【摘 要】集测角、量边和计算于一体的全站仪,由于其自身的这一特点,目前在矿业、勘探、建筑、道路等行业得到广泛的推广和利用,正是由于全站仪集三大测量工作性质,使得其误差来源既有传统来源也有新的来源,通过列举和分析实例,认识全站仪特有的误差来源,以利于测量工作的进行。 
【关键词】误差Error;测角Angle measurement;量边Quantity 
  1、概述 
  观测数据主要误差来源包括:1)、由于所使用的仪器或附属设备不完善而产生的仪器及附属设备误差;2)、由于瞄准和读数不精确所引起的测角误差;3)、由于觇标和仪器中心与测站中心没有完全重合而产生的对准误差,包括觇标对中误差和仪器对中误差;4)、由其它因素包括湿度、温度、矿尘量、照明度、风流等引起的其他误差。在工作过程中,测量误差的积累容易变成错误,造成巨大浪费。 
  全站仪集测角、量边和计算于一体的新型测量设备被使用于矿山测量工作中,对于矿山测量工作带来极大的便利,但其数据采集误差与传统的测量工具的误差来源有一定的区别。 
  2、实例 
  下面从几个实例说明,在使用全站仪的过程中应该注意的几个问题,以便在使用全站仪的过程中,不但要考虑传统测量误差来源方式,同时也要针对新型仪器特点,考虑其特殊性。 
  2.1仪器水准管气泡偏移问题 
  某矿业公司在野外测量5平方公里沿河床走向的尾矿库地形图,东西长3300米,南北宽1800米,由于该区域的地下水水位常年比较高,旱季白天气温变化在10℃-30℃,地下水水位线较高,灌木生长旺盛,终年保持长青,杂草丛生,通视条件比较差,经过一个多月的野外工作,上百次设站,先后共布设4300多个碎部点,但最后闭合点的点位偏差达到近40米。 
  经过对作业条件分析排除,作业温度变化较大,早上开始工作时,温度12-13℃,中午在太阳直晒的情况下,仪器作业温度达到35-37℃,温度的变化对量边会产生一定影响,但主要矛盾集中在野外作业的仪器长水准管气泡有1格的变化,在室内通过设立相同的前、后视及仪器脚架,使用不同仪器,发现使用的仪器长水准管气泡确有1格的变化,因而在使用仪器时,要及时校正仪器;另外,作业现场的温度变化较大,而仪器作业过程中没有及时进行温度改正也是造成问题出现的原因之一,在作业现场温度变化较大的情况下,使用全站仪要根据实际及时修正仪器温度参数,以减小量边误差的积累。 
  2.2全站仪密封性能问题 
  全站仪防潮性能、抗震性能对测量数据的采集影响较大[1-5],尤其在长距离的独头巷道施工时,巷道里温度、湿度直接影响全站仪电子原件的工作性能,仪器防潮性能、抗震性能影响测量数据精度。某单位在利用现有的工程实施深部开拓贯通(即1500斜坡道与3#竖井的贯通),贯通巷道全长3500余米,实行双向施工,即从斜坡道696ML到900ML井底车场的工程贯通,工程包括斜坡道延伸1900米,900ML到878ML联络道150米,878ML石门巷及井底车场1200米及878ML西北沿运输巷道150米,采用独头掘进,局部风扇压入式通风方式,贯通前巷道内相对湿度为95-98%,温度为33-36℃,贯通后现场相对湿度为47%左右,温度为18-29℃,在这种情况下,全站仪在现场作业后,望远镜镜筒里侧的目镜、物镜附有大量水珠,测量仪器往往是使用一次,在保温箱里烘烤2天,在这种潮气大、温度高、矿尘量高、而且现场作业时间长情况下,如使用全站仪三维观测模式进行作业时,观测到点的三维数据相差较大,即使相同控制点测量采集到的数据先后差别也很大,点位差达到2左右米,有些超过4米以上。 
  作业环境的温度、湿度对仪器电子原件的工作有一定的影响,因而在全站仪的密封性要达到行业要求。同时在这种作业条件下,不要使用三维数据采集法,需采用传统测角、量边的导线法,并且降低现场作业时间,可以有效提高数据采集精度。 
  2.3由于全站仪的特殊的量边功能,造成其在前视、后视需要架设棱镜,它的附属设备比传统的经纬仪的附属设备多,造成其数据采集时引起的误差来源要多 
  2.3.1棱镜误差 
  某单位5.5米的提升天轮由于多年的使用,造成提升绳在天轮槽里走偏,为了能够定量了解偏移量,测量人员分两组对天轮边缘进行数据采集,在内业数据分析时,发现有部分数据与其他数据总有1毫米的差别,在对所使用的仪器及相关附属配件进行筛选,结果发现使用的四个棱镜中,某一个棱镜的参数发生了改变,由于该棱镜观测的数据总比其他棱镜观测的数据小1毫米。 
  进过室内检验发现棱镜的测距参数0变为1毫米,即由于棱镜参数不统一造成采集数据不准。使用仪器及附属设备时,尤其在进行精密观测时,要对使用的仪器及其附属设备进行校对。 
  2.3.2棱镜框问题 
  某单位需要确定矿区边界,根据现场情况布设了一条闭合导线,进过一周的野外作业,共布设230个边界点,边界全场8900余米,结果两个闭合点的点位差分别达到2.13米、2.84米。 
  经过对仪器及附属用具检查和比较,发现一个棱镜框所测的数据与其他棱镜框相比,有5″的测角误差,即棱镜框的轴系关系没有相互垂直。 
  3、总结 
  全站仪作为一种新型测量工具,在测量误差来源方面既有传统误差来源的继承,如测角误差、觇标对中误差和仪器对中误差等;同时由于全站仪自生结构特点,造成其在作业过程中带来新的误差来源,如附属设备几何轴系关系、电子原件的工作稳定性及仪器抗干扰能力等。