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摘要 ：本文通过对全站仪在矿山工程测量中的作用 阐述，分析了全站仪在矿山工程测量精度的影响因素，提 出了全站仪在矿山工程测量精度的提升策略， 并且选择了 具体应用案例进行剖析， 为全站仪在矿山工程测量工作使 用和精度控制提供了参考。
关键词 ：矿山,工程测量,全站仪,精度分析,提 升策略
社会经济促使对矿产资源需求逐年增大，矿山工程建 设期间离不开矿山测量工作。为获取更加精确的测量数 据，需要使用更加先进的测量技术，也要选择性能更高的 测量仪器，而全站仪非常符合当前矿山测量工作的需求， 能够提供精度很高的测量数据， 为矿山建设提供了有力支 撑。但是，在具体使用中，需要关注到全站仪精度的影响 分析， 采取合理方式进行控制， 以此保障精度目标实现。
1 全站仪在矿山工程测量中的作用
在矿山工程建设中，测量是最基础的工作，为其他施 工活动开展提供数据支撑，保障工程项目施工的顺利开 展。在测量工作中，将全站仪作为测量设备，其可以对同 轴望远镜和双轴自动补偿设备使用，扩大原本的测量范 围，降低测量频率，避免测量人员的工作强度增加，有利 于实现测量工作效率提升。基于全站仪和其他测绘设备 有着很大差异，更多是性能上超过其他测量设备，其测量 精度非常高，并且依托计算机提供的功能，将测绘数据进 行自动上传，只要全站仪测量工作结束后，所获得的数据 可以直接传输到计算机， 后续也可以利用计算机开展其他 计算工作，减少测量人员的操作次数，避免产生重大测量 误差。并且，全站仪在应用中，配置了通讯接口，为数据 传输提供了渠道， 促使测量数据和参数得到及时上传和共 享，减少人工上传次数。此外，因这种测量设备将测量、 数据共享等功能一体化， 相对其他测绘仪器测量人员更易 操作，只需要配置一名设备操作人员，就可以完成所有测 量作业， 以此提升测量工作的效率。
2 全站仪在矿山工程测量精度的影响因素
2.1 测量人员
现阶段全站仪功能非常丰富，但是在矿山工程测量中，测量人员大部分只会对测角和光电测距功能进行使 用，并且测量数据保存方式上，还是采取传统方式，如手 写、复述等，然而测量数据整理、分析等工作也是人工操 作和计算机为主。此外，在测量中，每个测量人员选择的 参数存在差异，最终得到的测量结果是不同的。基于南方 和北方矿区地质环境差异大，往往测量人员操作中，也会 选择不同测量角度，导致数据差异很大。在测量人员使用 全站仪中，对设备放置位置、角度调整等选择了不同位置 和参数，也对测量结果带来一定影响。除了测量人员的操 作会对测量精度产生直接影响外， 数据保存方式也会对测 量精度产生影响。如，在测量工作中，测量人员使用手工 方式记录和保存数据， 因每个测量人员手写习惯和风格存 在差异， 可能出现计算问题。
2.2 环境因素
每个矿山地质环境存在差异，巷道环境呈现多样性、 复杂性等特点，加上风速、粉尘等多种环境因素的作用 下，能见度不高，增大测量工作难度，也会对测量精度带 来一定影响。特别是在南方地区中，地质灾害产生频率 高于北方，巷道环境不太稳定，风速过大，直接对测量精 度带来干扰。此外，反射介质对测量精度也会产生重大影 响，这需要从表面粗糙程度和颜色深浅进行综合考虑，以 上都会对测量精度带来差异性影响。一般情况下，反射介 质表面大部分都是粗糙的，其反射能力不够强，最终得到 的测量精度不高。针对南方区域的矿井来说，因地质环境 非常特殊，岩溶地质普遍存在，在具体测量中，无法产生 很好的反射性能， 导致测量误差较大。
2.3 设备因素
如果和经纬仪进行比较，全站仪精度更高，因其具有 同轴望远镜、双轴自动补偿、通讯接口等。从该设备组成 部分而言，同轴望远镜可以为设备使用提供水平角、垂直 角等关键要素，但是在有利条件形成后，也带来一些不利 影响，因此配置了同轴望远镜，可以对测量区域进行多方 面测量，然而从其他方面分析，这种设备也会受到环境因 素的频繁影响，导致精度达不到理想程度。特别是在配置 通信接口后，不仅能够提升数据共享的速度，同时也会增 加外部环境对测量精度所产生的影响。此外，因测量仪处 于长时间使用，使用寿命和性能也会受到环境因素的影响，有些工作人员没有按时对设备保养，也对测量精度产 生影响。
3 全站仪在矿山工程测量精度的提升策略
