在地下工程平面測量中， 目前主要採用全站儀導線測量[1-3]。 地下導線測量點一般都在隧道(巷道)頂板位置， 採取掛垂球點下對中的方式進行儀器對中整平， 由於隧道內測量環境較複雜， 對中過程往往耗費不少時間， 對中精度也無法保證， 導致整個導線測量的效率不高[4]。 因此， 提高導線測量效率的關鍵點就是提高儀器對中整平的效率， 之前已經有通過三架法[5-6]、自製鐳射上對點器[7]、鐳射垂球[8]等辦法來減少地下導線對中時間， 但都需要將全站儀對中測量標誌才能開始進行測量工作。 針對這個關鍵點，
本文中說明了這種測量裝置的製作和其原理及使用方法， 具體是通過在全站儀手柄上附加一個偏心測量盤， 使得在進行地下導線測量時不需要對測量標誌精確對中就可以進行測量， 以此來快速準確地對地下導線進行測量， 從而提高地下導線測量的效率和精度。
一、偏心測量裝置的製作
偏心測量盤採用不易變形的合金工具鋼加工製作， 如圖1-圖3所示。 偏心測量盤裝置的主要部件是一塊標有刻度的圓形刻度盤， 刻度盤半徑為57mm， 厚度為2mm， 刻度盤上的刻度標注如圖1所示， 度盤刻畫面向上， 中心位置為空心的中心旋鈕， 通過中心旋鈕固定角度指尺規於刻度盤上。 角度指尺規長70mm，
二、偏心測量裝置使用方法
1.資料獲取準備
偏心測量盤安裝方法如下：將兩個固定栓分別插裝到兩個連接孔中， 使偏心測量盤安裝在全站儀的手柄上， 並調整兩個固定栓在圓形刻度盤上的位置， 使圓形刻度盤的幾何中心位於全站儀的中心軸線上， 並且角度刻度的零刻度對準全站儀上望遠鏡的視准軸， 如圖4所示。
2.資料獲取
1)在前視測網站位、後視測網站位和中間測網站位上均用魚線懸掛垂球， 並使垂球自然下垂。
2)在前視測網站位上架設前視棱鏡， 在後視測網站位上架設後視棱鏡， 在中間測網站位上架設全站儀。
3)將全站儀在中間測網站位的下方進行粗對中和精平， 使垂球不超出偏心測量盤的圓形刻度盤範圍。
4)使用全站儀進行地下導線測量， 得到導線實測夾角β、導線實測後視邊長L1和實測前視邊長L2。
5)將全站儀對準後視棱鏡後制動，
3.內業資料處理
原理分析如圖5所示， O1點為理論上測網站， O點為實際測網站。 OO1之間的距離為偏心距， 記為e， AO與OO1之間的夾角可以通過刻度盤讀出， 記為λ。 記實際測得的距離AO為L1， BO為L2；理論上的距離AO1為S1， BO1為S2。 記∠AOB為β， ∠AO1B為α。
根據圖中的幾何關係分析，S1與S2可以由余弦定理得出
由圖中角度的關係可知，所需要得出的理論上的測角α=β+a+c。
利用軟體對資料進行規劃改正，軟體介面截圖如圖6所示。
最後，將其計算得到的導線後視邊長S1、導線前視邊長S2和導線夾角α存儲到文字檔中。
三、精度分析
本測量裝置的原理是對偏心測量所得到的資料進行改正，不存在對中誤差，因此誤差主要影響因素為在偏心測量盤上的讀數誤差。
導線邊長S1和S2的誤差方程分別如下：
由於e很小，可忽略，因此L1≈S1，L2≈S2，故[9]
通過實例對上述一系列公式進行驗算，所測得到λ=38°30′，e=0.025m，β=122°30′45″，L1=121.522m，L2=102.057m；計算得到S1=121.502m，S2=102.054m，α=122°32'1″。
根據偏心測量盤上的刻度，測量人員在讀數正確的情況下長度誤差優於1mm，角度誤差優於1°。表1列出了當偏心盤上e讀數誤差為1mm、λ讀數誤差為1°時，經過規劃改正後得到的資料。
