摘要：由于社会建设进程不断加快人们在生活水平迅速提升的同时也对矿山测量工作提出了更高的要求。测绘仪器不断的改进和创新，促使了数字化测图精度以及采集速度的明显提升。自身具有维护方便，速度快，精度高等优势，因此得到了相关部门工作人员的一致认可，陀螺全站仪的使用促进了矿山测绘工作的现代化，智能化以及数字化的发展。本文这次将矿山测量工作为研究对象，主要对测量工作中磁悬浮式陀螺全站仪的应用进行具体的分析。
关键词：陀螺测定；工作原理；方位角；矿上测量；实践分析
Abstract: the social construction process continues to accelerate the rapid increase in the living standard of the people also put forward higher requirements for the work of mine surveying. Continuous improvement and innovation of Surveying and mapping instruments, to significantly enhance the digital mapping precision and acquisition speed. Its maintenance is convenient, fast, the advantages of high accuracy, thus obtained recognized by the relevant departments of the staff, the use of gyro to promote the modernization of mine surveying and mapping work, the intelligent and digital development. This paper will mine surveying work as the research object, the main application of the measurement work of magnetic suspended gyro specific analysis.
Key words: gyroscope measurement; working principle; azimuth; mine survey; practice analysis
前言：陀螺全站仪作为一种精密定向的真北方位测定仪器，目前在我国矿山测量工作中得到了广泛的应用。工作人员利用陀螺全站仪，求解测量仪器的常数，并在井下测量出陀螺的方位角，从而得出坐标的方位角。采用方法不仅有效的解决了传统的测量精度低，定向时间长等问题，还在一定程度上促进了测量技术的进一步提升，也可以推动矿山行业的长期稳定发展。
1.陀螺全站仪定向测量工作原理
1.1已知边测量的常数
因为陀螺全站仪摆动系数在其测量过程中保持不变，因此摆动平均的位置被看做是假象的仪器稳定的位置，但是在实际测量环节，由于望远镜和陀螺全站仪以及观测目镜零线光轴不在一个直面上，因此陀螺全站仪假象稳定的位置和实际地理的子午线不会重合，所以可以将这两者夹角作为测量仪器的常数。
在测量环节，仪器的常数应该在定向测量已知方位角导线位置或者是三角网边被及时的测量出来，如果在此过程中已知导线地理的方位角，可以采用在适当的位置进行测量仪器的安装，利用陀螺仪器的运转来得出待测定边陀螺方位角的大小，由此可以顺利得到仪器的常数。
某工作人员在下井测量之前，现在已知边上进行仪器测定，同时将其测定的次数保持在三次，同时还要确保每次仪器常数之间的误差必须要小于四十分，并在这步测量工作完成后，有必要将陀螺停止运行十分钟。
1.2测量陀螺的方位角
工作人员在此项工作中要保证处于井下位置的定向边长度不得小于四十五米，比如某人员将陀螺测量仪器安装在C点上，以此得到CD这条边的方位角。
1.3上井后再次测量仪器的常数
当仪器上井后，需要将已知边进行再次测量，以此确保测定结果的精确性，同时将仪器测定的常数保持在两次到四次之间，其中前后两次测量常数之差必须要小于40，在求出仪器常数的基础上，得出测定误差。
1.4得出收敛角精度值
工作人员利用子午线来求出其收敛角。通常情况下，已知地面导线边以及坐标的方位，要想得出井下的定向边就需要先得到坐标的方位角，在此环节不需要知道地理方位角，可以通过利用地理坐标的方位角来得出子午线的收敛角。