3.1 提升人员操作技能，确保测量精度达标
基于全站仪功能很多，大部分部件非常脆弱，这就要 求测量部门需要对测量人员进行系统性的培训学习， 并且 对测量过程使用的各项功能进行考核， 保障使用者能够采 取规范性方式对设备进行操作。而且，该设备在使用中， 应当重点关注注意事项的讲解， 特别是对线路连接处是否 紧固，也需要结合测量环境对角度、测距等调整优化，确 保设备在相对安全工作条件下运行。为实现操作行为的 标准化、规范化，测量人员在矿山测量中，应当对矿山环 境全面分析，明确全站仪的安装位置，确定设备的测量范 围，如果通讯信号不够稳定，也需要对通信信号不稳定的 区域进行增强，促使设备处于相对稳定的状态，确保各项 测量数据得到稳定高效传输。
以南方矿山为例，其长期处于多雨季节，地质环境不 稳定性，导致全站仪受到环境影响非常大，但是该设备无 法自身做出适应环境的方式，这就只能对设备进行调整， 要求测量人员具备丰富的实践经验， 可以对矿山测量区域 的具体情况进行全面考虑， 并且使用针对性的方式降低环 境因素对测量精度产生的影响。此外，为避免带来更大的 测量误差，需要一个测量区域进行多次测量，计算出平均 值，将其作为最终的测量结果。因此，在测量人员操作行 为得到规范后， 整个测量工作都可以在标准要求下进行落 实，不会受到人为因素的重大影响，有利于实现测量精度 目标。
3.2 重视设备保养工作，保障使用时间及性能稳定
基于全站仪工作环境呈现复杂性、多样性等，气候环 境、能见度、粉尘等因素都会给全站仪带来重大影响，并 且该设备在制造中，测量精度与理想精度就存在一定误 差，加上矿山测量过程受到环境因素的重大干扰，特别 是风速、气候环境等，增大测量误差。为此，在矿山使用 全站仪测量中，应当依托使用时间、地点等对设备校准， 最大程度上降低设备自身产生的误差，而且也需要关注 到矿山对全站仪使用频率很高，既要重视设备保养工作， 也要对相应的零部件进行及时更换，才能延长全站仪使 用寿命，保障其功能性能稳定。一般情况下，在矿山测量 中，全站仪是专人进行看管，不管是使用过程还是养护等 工作，都会进行全面记录，最大限度控制全站仪的使用频率，避免测量精度无法达标。在矿山测量中，只要测量工 作结束后，就需要将全站仪设备带回，避免受到矿山环境 的长时间作用。该情况源于该设备极易受潮湿环境的影 响，从而直接降低了测量的精确度。因此，必须有专门的 检查人员负责监督设备存放在干燥的地方， 并根据具体地 理环境的特点选择合适的固定位置， 以确保全站仪的性能 稳定。
3.3 控制测量环境因素，提升矿山测量精度
在矿山测量中，既需要对地面区域测量，也需要对巷 道内测量。如果是针对后者开展的测量工作，往往巷道内 的测量环境对测量精度带来差异性的影响，这就需要结 合使用环境对全站仪进行合理使用。针对巷道风力大，应 当在测量过程中，加装挡风仪，降低风力对测量过程的干 扰程度 ；针对巷道能见度低，需要对测量范围进行控制， 一般情况下，测距不远，精度更高。特别是能见度不高的 环境中，需要对测量距离进行合理调整。在测量工作开展 前，需要选择合理的方式对巷道内部环境进行全面掌握， 如风速、风力、能见度、粉尘浓度等，依托巷道内具体环 境对全站仪测量方案进行调整优化，明确具体的测量位 置、测量范围、设备参数等。特别是应当重点关注全站仪 放置角度，需要合理设置偏心距，往往该数值越小，所产 生的成角不大，最终环境因素对测量作业干扰程度不高， 以此保障矿山测量结果达标。
3.4 加强辅助系统使用，维持测量工作稳定
在矿山测量过程中，不同矿山地质环境差异大，虽然 全站仪比其他测量设备功能性能好， 不会产生强烈的信号 影响，但是该设备也会受到环境因素的长期干扰，最终无 法达到预期的测量精度。为确保设备测量精度目标实现， 降低其他因素对精度的影响， 应当选择使用更加先进的辅 助测量系统，将 GPS定位功能、数据共享等与全站仪进行 深度融合，促使其更加适应矿山测量环境，保障测量精度 的实现。在矿山巷道测量中，最重要的是明确巷道方向位 置，并且合理使用陀螺全站仪，依托其自身带有的功能， 能够增强导线测量精度，为巷道测量工作提供技术支撑， 也确保测量数据的共享。基于矿山地质环境差异大，环境 非常恶劣，往往需要使用防震球，明确测量基准点，才能 保障测量工作的顺利开展， 以此降低其他因素对测量精度 的影响。
4 案例分析