通過對比表中的資料可以看出，當偏心盤上e讀數誤差為1mm、λ讀數誤差為1°之內時，規劃改正後得到的資料在長度上相差不超過1mm，角度上不超過1″。
本文實例中，採用本文方法所述的地下導線測量方法進行地下導線測量，耗時共5min。為了進一步驗證本方法的技術效果，在同樣的測量環境下，對全站儀進行了精確對中和精確整平，測量得到導線後視邊長S1=121.501m，前視邊長S2=102.053m，導線夾角α=122°32'2″，耗時共15min。對比測量結果可見，使用本文方法耗時短，測量結果能夠滿足精度要求[10]，大大提高了工作效率。
四、結束語
通過對比採用本文方法測量所得到的資料和採用常規方法測得的資料，驗證了該測量方法的可行性。同時，本套測量裝置的適用性廣，偏心測量盤的結構簡單，設計新穎合理，實現方便且成本低，在全站儀上的安裝、使用非常方便。通過具體誤差公式的推算及實例證明了其精度滿足井下導線測量的要求，並且資料自動化程度高，資料處理結果能夠直觀顯示並保存，將來可以進一步在配有偏心測量盤的全站儀上機載測量規劃軟體[11]，提高本系統的靈活性和便攜性。本文方法大大提高了井下導線測量的效率，在地下工程測量中有著重要的現實意義。
根據圖中的幾何關係分析，S1與S2可以由余弦定理得出
由圖中角度的關係可知，所需要得出的理論上的測角α=β+a+c。
利用軟體對資料進行規劃改正，軟體介面截圖如圖6所示。
最後，將其計算得到的導線後視邊長S1、導線前視邊長S2和導線夾角α存儲到文字檔中。
三、精度分析
本測量裝置的原理是對偏心測量所得到的資料進行改正，不存在對中誤差，因此誤差主要影響因素為在偏心測量盤上的讀數誤差。
導線邊長S1和S2的誤差方程分別如下：
由於e很小，可忽略，因此L1≈S1，L2≈S2，故[9]
通過實例對上述一系列公式進行驗算，所測得到λ=38°30′，e=0.025m，β=122°30′45″，L1=121.522m，L2=102.057m；計算得到S1=121.502m，S2=102.054m，α=122°32'1″。
根據偏心測量盤上的刻度，測量人員在讀數正確的情況下長度誤差優於1mm，角度誤差優於1°。表1列出了當偏心盤上e讀數誤差為1mm、λ讀數誤差為1°時，經過規劃改正後得到的資料。
通過對比表中的資料可以看出，當偏心盤上e讀數誤差為1mm、λ讀數誤差為1°之內時，規劃改正後得到的資料在長度上相差不超過1mm，角度上不超過1″。
本文實例中，採用本文方法所述的地下導線測量方法進行地下導線測量，耗時共5min。為了進一步驗證本方法的技術效果，在同樣的測量環境下，對全站儀進行了精確對中和精確整平，測量得到導線後視邊長S1=121.501m，前視邊長S2=102.053m，導線夾角α=122°32'2″，耗時共15min。對比測量結果可見，使用本文方法耗時短，測量結果能夠滿足精度要求[10]，大大提高了工作效率。
四、結束語
通過對比採用本文方法測量所得到的資料和採用常規方法測得的資料，驗證了該測量方法的可行性。同時，本套測量裝置的適用性廣，偏心測量盤的結構簡單，設計新穎合理，實現方便且成本低，在全站儀上的安裝、使用非常方便。通過具體誤差公式的推算及實例證明了其精度滿足井下導線測量的要求，並且資料自動化程度高，資料處理結果能夠直觀顯示並保存，將來可以進一步在配有偏心測量盤的全站儀上機載測量規劃軟體[11]，提高本系統的靈活性和便攜性。本文方法大大提高了井下導線測量的效率，在地下工程測量中有著重要的現實意義。