2.矿上测量工作中陀螺全站仪的应用分析
2.1矿山工程项目概况
铜绿山矿位于我国某市区西北方位50千米之外的梨树坪地区，因为矿山扩建工程项目需要，工作人员需要对矿上内斜井轨道以及皮带控制导线进行定向的测量，在此过程中需要使用到陀螺全站仪进行导线复测。
2.2陀螺全站仪定向测量工作流程
工作人员根据自己多年经验将其测量工作分为这四个步骤：（1）在测量部位及时安装陀螺全站仪，同时将其主轴线安置在北向的位置，用于连接控制器与电源。（2）将控制器进行启动，并输出所在地的维度，同时成功启动马达，继而进行寻北测量。（3）测量八分钟后，陀螺控制器会自动的显示马达北向的偏角，同时还可
以将测量结果原始数据及时的存入仪器系统的硬盘中。（4）开启陀螺全站仪的测量程序，在此过程中需要依据准测线的目标点，得到水平角的精度测量值，从而顺利的完成定向测量工作。
2.3仪器标定测量
某矿上测量部门相关工作人员根据《矿上测绘操作规范》中关于对经纬度测量工作有关规定，积极选取了控制网中的两个控制点进行测线标定测量，并在陀螺全站仪定向测量的前后分别进行常数测量，以此得到了方位角平均值是115度。如下图所示为陀螺全站仪仪器测量结果以及精度值，以此作为参考。
仪器常数一次测定差为：Md=±√[VV]/(n-1)= ±√50/(6-1)= ±3.2″
2.4导线定向测量
依据《矿山测绘工作标准》中对经纬度定向测量相关规定，及时在井下导线上分别设置了两个方位角进行测量，然后将其平均值作为定向测量中的方位角值。
3.陀螺定向测量精度的研究
3.1仪器常数精度测量评定
某测量部门工作人员根据地面控制点的坐标来计算各个坐标的方位角和子午线的收敛角，然后根据已经得出真北的方位角，比如B=x+y中，x为已知坐标方位角，y为测量部位子午线的收敛角，B为已知真北的方位角，同时依据《子午线关于收敛角的系数参考表》，计算出子午线的收敛角为零度三十分，继而依据B=x+y，得出地面已知边真北的方位角为一百一十五度三十四分。根据陀螺的方位角以及陀螺全站仪仪器常数的测量结果，得出仪器常数以及精度值。如下图所示为陀螺全站仪常数计算以及精度值表，作为参考。
测量仪器常数测定的标准差为一点六分，其中仪器常数值之差为零点五分，同时测量仪器显示：陀螺全站仪在前后仪器定向测量过程中其仪器的常数处于平稳状况。
3.2定向坐标的方位角确定
把以上测量中得到的仪器常数及时的输入井下待测定边方位角中，以此来得出待测定边真北的方位角，并依据井下导线的对应坐标来对测量点的收敛角进行计算，同时依据相关标准来顺利的计算出待定边坐标对应的方位角。
3.3关于陀螺导线测量结果的相关分析
依据测量结果的误差理论有关内容，井下待定边已知坐标对应的方位角存在的误差主要包括仪器常数的误差以及方位角测量中存在的误差，然而坐标的方位角和陀螺方位角之差也包含了测量导线产生的误差，其中这两条测量定向井下导线的方位角和陀螺全站仪测量角之差为九分。
4.结束语
如上所述，工作人员使用陀螺全站仪可以对矿山井下的导线进行准确的测量，在此过程中发现，利用这种仪器不仅可以测算出两条边夹角的大小，还可以实现对每条边准确方位的测定，采用这种方法不仅保证了有关测量结果的科学性和准确性，还具有省时省力，实惠经济，维护方便等优势，从而促使这种仪器在矿上测量工作中得到了较为广泛的应用，根据目前这种形势，相信陀螺全站仪还有更为广阔的发展空间。
参考文献
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[4]黄廷阳.解析矿山测量中陀螺全站仪的应用[J]. 科技与创新, 2014(13):6-6.
作者简介：
张亮（1983.9）男，测绘工程师，工学学士，大冶有色设计研究院有限公司，（湖北省黄石市）主要从事总图、矿山测量及大地测量工作。
曹丽霞(1987.11)，女，测量助理工程师，工学学士，大冶有色金属集团控股有限公司铜绿山矿，（湖北省黄石市）主要从事总图、矿山测量及大地测量工作。
论文作者:张亮1, 曹丽霞2
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第10期
论文发表时间:2017/10/26
标签：测量论文; 方位角论文; 陀螺论文; 常数论文; 仪器论文; 全站仪论文; 导线论文; 《建筑科技》2017年第10期论文;