《應用大地測量學基礎》

課

程

設

計

報

告

書

精心整理

燈湖礦區控制網設計書

精心整理

燈湖礦區控制網設計任務通知書

※※測繪隊：

燈湖礦區位于※※省

※※煤田東北域。本礦已

經列入國家經濟建設計

劃，準備進行重點開發。

根據建設計劃，首先需要

施測80平方公里的

1:2000地形圖。

為了加快建井速度，需在豎

精心整理

井間進行對向掘進，最大貫

通距離為3km,礦井最大單

翼長度為5km,井深一般不

超過800m,o

為了滿足礦山設計、建井、

生產三階段測繪各種比例尺

地形圖、井巷貫通以及工業

場地施工測量的需要，應在

全礦區統一的具有足夠精度

密度的平面控制網與高程控

精心整理

制網。要求你隊在任務通知

書下達后一周內完成控制網

技術設計，一月內完成建網

任務。

※※省煤炭管理局年月

B

測區概況簡述

1.地理概況

本測區中心位置為東經

精心整理

117°13"北緯34。12zo

測區地面高程為

+30~+244m。位于※※省※

※縣境內，屬于華東丘陵地

帶，南部及中部為山地。其

上林木繁茂，不理通視，其

余為平原,密布村莊和廠礦,

建筑群遍地，影響觀測。燈

湖區位于測區東部，湖面開

闊，中部有大堤。

精心整理

2.交通情況

測區內有鐵路支線通過，公

路四通八達，村間大道可行

汽車，交通方便。

3.氣候情況

測區地處華東近海區，氣候

宜人。全年平均降雨量為

1040mm,雨量集中于6、7、

8三個月。全年平均氣溫+15

度，夏季氣溫較高，一般為

精心整理

30度左右，冬季有雪，但不

寒冷，最低溫度為-5度，凍

土線深度為0.1米。全年平

均風力為2~3級，夏季略受

臺風影響。宜于野外作業時

間為3~11月份,年平均作業

利于率為21天/月。

4.居民及居民點

測區內地少人多，人口稠密,

多為漢族，少數民族為回族。

精心整理

測量作業所需人力、物力、

財料及食宿均可就地解決。

5?作業目的及任務范圍

燈湖礦區位于廣州市燈湖煤

田東北域，煤藏量為10000

億噸。要求于2005年XX月

之前，完成建網任務和提交

陽春一礦的54的1:2000

和231：1000地形圖。。在

全礦區建立統一的具有足夠

精心整理

精度密度的平面控制網與高

程控制網。另外，為貫通工

程需布設一個專用控制網，

要求兩近井點橫向相對中誤

差〃'于30mmo燈湖礦區的

測圖總、面積為77km2

三.已有測繪成果資料及其分析利用

1.三角網成果及其精度

測區內及附近有國家二等網

點三個：玉山、太山、廣具

山。系1959年由※※測繪隊

精心整理

施測，作業所依據的規范為

《一、二、三、四等三角測

量細則》(1958年)。三點標

石保存完好。坐標系統為

1954年北京坐標系，三度分

帶，中央子午線為117。。

該二等網的主要情況如下：

(1).三角形平均邊長為

12km.

(2).最小求距角38°。

精心整理

(3).三角形最大閉合差

+2.82〃，閉合差正負號的分

布符合偶然誤差的特性。

(4).按三角形閉合差計算

所得的測角精度中誤差為土

0.82”，平差后為±0.91”.

(5).最弱邊長相對中誤差

為l:170000o

(6).儀器檢驗項目符合規

范要求，歸心元素的測定正

精心整理

確，觀測成果的取舍合理。

(7).造表埋石質量良好。

經現場踏勘,三點標石完好。

所以玉山、太山、廣具山三

點的坐標可作為起算點坐

標，進行不同坐標系之間的

轉換。

2.高程成果及其精度

國家二等水準路線由西向東

橫穿測區北部。根據二等水

精心整理

準路線圖，本測區內及其附

近應有三個二等水準點，依

點之記只找到其中兩個：H2

和H4,標石保存完好。該

二等水準路線系國家測繪隊

于1979年施測。施測精度及

埋石質量均符合規范要求。

高程為1956年黃海高程系。

3.地形圖資料

1984年※※航測隊航測本

精心整理

地區1:50000地形圖，成圖

質量良好，可供技術設計圖

上選點之用。

4.成果的分析利用

收集測區原有資料，了解作

業單位、作業時間、執行規

范、平差方法等。注意要點：

起算邊長的選擇問題、起算

方位角的選擇問題、考查原

有控制點點位的可靠性、針

精心整理

對本次控制網服務的目的作

出原有成果的利用方案、測

區內有沒有國家高級點可以

利用。

四.坐標系統的選擇及處理方法的論證、起始數據的配置和處理

坐標系統選擇1954年北京坐

標系，高程系統為1956年黃

海高程系統。如需其它系統

的坐標可求的坐標轉換參數

進行求解。

精心整理

二等三角點、水準點坐標和高

程：

點名等級X(m)Y(m)H(m)

