基于双激光基准井筒变形监测的精度分析.pdfVIP

第 5期 矿 山 测 量 No．5 2015年 lO月 MINESURVEYING 0ct．2015 doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．05．023 ． 基于双激光基准井简变形监测的精度分析 于志龙 ，臧炳贵，朱利超 (山东省水利勘测设计院，山东 济南 250000) 摘要 ：误差分析和精度评定是双激光基准在井筒变形监测 中的重要组成部分。文 中针对双激光基准 在井筒变形监测 中的应用，详细说 明了交会角对测量结果精度的影响。根据双激光基准在井筒变形 监测 中的应用原理和测量步骤 ，建立井筒变形监测点的误差模型进行误差预计。实例证 明该误差模 型可以用于井筒变形监测的实际生产 中，并得到良好的效果。 关键词：激光基准；井筒变形监测 ；误差预计；精度分析 中图分类号：TD76 文献标识码 ：B 文章编号：1001—358X(2015)05—0068一o4 传统的立井井筒变形监测是在井筒中下放两根 (。，Y)、-，2(：，Y：)和他们之间的距离 s，通过测量得 长钢丝 ，地面测量确定钢丝的坐标 ，通过测量井筒变 到监测点到两基准点之间的距离 s。，s。那 么，根据 形监测点到两根钢丝的距离计算监测点的坐标 。但 公式可以计算任何监测点的坐标 是 ，传统的钢丝基准在进行测量时，耗费大量人力物 A l+slCOSOt1 力并长时间占用井筒。利用激光垂准仪建立激光基 Y^Y1+s1sinotJ 准进行矿山立井井筒变形监测可以大大缩短 占用井 式中：Ot为基准点 J，与监测点A连线的坐标方位角； 筒时间、减少外业工作量 ，从而提高测量 的效率。激 s为监测点 A到基准点 的距离。 光垂准仪发射的激光具有非常高的垂直度 (1／75000 — 1／100000)，减少 了井筒 中气流、水滴等环境因素 的影响，提高 了测量的精度 。由于激光垂准仪射程 较短 ，一般在200m左右 ，一次建立基准无法完成整 个井筒的测量任务时 ，必须在井筒 中进行激光基准 的变换与重建。 任何测量都会 引入误差 ，激光基准 的变换与重 建是根据上一次测量结果反算完成的。激光基准变 换的测量误差会对监测点的测量产生影 响，监测点 测量之前每次基准变换 的误差都会累积到下一次测 量 中，从而导致测量精度的降低。测量 时不同交会 图 1 测量示意 图 角对监测点点位误差的影响也不同。为了确定利用 由于激光垂准仪上下发射激光的射程 只有 200 双激光基准进行井筒变形监测的精度 ，本文将根据 m左右 ，理想条件下，一次建立激光基准的测量范围 双激光基准在井筒变形监测中应用 的原理 、测量方 不会超过400m。因此，测量过程 中必须进行激光基 法与步骤 ，对井筒变形监测点的点位误差进行分析 ， 准的变换和重建 。当测量接近激光射程 时，需要在 通过建立误差模型进行监测点点位误差预计 。 井筒中选择若干个点图形位置 良好、方便测量的点 1 双激光基准在井筒变形监测中的应用 (可以是监测点，也可 以另选点位)用于计算新激光 基准的坐标 ，精确测量其到两基准点之间的距离 ，并 与传统的钢丝垂球基准 的测量原理相 同，在井 计算他们的坐标 。重新安置激光垂准仪 ，建立新的 筒 中建立双激光基准 ，精确测量变形监测点到两激 激光基准。精确测量上述点到新激光基准之