【摘 要】全站儀井下測量數(shù)據處理系統(tǒng)是一個用來輔助測量人員的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的工作方式是測量人員用口讀筆記的方法來使用全站儀，而全站儀井下測量數(shù)據處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的方式不同，它是在PC機的桌面上進行觀測點坐標的計算。全站儀井下測量數(shù)據處理系統(tǒng)通過現(xiàn)場的觀測來增加回測數(shù)，對于是否超限則并不驗證。系統(tǒng)在業(yè)內處理中會將符合差限測會計算觀測點的坐標自動搜索出來。為了保證觀測得到數(shù)據的有效性，對于每個觀測點要求最少觀測三個測回。系統(tǒng)具有自動提取同一個觀測點所獲得的測回信息、計算觀測點坐標和可視化創(chuàng)建觀測導線等功能。
【關鍵詞】全站儀；進下測量數(shù)據；處理系統(tǒng)
1 前言
在對煤礦進行開采，從建設礦井到礦井開采完被廢棄的每一個階段，都要進行井下的測量。井下測量被稱為礦山的“眼睛”，因為井下測量在開采資源、煤礦安全生產、均衡生產和采掘監(jiān)督質量方面都起著非常重要的作用。但是由于受到巷道條件的限制，井下平面控制主要采用導線形式沿著巷道布置，在測量過程中要避免脫落偏幫助、運輸干擾和淋水等影響到測量的因素。從外在看，井下測量就是簡單的測量導線，但是實際上井下的環(huán)境非常艱苦。在進行井下測量工作時，應該提高井下工作的效率，盡量減少工作人員呆在井下的工作時間，并且對于觀測誤差導致的返工要杜絕。
2 全站儀特點
2.1 全站儀的工作原理
全站儀全稱是全站型電子速測儀，是一種常規(guī)的測量設備。它是由電子測距、電子測角、電子計算和數(shù)據存儲單元等構成的三維坐標測量系統(tǒng)。從總的來看，全站儀主要由兩部分構成，一部分是為了收集數(shù)據而設置的專業(yè)儀器（主要由電子測距系統(tǒng)、電子測角系統(tǒng)、存儲數(shù)據系統(tǒng)和自動補償裝置等），另一部分是測量過程中使用的控制儀器，主要用來實現(xiàn)以上的每一個專用儀器的功能，其中有產生指令的微型處理機和與測量數(shù)據相連接的外圍儀器以及使用數(shù)據計算等。從1992年開始，精密、小型和具有強大軟件功能的全站儀在井下測量中得到廣泛的應用。一般情況下，廠家在生產時，都會給全站儀配備上機載的應用程序，國外的設備儀器在使用時，因為國外的測繪作業(yè)的標準規(guī)范和組織方法對于國內的實際情況并不使用，而且國外儀器的英文菜單和提示也會給操作人員帶來不便。由國內廠家生產的NTS-370L/R可以提供標準的測量、基本的測量和設置參數(shù)的功能。但是，現(xiàn)在在井下測量時使用的全站儀仍然停留在電子經緯儀的口頭讀數(shù)和通過筆來記錄的階段，存在著低效率、多誤差等方面，沒有充分使用儀器設備的先進功能。
2.2 全站儀的測量功能
全站儀的基本測量功能主要有電子測角（垂直角、水平角）和電子測距。全站儀工作時，獲得的數(shù)據則是觀測數(shù)據。全站儀的測量程序主要有三角坐標測量、高差和水平距離的切換顯示、放樣測量、對邊的測量、后方交匯測量、偏心測量以及計算面積等。在使用井下測量的全站儀時，可以增加多余導線點來獲得測回信息。而對于業(yè)內的處理，可以通過選擇符合精度的導線點測回信息在使用井下測量數(shù)據輔助處理程序時，這樣就可以減少觀測所造成的誤差，提高觀測的效率。
2.3 設置儀器設備的參數(shù)
儀器的設置參數(shù)就是儀器顯示的數(shù)據，微處理器通過對原始觀測獲得的數(shù)據進行計算并且改正后，顯示出來的計算數(shù)據和觀測數(shù)據。只有對儀器設備進行合理的參數(shù)設置，才能提高觀測的精度。
2.4 測距的模式和類型