玉山二379340020506000195.4

廣具山二379072520515900135.0

太山二378680020510250244.0

112二35.000

114二46.000

用已知數據經過計算以下結

果：

(1).三角形平均邊長為

12km.

(2).最小求距角38°。

(3).三角形最大閉合差

+2.82〃，閉合差正負號的分

精心整理

布符合偶然誤差的特性。

(4).按三角形閉合差計算

所得的測角精度中誤差為±

0.82”，平差后為±0.91”.

(5).最弱邊長相對中誤差

為1:170000。

故以上點均可作為

起算點進行整體網平差，

解算未知點坐標。

1.平面控制部分

測區內有國家二等網中的控制點三個：玉山，太山，廣具山。系1959年由西安科技大學測

繪隊實測。采用的是1954年北京坐標系。平差后網的精度：測角中誤差為0.91秒，最弱

邊邊長的相對的中誤差為1：17000。造標的情況良好。經勘測標石的質量良好，可以應用。

精心整理

2.高程控制部分

本測區內有三個二等的水準點，但依點之記只找到其中的兩個：II—2,II-4,且標石的質量良好。系由

1979年西安科技大學測繪隊實測。測繪的精度埋石的情況與質量均符合現行的規范要求。為1956年黃海

高程系統。本次高程控制網采用了這兩個點。

3.坐標系統的確定

因為該礦區位于3°帶第四十帶內，其中央子午線為120。，礦區中心處的橫坐標值以，地面平均高程值。

現算出在地面上的長度投影變形比為1:63300,可見，在國家的統一的坐標的系統里，礦區的投影長度變

形并未超過1/4萬的要求，故采用國家統一的坐標系。

五.平面控制網布設方案

1.首級網等級和布網方案、

加密網設計

首級網：采用E級

GPS網，由

三個已知點

和八個未知

點組成，平

精心整理

均邊長2?5

千米。采用

GPS靜態相

對定位測

量，觀測時

段45分鐘，

GPS接收機

用3或4臺。

設計出幾個

同步時間

精心整理

段，構成若

干異步環。

估算最弱點

中誤差。布

點位置見

圖。

加密網：采用一級符

合導線網和

閉合導線

網。每條導

精心整理

線平均長度

為500m,全

網在GPS1

號點和已知

點太山之間

布設一條附

和導線，在

GPS6號點

處布設一條

閉合導線，

精心整理

導線網未知

點總共為23

個。詳細情

況見圖。觀

測方法采用

全站儀，按

規范要求測

角、測邊。

估算最弱點

中誤差。

精心整理

對于1:2000比例尺測

圖，首級控

制網或加密

控制網精度

估算后，相

鄰點最弱點

誤差以5cm

為限。

布設圖如下：

精心整理

2.各級控制網精度估算及其

結果

GPS網：從每個觀

測時段選取兩條獨立基

線,最好各時段選取的獨

精心整理

立基線不重復,將未知點

坐標設為未知數,列出用

未知數表示觀測值的方

程組,從而可以得出未知

數的系數矩陣，即B矩

陣。

間接平差誤差方程V=AX+L;法方程：NX+B=0;

m=yTpVn

單位權中誤差估值：°^-k-2)n為誤差方程數，k為衛星數

Pi=1

叫=/n/Qn

平差值的精度估算：4'P

根據布網結果所得B

矩陣為：

1.00.00.00.00.00.0

精心整理

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.01.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.01.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.01.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

-1.00.01.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

精心整理

0.0-1.00.01.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

-1.00.00.00.00.00.0

1.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.0-1.00.00.00.00.0

0.01.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

1.00.00.00.00.00.0

-1.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.01.00.00.00.00.0

0.0-1.00.00.00.00.00.0

精心整理

0.00.00.0;

0.00.01.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.01.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

1.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.01.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

精心整理

-1.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.0-1.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.01.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.01.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.0-1.00.00.0

0.00.00.0;

精心整理

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.0-1.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.01.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