在本文研究中，选择A矿山为例，使用全站仪开展测量工作，并且对测量精度进行分析，以此为矿山建设及开 采作业提供数据支撑。
4.1 地表控制力测量
地表控制边测算的目的就是将测距应用于井下控制 测量中，在实际应用当中没能严格按照规范要求去做。 另外，规范规定井下测量基本控制 7" 秒级导线，长要求 40m ～ 140m 最大相对闭合差 1/8000，导线边长必须往返 丈量，丈量结果加入倾斜、尺长温度垂曲改正数的水平 长度互差为 1/8000，就全站仪的测距平均中误差 m=± （5+5ppmxD）完全可以满足井下测量要求。此外，井下控 制导线边长较短， 所以首选地表控制网进行比对测量。
A 铜矿地表布设基本控制网是以N6 ～ N3 作为控制 网的起算边，组成三心多边形，先后进行了 3 次测量，其 控制网覆盖整个矿区，完全达到控制目的。由于全站仪的 最大有效测程是 2km，选定的校核测算边就应该是小于 2km 的最长边。控制网中最长边即N6 ～ N3，其边长为 1306.23m 能够满足要求， 而且点位的稳定性及通视条件较 好，点间的高差不大 12.36m，同时该边还是控制网中的起 算基线边，边的相对精度较高，将这条边作为测距校核边 最为合适。在测量要求中，所选择的三角网的起算边应尽 量采用相应精度的电磁波测距仪测定，测程采用比较法， 测距应符合下列技术要求 ：三、四等三角网的起始边或边 长，使用一级或二级测距仪测距，每边同时段往返的测回 数不得少于 4 测回，或用不同时段代替往返测，观测结果 的各项限差应满足规定的测量精度。按照这些要求，对矿 山地表控制边进行了多次测量，并且测量时间不同，最终 得到了五个反复测量的数据，通过对其进行分析，最大测 量误差和最小测量误差不超过 3mm，其测量精度满足误 差不超过 7mm 的限制。基于这种情况，在测量中得到两 点距离是 1302.12m， 与控制网中基线长度是 1301.36m， 差 异不是很大。按照测量规定要求，需要依托投影变形进行 调整，并且测量范围不会产生太大变化，大概在 2.3km2， 矿井深度不大 500m，对巷道贯通无法带来重大影响。因 此，全站仪可以很好应用在深部地质矿产资源巷道测量工 作中。
4.2 井下控制导线测量
在矿山井下测量中，其两个区域都有 7" 秒级导线和 15" 秒级导线，并未对环境因素进行调整可以得到明 确的测量的结果。但是，相对误差非常大，大部分处于 1/21000，无法对井下使用带来有利影响。基于这种情况， 选择全站仪对其进行测量，以对环境因素进行合理控制， 其测量误差显著低于没有控制前的。此外，也将全站仪测 量和传统测量方式进行比较，其测量精度也是很高，远远 超过传统测量精度的一倍以上。为更好明确全站仪测量精 度，对误差系数进行计算。从导线误差层面而言，全站仪 测量过程中，其测角误差大约 15"，通过将对重误差进行 选择，并且对系统误差进行考查，最终得到的误差大概四 0.043m。但是，在相对误差是 1/6800， 符合导线 7" 秒级最 大测量误差 1/7000 的要求。在对全站仪测量点位及相对 误差分析，其传统测量方式和全站仪进行比较，测量误差 是 0.120m，相对误差是 1/3000，而且也可以得出传统测量 方式的相对误差是 1/6000，这充分证明全站仪测量可以 很好的提升测量精度。然而，从两次不同测量过程分析， 其产生的测量误差是不同的， 这说明测角对全站仪测量精 度产生的影响非常大，测距对其产生的影响小，这源于两 次测量过程中，所使用的测量仪器精度不同，最终导致测 角误差大， 直接对测量精度带来影响。
5 结语
在矿山工程建设中，测量工作非常重要，这源于其他 各项工作的开展，都需要依托测量数据进行，一旦测量数 据存在问题，也会增大矿山建设的安全隐患。基于这种情 况，在矿山工程建设中，应当重视矿山测量工作，选择科 学合理的测量仪器，制定明确的测量方案，保障测量工作 的顺利开展，以此获取最佳的测量结果。为保障矿山工程 测量精度目标实现，应当提升人员操作技能，确保测量精 度达标 ；重视设备保养工作，保障使用时间及性能稳定 ； 控制测量环境因素， 提升矿山测量精度 ；加强辅助系统使 用，维持测量工作稳定，以此推动矿山建设工作的顺利开 展。
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