)進(jìn)行讀數(shù)，覘板對中精度在多數(shù)情況下是不理想的，在測距為25 m時，形成的誤差為12″～23″，最大約32″。

2.4 質(zhì)量控制

(1)改變對中方式。在進(jìn)行井下對中時一般采用掛錘球?qū)χ械姆绞?，受井下巷道空間限制，在風(fēng)流特大時，擋風(fēng)措施很難見效，此時可采用其它對中方式(如利用對中桿、光學(xué)對中等)或?qū)Ⅻc(diǎn)下對中改為點(diǎn)上對中，提高對中精度。

(2)增加對中次數(shù)。在風(fēng)流較大或邊長較短的測站施測時，可增加對中次數(shù)，將各次對中所測的角度取均值作為最終觀測值。

3 結(jié) 語

礦山測量中儀器調(diào)焦誤差、對中誤差是短邊水平角測量精度的主要影響因素，對提高觀測精度的措施進(jìn)行了討論，對于提高礦山測量中短邊水平角觀測精度具有一定的借鑒價值。

[1] 汪 新.煤礦勘察工程中短邊水平角觀測精度中的誤差因素探究[J]．煤炭技術(shù)，2012，31(10)：137-139．

[2] 朱長睿.礦山測量對中誤差分析與質(zhì)量控制[J]．礦山測量，2009(3)：81-84．

2015-04-09)

趙燕兵(1979—)，男，工程師，030200 山西省古交市。