全站儀的測距模式主要有三種：粗測（單次的粗側、重復的粗側）、精測（平均的精測、單次的精測和重復的精測）。跟蹤測量。在全站儀的使用中，一般使用重復精測，因為其他的測距方式所測得的精度比較低（比如跟蹤的測量只要能確定到厘米），但是節(jié)省的電池的電量和觀測所用的時間。測距的類型以平面距離、傾斜距離、反射片測距、高差和棱鏡測距為主。全站儀進行測量時，一般都使用傾斜距離，如果有需要，還可以按[切換]鍵，顯示出平面距離、傾斜距離和高差。全站儀在進行施工放樣測量的時候，則選擇平面距離。設置反射片和棱鏡的時候一定要注意，否則將無法進行測距。
3 全站儀的需求功能
以拓普康全站儀為例，它的機身小、畫面大、全中文顯示，符合一線作業(yè)的工作要求。主要有以下幾個特點：拓普康全站儀具有優(yōu)越的角度和距離測量功能。測距的精度方面可以達到±（2mm+2ppm*D），測程：3 3km/一塊棱鏡，在高速測距方面，精測為1.2秒，粗測為0.7秒，跟蹤為0.4秒；而在測角精度方面可以達到±2”/5”，絕對發(fā)測角，且并不用過零檢驗。拓普康全站儀還采用了先進的藍牙無線通訊技術，使得它在野外能夠更加方面地使用，輸入數(shù)字更加簡單。它轉載了雙軸補償器，可以提供電子氣泡用于整平，并且可以自動糾正由于整平誤差對速直角和水平角觀測的影響。拓普康全站儀裝有測量程序，可以做對邊測量、偏心測量、后方交會和面積測算等項目。
4 全站儀數(shù)據處理系統(tǒng)的設計
還是以尼康、徠卡全站儀井下測量的數(shù)據為例，數(shù)據處理系統(tǒng)從每一個觀測點提取出多個完整的測回信息，從每一個觀測點的多個完整測回中找到盤右和盤左之差沒有超過20秒而且水平角的差值沒有超過12秒的兩個完整測回信息，最后通過使用符合規(guī)定要求的測回各分量的平均值，計算得出觀測的點的坐標。數(shù)據處理系統(tǒng)主要由管理數(shù)據、處理數(shù)據和表格導出等三個模塊組成。管理數(shù)據模塊主要用于導入、導出和瀏覽尼康、徠卡全站儀數(shù)據；處理數(shù)據模塊是對測回數(shù)據、原始數(shù)據和計算坐標進行入庫，以及提取同一測回信息，計算坐標等。表格導出模塊則是將任意的中間結果導出到計算excel和將坐標計算后導出到計算導線的表格中。
數(shù)據處理系主要是以表格的方式存儲起始觀測點的坐標、原始觀測點獲得的記錄和坐標計算，從而形成一個工程文件，這個文件是采用Accesss數(shù)據庫的形式。數(shù)據處理系統(tǒng)在運行程序時，必須先新建或者是加載工程文件，當新的原始數(shù)據文件導入系統(tǒng)時，系統(tǒng)程序會對工程文件中的原始數(shù)據文件進行搜索。如果在搜索中，出現(xiàn)了重復的部分，系統(tǒng)程序則不會對導入數(shù)據文件中的重復數(shù)據進行數(shù)據處理。
數(shù)據處理系統(tǒng)在處理數(shù)據中，需要對數(shù)據進行存儲，主要有：測回信息的數(shù)據、觀測點記錄信息的數(shù)據、觀測站點的信息數(shù)據，觀測方向的信息數(shù)據，導線或者放樣觀測對象。為了保證原始數(shù)據具有唯一性，便于系統(tǒng)對數(shù)據進行更新和節(jié)約系統(tǒng)的存儲空間，系統(tǒng)在對原始數(shù)據進行讀取時，可以將所有的觀測點所獲得的記錄信息儲存始記錄集合里，對完整測回信息進行提取時，在每一個測回儲存四條觀測記錄的引用，而在觀測的方向中只要儲存屬于它的測回的引用，對于觀測站點則儲存屬于它的觀測方向的引用。通過這種方法，整個數(shù)據系統(tǒng)就僅僅是儲存了一份觀測點的記錄集合，以后數(shù)據的計算和修改都是對應唯一的數(shù)據。
5 結束語
井下測量的工作環(huán)境比較惡劣，工作人員在實際的觀測中，要減少在井下工作的時間，提高井下工作的效率。全站儀具有高效、迅速地收集數(shù)據的優(yōu)勢，但是工作人員還要判斷觀測引起的誤差。這就導致了觀測速度的降低。設計和實現(xiàn)測量數(shù)據處理系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠節(jié)約工作人員的觀測時間，還減輕了測量工作人員處理內業(yè)數(shù)據的重擔，對于井下測量具有重要意義。
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