免棱镜型全站仪在店房金矿中的应用

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【摘 要 】随着科学技术的不断发展,新仪器的连续出现.免棱镜全站仪的免棱镜视距由其初几十米发展到当今的上千米.当今长距离免棱镜全站仪主要有徕卡1200系列、拓普康GPT-3000LN系列和天宝5600系列；本文结合全站仪技术的发展,免棱镜全站仪的结构以及免棱镜全站仪测量的原理,确定免棱镜反射测量在工程中的适用性.传统的全站仪测量需要棱镜的配合使用,在难于架设棱镜的工作条件下给测量带来极大不便和困难,而免棱镜测量的使用解决了这一大难题,在很大程度上节省了人力与时间,提高了工作效力.并阐述了难架设棱镜的目标的具体测量方案和有效测设措施.

【关 键 词 】全站仪；免棱镜测距技术；应用

1.概述

随着地质勘探与矿山开采的日益规范,矿山测量的作用显得优为重要.测量新技术免棱镜型全站仪的出现在矿山测量中也发挥着其它仪器无法代替的作用.免棱镜型全站仪在露天开采中发挥着精度高、效率高等优点；对有效地减少传统测量所花的人力、物力、时间的开支.一下对在矿山测量中对测量方案,结合本矿实际情况对免棱镜测量技术的一些问题进行探讨.

2.全站仪免棱镜测量的原理及结构

免棱镜全站仪可以不以棱镜作为测量目标就可以直接进行测距的全站仪.免棱镜测量又叫无合作目标测量,不需用反射棱镜测量而是靠被测物的自然表面反射光线来进行测量.免棱镜测量有两种测量方法和多种测量模式：第一是脉冲法,第二是相位法,脉冲法用测量时是靠发射和接收信号之间的时间间隔来计算仪器到被测物的距离,最终依多次测量测得的平均距离作为测量的最或然值.而相位法测量是利用测量的连续信号,以不同的测量频率来调制载波的信号从而测出发射信号和接收信号间的相位差,从而求得仪器到被测物之间的距离.一般来说在同等的条件下,脉冲法的测程相对于相位法远,但相位法的精度比脉冲法高.例如以徕卡TCR系列仪器来作一些测距原理的简单介绍.LeicaTCR1100系列全站仪EDM模块被集成在全站仪中,可以产生一束与望远镜同轴的红外激光IR,它是由激光发射管发射红外激光来作为红外光束的一种选择.它还可以产生一束可见波段红色激光束RL,它是由红色激光发射管发出,相对应的有IR和RL两种测量方式,这两种测量方式可以利用全站仪的按键来完成两种测距模式的切换.传统的测距仪大都是利用发光管作为信号的主要来源,而测量新技术的出现,则是采用激光管来实现测距的,提高了发射功率,同时也能保证免棱镜测量的测距精度,相位法测距用的测量光束与脉冲法相比相对细,因此它能够准确的分辨出两点非常近的点,脉冲式无反射棱镜在测距时,不需要特别强的激光功率,但与相位法相比精度相对低一点.IR测距方式是需要反射棱镜或反射片,RL测距方式则可以不利用反射棱镜,也可以使用反射棱镜来完成距离的测量.

3.免棱镜全站仪的优点及缺点

免棱镜全站仪是把传统的全站仪和激光测距技术的综合,它是在传统全站仪的基础之上采用新的一种测量方法,在没有反射棱镜的前提下来实现两点间的距离测量方法.即可实现人们常说的“所瞄即得”.下面简单的阐述一下免棱镜全站仪在使用过程中的优点及缺点.优点：在露天作业时,免棱镜全站仪在测量作业时可以在不需要棱镜的前提下进行距离测量,适合在不宜放置反射棱镜或者反射片的地方的进行测距,例如在野外观测悬崖、石壁、渣坡等一系列使作业人员无法到达的地方都可以进行作业.在井下作业时,利用免棱镜全站仪测量采空区（可直接测量空区的边界和顶板）、工程放线（在巷道顶部可直接找出需要放点的位置）等；总之在测量时作业时不需要作业人员的上坡下沟,在作业过程中可以大大节约了工时间,提高工作效率.缺点：在一般情况下,免棱镜测距时由于受到激光束的限制,对于黑暗的角落或者深色表面物件用免棱镜测量的测距效果不会太好,往往会出现测距时间长、不能进行正确测距或者测距误差大等现象.例如,在井下施工时,在对水泥厚度或者护墙施工测量控制时,因为井下视线不好、粉尘厚等有深色时免棱镜测距往往会不出数据等现象.

4.实例应用

店房金矿是一个老矿山有井上露天开采和坑内开采两大部分,对于露天开采测量人员按时需要对工程验收、现状测量、高大边坡、踏空区、排渣场等众多区域进行各种测量,在测量作业过程中必定存在不安定因素对测量人员来说是重大的安全隐患.由于免棱镜全站仪技术出现,将免棱镜全站仪技术应用到露天矿山测量中,可使作业人员在不到达需要测量的位置就可以得到想要的测量数据,从而可以大大提高测量作业安全系数及作业效率.

在井下矿山测量中测量作业人员要对各个采场的验收、测量现状、老采空区的统计等数据的提取都有着传统全站仪所无法来完成的；从数据质量上说它替代了传统测量而达不到的测量精度；在劳动强度上大大提高了工作效率；从安全角度上也降低了作业人员在作业时的不安全因素等等.在内业整理中,它可以直接利用全站仪所带的数据下载线可直接下载所有的测量数据,在转换为我们所需的各种坐标数据格式.如在南方cass7.0软件中可以把数据转换为下面格式（12,,53362.8,31340.89,26.82即点号/东坐标/北坐标/高程）其数据之间均需逗号隔开,在露天工程测量验收中可以直接测量露天离散的高程点在南方cass7.0中展点、生等高线、切剖面线进行方量计算.

5.结语

免棱镜全站仪的测量技术在矿山露天和井下测量中与传统的全站仪相比无论是在精度、工作效率、劳动强度上都有着很大的优势.相对于高大边坡、塌方区域、渣坡、井下老采空区、采场的验收、工程放点等特殊区域进行测量作业时,它可以避免测量作业人员的爬高、滑落等危险,保证了测量作业人员的人身安全,可以提高测量的工作范围、工作效率还节省人力和资源,同时又能保证测量精度；满足工程设计要求.总之：免棱镜全站仪无论是在井下生产或露天矿山测量作业中发挥着其它仪器不可代替的作用,免棱镜全站仪测量技术无论在露天还是在井下测量中有着很好的发展.