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摘要：随着科学技术的发展，我国的全站仪技术有了很大进展。为了提高地铁洞内全站仪导线测量精度，降低隧道掘进误差，保证隧道安全快速掘进，本公司通过技术研究，合理分析了全站仪导线测量误差的主要来源，并根据实际生产情况，提出了若干项对策措施，从而有效控制了隧道工程测量误差。
关键词：全站仪；导线测量；误差分析
引言
在隧道测量中，导线测量工作是隧道掘进和贯通的必要前提。而良好的导线测量精度，可以为隧道的掘进以及贯通提供保障。目前的隧道导线测量精度多采取全站仪进行测量，对于隧道导线测量的精度对比以往已经有所提高，但是仍然存在可以改善和提高的空间。全站仪在进行导线测量时通过照射棱镜，然后主要通过内置处理器控制，自动实现测角、测距、自动归算水平距离、高差和坐标等，并进行记录。
1全站仪基本原理
“全站仪”全称为“全站型电子速测仪”通称为“电子全站仪”或“电子速测仪”。它是一种可以同时进行近距离测量、行角度测量和数据处理，由光学、机械、电子元件等构件有机结合起来的电子测量仪器。由于它能自动完成外业测量中测距、测角、测高差，并对测量数据进行记录、检核，同时与互联网相连接，载入Windows10系统，将测量所得数据自动显示、记录、存储并输出，较完善地实现测量和处理过程的电子化和一体化勘测效果，因此被称作全站仪。同时，全站仪测距发射轴、接收轴与望远镜视准轴三轴共轴，适合对空间点及移动目标进行测量，且内部配有功能完备的测量应用软件，测量操作方便快捷。近些年来，随着微电子技术的持续发展与应用，新一代的全站仪无论是在外观、构造、体积和重量等方面，还是在功能、效率方面，都有了极大的革新和进步，测绘技术的发展迈入了一个崭新的阶段。时至今日，中国仍然处于大规模基础设施建设时期，全站仪仍然被大范围广泛使用。
2误差分析
全站仪观测导线，误差的来源主要有观测员误差、仪器误差和外界环境条件误差等三个方面。对中和观测目标的切准误差为人为误差，全站仪自身元件的安置误差为仪器误差；尘埃、水蒸汽、空气流动、硐壁折光和视线障碍物等的造成的观测影响为环境误差。硐室全站仪导线观测，常见的测量误差主要有隧道外已知点误差、对中误差、测角误差、测距误差、仪器系统误差、隧道内旁折光等。各种误差对全站仪观测导线形成综合影响，可视为综合误差。短边导线测量，由于全站仪观测边长较短，方向观测误差相对较大，随导线观测距离的增加，误差累积也较大。
3提高导线测量精度的技术措施
3.1优化测量工艺
为了降低对中偏心差对测量结果的影响，在多测点、长距离导线测量中，可利用三脚架法进行测量施工，即在起始站点中分别对前视点、后视点和观测点进行整平对中，第一个站点观测完成后，只需将原后视点棱镜前移至下个站点前视点位置，原观测点仪器前移至下一个站点观测点位置，原前视点位置不变作为下一个站点后视点，依次类推直至整个导线测量中所有站点观测完成。该方法只需对仪器和棱镜进行一次整平对中即可，减少了测点整平对中的次数。
3.2规划全站仪测量路径
目前隧道的平面测量多采用全站仪进行测量，但由于全站仪的导点展绘直观的跟进隧道掘进，所以支导线的终点就是支导线的最弱点，容易造成横向贯通中误差，而横向贯通中误差是由于边导线的边长误差引起的。下面主要分析并且通过计算，来减少横向贯通中误差。
根据误差传播定律，导线测角、测边是相互独立又关联的两个量，规避横向贯通误差需要在绘制好的图上选取导线点以及贯通面的距离，以及各边的投影长度，结合工程使投入仪器设备精度确定测角中误差mβ以及测量边长的精度ms/s。当数值小于误差允许范围时才可进行，否则应该对于仪器以及测量路线进行调整并重新计算，以便满足精度要求。并且要对隧道测量中的静态GPS测量中，按照GPS隧道测量的规程进行，在近井点进入高程时，必须进行闭合测量。
3.3规范测量方法
全站仪导线测量时，应先布设高级导线，后布设低级导线，且利用高级导线对低级导线进行检查纠正；同时，导线网尽量沿隧道中线布设，且采用双网交叉的布置方式，从而降低测点横向测量误差。对于井下复杂地段（比如井口等），如果风量和风速大对镜站产生影响时，可对镜站处棱镜安装大质量垂球进行棱镜整平对中，并对垂球根部垂线进行照准。这样做，不仅可以降低照准误差，还可以有效解决测量地点风流使垂球摆动[5]导致的观测值误差。在进行全站仪导线边长测量期间，应确保镜站处棱镜面保持干净，棱镜采用激光模式，在测量中应及时将测量地点温度、湿度、气压作为气象变量输入全站仪内进行调校纠正，减小边长测量误差。
3.4使用偏心测量仪降低偏心差
在测量中采用偏心测量仪与全站仪一起使用，并且将其安装在全站仪的手柄上。偏心测量仪由圆形刻度盘以及角度指标尺组成。可以检测被测对象的偏心差。在进行地下导线测量无需对全站仪进行精准对中即可测量，不仅减少了仪器对中时间，提高了导线测量效率，而且避免了传统仪器对中误差对测量精度的影响。
4观测方法
为方便介绍，导线网在中心线观测墩上的导线点形成的支导线，称之为主导线；在辅助对中盘旁心孔上形成的支导线，称之为辅助导线。隧道监测全站仪短边导线网观测，可采用主辅导线法或全圆观测法。主辅导线观测法。先在原观测墩对中盘上设置全站仪和目标棱镜，按导线的“左右角”观测法，自动观测完成主导线各测站观测；后安装辅助对中盘，在辅助对中盘旁心孔上，设置全站仪和目标棱镜，按导线的“左右角”观测法，完成辅助导线各测站观测。需要形成主辅导线闭合环时，在辅助对中盘主心孔设置目标棱镜或全站仪，进行闭合边或闭合角联系测量。把主辅导线分开的观测方法，既方便导线网观测，又可以进行主导线（支导线）的精度评定和错误观测数据的检核。隧道监测是周期性的监测，相邻上期次监测的辅助导线，可以与本期次的主导线，重新形成短边导线网，进行本期次主导线的精度评定和监测点的稳定性检查。当判定本期次的主导线精度达标，各监测点稳定时，可以直接使用本期次主导线测量成果；当判定本期次的主导线精度不达标，各监测点失稳时，可以再安装辅助对中盘，进行隧道的导线网观测。全圆观测法。安装上两孔或三孔辅助对中盘，依次在主心孔或旁心孔上设置全站仪或目标棱镜，观测站各测回采用顺时针依次自动照准目标观测，至全导线网观测结束。由于隧道内全导线网，每站最多有4个方向，故不需要进行分组观测。全站仪自动照准观测，可采用内置的多测回测角程序，也可以采用安装专用的导线观测程序。
结语
综上所述，导线测量精度的提高，不仅可以保证掘进工程快速高质量开展，还可以避免隧道重大安全事故发生。所以，在隧道实际施工生产中，必须严格执行井下导线测量施工规范准则，合理分析导线测量中可能存在的误差源，采取有效的技术手段消除误差源，提高导线测量精度，保证测量结果的准确性和可靠性，保障隧道施工高效稳定可持续发展。
参考文献：
［1］张晓东.全站仪导线测量误差分析及预防措施［J］.能源技术与管理，2019（4）：181-182.
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