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)

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'點是測角儀器中心在地面的投影，O點為觀測點的標(biāo)識中心點，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)點到觀測點的距離之積(S1S2)成反比，與觀測點和儀器中心在地面的投影距離(e)成正比，2個目標(biāo)點的距離為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)點的真實位置；覘標(biāo)對中后在地表的投影點分別為A′、B′；實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)點和觀測點之間的長度(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)點和測站點的連線上距覘標(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行檢驗，方法有：①將覘板放于地面標(biāo)志中心O點處，以O(shè)點為圓心，半徑25 m處設(shè)置夾角為120°的3個點，將3臺經(jīng)緯儀分別架置于該3個點上，對經(jīng)緯儀和覘板進行整平；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′點進行讀數(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。在進行井下對中時一般采用掛錘球?qū)χ械姆绞剑芫孪锏揽臻g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下對中改為點上對中，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。