1.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.01.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.01.00.00.00.0

精心整理

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.01.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

0.00.01.0;

0.00.00.00.0-1.00.0

1.00.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.0-1.0

0.01.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.0-1.00.0

精心整理

0.00.01.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.0-1.0

0.00.00.01.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

-1.00.01.00.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.0-1.00.01.00.00.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.0-1.00.01.00.00.0

0.00.00.0;

精心整理

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.0-1.00.01.00.0

0.00.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.0-1.00.00.0

0.01.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.0-1.00.0

0.00.01.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.01.00.00.0

0.0-1.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.01.00.0

精心整理

0.00.0-1.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.0-1.0

0.01.00.0;

0.00.00.00.00.00.0

0.00.00.00.00.00.00.0

-1.00.01.0;

GPS網以3km為單位

權，用公式

。=10mm+10PPMXD

可計算出單位權方差

為3.14cm,

精心整理

計算出每條獨立基線

的方差，之后根據公

式p=50*60/5i*

S1可以計算出每條

獨立基線的權值，如

下（取對角線）：

0.93,0.93,0.57,0.

57,1.33,1.33,0.64

,0.64,0.64,0.64,0

.75,0.75,0.86,0.8

精心整理

6,0.86,0.86,0.81,

0.81,0.81,0.81,0.

58,0.58,0.78,0.78

,1.52,1.52,0.62,0

.62,0.83,0.83,0.7

5,0.75,1.23,1.23,

1.08,1.08,1.08,1.

08,1.60

由MATLAB軟件可

解算出各未知點的協

精心整理

因數陣,

12345618910111213141516

10442200.2828C0.066800.147900.052000.016500.006400.00870

200442200.282800.0668C01479C0.0520C0.0165C0.006400.0087

30.2828C0.6616C0.042700.094600.033200.010600.004100.00560

400282800.661600.042700.0946C0.0332C0.0106C0.004100.0056

50.0668C0.0427C0.617400.140300.193100.061300.023700.03230

600.066800.042700.617400.1403C0.1931C0.0613C0.023700.0323

70.1479C0.0946L0.140300.310800.109300.034700.013400.01830

800.147900.094600140300.3108C0.1093C0.0347C0.013400.0183

90.052000.0332(0.193100.109300.388300.123300.047600.06490

L000.052000.033200.1931C01093C0.3883C0.1233C0.047600.0649

110.0165C0.0106C0.061300.034700.123300.297300.114800.15640

1200.016500.010600.061300.0347C01233C0.2973C0.114800.1564

130.0064C0.0041(0.023700.013400.047600114800.63420023920

1400.006400.004100.023700.0134C0.0476C0.1148C0.634200.2392

150.0087C0.0056C0.032300.018300.064900156400239200.32590

1600.008700.005600.032300.0183C0.0649C0.1564C0.239200.3259

&GPS1GPS2GPS3GPS4GPS5GPS6GPS7GPS8

坐標\

X0.44220.66160.61740.31080.38830.29730.63420.3259

Y0.44220.66160.61740.31080.38830.29730.63420.3259

通過比較得最弱點為

GPS2號點,其精度為25.72mm,

符合限差要求（限差為5cm）;

符合導線：起始點

GPS1,終點

精心整理

太山，中間布

設13個點，

相鄰點之間

距離平均為

500m,且該

導線經過主

井石紅。詳細

情況見圖。設

未知點坐標

為未知數,根

精心整理

據附和導線

的關系列出

誤差方程,求

得B系數矩

陣:

12345678910111213

12.1444-2.132700000000000

2096730>47151.1770-2.6041000000000

3-1.17702.60412.5687-0.8988-1.3916-1.70530000000

4001.39161.7053-5.1897-2.13723.79800431900000

50000-3.7980-043190.8504-32.94763X319000

6000000-2.9475-343190.0828-1.15162.86474.58350

700000000-2.8647-4.58350.5725-0.29292.2921

80000000000-2.2921-4.87650.8395

9000000000000-1XJ526

100000000000000

110000000000000

120000000000000

130000000000000

140000000000000

150000000000000

16-04280-0430400000000000

170.52260.2362-0.5226-0.2362000000000

18000.5265-04297-0.52650X2970000000

190000-0.09600.84440.0960-0.844400000

20000000-0.90080.77370.9008-0.7736000

2100000000-1.06150.66341.0615-0.63340

220000000000-1.17450.55201.1745

23000000000000-1.3170

240000000000000

250000000000000

260000000000000

270000000000000

280000000000000

2900000000