【摘 要】全站仪井下测量数据处理系统是一个用来辅助测量人员的系统，传统的工作方式是测量人员用口读笔记的方法来使用全站仪，而全站仪井下测量数据处理系统与传统的方式不同，它是在PC机的桌面上进行观测点坐标的计算。全站仪井下测量数据处理系统通过现场的观测来增加回测数，对于是否超限则并不验证。系统在业内处理中会将符合差限测会计算观测点的坐标自动搜索出来。为了保证观测得到数据的有效性，对于每个观测点要求最少观测三个测回。系统具有自动提取同一个观测点所获得的测回信息、计算观测点坐标和可视化创建观测导线等功能。
【关键词】全站仪；进下测量数据；处理系统
1 前言
在对煤矿进行开采，从建设矿井到矿井开采完被废弃的每一个阶段，都要进行井下的测量。井下测量被称为矿山的“眼睛”，因为井下测量在开采资源、煤矿安全生产、均衡生产和采掘监督质量方面都起着非常重要的作用。但是由于受到巷道条件的限制，井下平面控制主要采用导线形式沿着巷道布置，在测量过程中要避免脱落偏帮助、运输干扰和淋水等影响到测量的因素。从外在看，井下测量就是简单的测量导线，但是实际上井下的环境非常艰苦。在进行井下测量工作时，应该提高井下工作的效率，尽量减少工作人员呆在井下的工作时间，并且对于观测误差导致的返工要杜绝。
2 全站仪特点
2.1 全站仪的工作原理
全站仪全称是全站型电子速测仪，是一种常规的测量设备。它是由电子测距、电子测角、电子计算和数据存储单元等构成的三维坐标测量系统。从总的来看，全站仪主要由两部分构成，一部分是为了收集数据而设置的专业仪器（主要由电子测距系统、电子测角系统、存储数据系统和自动补偿装置等），另一部分是测量过程中使用的控制仪器，主要用来实现以上的每一个专用仪器的功能，其中有产生指令的微型处理机和与测量数据相连接的外围仪器以及使用数据计算等。从1992年开始，精密、小型和具有强大软件功能的全站仪在井下测量中得到广泛的应用。一般情况下，厂家在生产时，都会给全站仪配备上机载的应用程序，国外的设备仪器在使用时，因为国外的测绘作业的标准规范和组织方法对于国内的实际情况并不使用，而且国外仪器的英文菜单和提示也会给操作人员带来不便。由国内厂家生产的NTS-370L/R可以提供标准的测量、基本的测量和设置参数的功能。但是，现在在井下测量时使用的全站仪仍然停留在电子经纬仪的口头读数和通过笔来记录的阶段，存在着低效率、多误差等方面，没有充分使用仪器设备的先进功能。
2.2 全站仪的测量功能
全站仪的基本测量功能主要有电子测角（垂直角、水平角）和电子测距。全站仪工作时，获得的数据则是观测数据。全站仪的测量程序主要有三角坐标测量、高差和水平距离的切换显示、放样测量、对边的测量、后方交汇测量、偏心测量以及计算面积等。在使用井下测量的全站仪时，可以增加多余导线点来获得测回信息。而对于业内的处理，可以通过选择符合精度的导线点测回信息在使用井下测量数据辅助处理程序时，这样就可以减少观测所造成的误差，提高观测的效率。
2.3 设置仪器设备的参数
仪器的设置参数就是仪器显示的数据，微处理器通过对原始观测获得的数据进行计算并且改正后，显示出来的计算数据和观测数据。只有对仪器设备进行合理的参数设置，才能提高观测的精度。
2.4 测距的模式和类型
全站仪的测距模式主要有三种：粗测（单次的粗侧、重复的粗侧）、精测（平均的精测、单次的精测和重复的精测）。跟踪测量。在全站仪的使用中，一般使用重复精测，因为其他的测距方式所测得的精度比较低（比如跟踪的测量只要能确定到厘米），但是节省的电池的电量和观测所用的时间。测距的类型以平面距离、倾斜距离、反射片测距、高差和棱镜测距为主。全站仪进行测量时，一般都使用倾斜距离，如果有需要，还可以按[切换]键，显示出平面距离、倾斜距离和高差。全站仪在进行施工放样测量的时候，则选择平面距离。设置反射片和棱镜的时候一定要注意，否则将无法进行测距。
3 全站仪的需求功能
以拓普康全站仪为例，它的机身小、画面大、全中文显示，符合一线作业的工作要求。主要有以下几个特点：拓普康全站仪具有优越的角度和距离测量功能。测距的精度方面可以达到±（2mm+2ppm*D），测程：3 3km/一块棱镜，在高速测距方面，精测为1.2秒，粗测为0.7秒，跟踪为0.4秒；而在测角精度方面可以达到±2”/5”，绝对发测角，且并不用过零检验。拓普康全站仪还采用了先进的蓝牙无线通讯技术，使得它在野外能够更加方面地使用，输入数字更加简单。它转载了双轴补偿器，可以提供电子气泡用于整平，并且可以自动纠正由于整平误差对速直角和水平角观测的影响。拓普康全站仪装有测量程序，可以做对边测量、偏心测量、后方交会和面积测算等项目。
4 全站仪数据处理系统的设计
还是以尼康、徕卡全站仪井下测量的数据为例，数据处理系统从每一个观测点提取出多个完整的测回信息，从每一个观测点的多个完整测回中找到盘右和盘左之差没有超过20秒而且水平角的差值没有超过12秒的两个完整测回信息，最后通过使用符合规定要求的测回各分量的平均值，计算得出观测的点的坐标。数据处理系统主要由管理数据、处理数据和表格导出等三个模块组成。管理数据模块主要用于导入、导出和浏览尼康、徕卡全站仪数据；处理数据模块是对测回数据、原始数据和计算坐标进行入库，以及提取同一测回信息，计算坐标等。表格导出模块则是将任意的中间结果导出到计算excel和将坐标计算后导出到计算导线的表格中。
数据处理系主要是以表格的方式存储起始观测点的坐标、原始观测点获得的记录和坐标计算，从而形成一个工程文件，这个文件是采用Accesss数据库的形式。数据处理系统在运行程序时，必须先新建或者是加载工程文件，当新的原始数据文件导入系统时，系统程序会对工程文件中的原始数据文件进行搜索。如果在搜索中，出现了重复的部分，系统程序则不会对导入数据文件中的重复数据进行数据处理。
数据处理系统在处理数据中，需要对数据进行存储，主要有：测回信息的数据、观测点记录信息的数据、观测站点的信息数据，观测方向的信息数据，导线或者放样观测对象。为了保证原始数据具有唯一性，便于系统对数据进行更新和节约系统的存储空间，系统在对原始数据进行读取时，可以将所有的观测点所获得的记录信息储存始记录集合里，对完整测回信息进行提取时，在每一个测回储存四条观测记录的引用，而在观测的方向中只要储存属于它的测回的引用，对于观测站点则储存属于它的观测方向的引用。通过这种方法，整个数据系统就仅仅是储存了一份观测点的记录集合，以后数据的计算和修改都是对应唯一的数据。
5 结束语
井下测量的工作环境比较恶劣，工作人员在实际的观测中，要减少在井下工作的时间，提高井下工作的效率。全站仪具有高效、迅速地收集数据的优势，但是工作人员还要判断观测引起的误差。这就导致了观测速度的降低。设计和实现测量数据处理系统，这个系统能够节约工作人员的观测时间，还减轻了测量工作人员处理内业数据的重担，对于井下测量具有重要意义。
参考文献：
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