云峰镇连头乌龟岩背花岗岩矿地形测量毕业论文.doc
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1、I 武汉大学测绘学院武汉大学测绘学院 毕毕 业业 论论 文文 遂昌县云峰镇连头乌龟岩背花岗岩矿地形测量遂昌县云峰镇连头乌龟岩背花岗岩矿地形测量 学 院 测 绘 学 院 专业名称 测量工程技术 学 号 201063103631 姓 名 郭 祥 龙 指导老师 张 朝 玉 二一二年三月 II 摘摘 要要 本文主要内容,着重介绍高程控制测量技术,包括水准测量、三角高程测量的基本方 法,然后分别讨论了线路放样及坐标计算,同时贯穿着整个矿山的测量方法与图后的处理 工作。 在矿山测量的施工过程中,除了平面坐标控制、高程测量,对点的布设及埋石也是必不 可少的。高程测量的主要方法有水准测量和三角高程测量。水准测
2、量方法简单,且精度较 高,是高程测量的主要方法。在一些特殊条件下无法采用水准测量时,三角高程测量可以 代替水准测量高程,精度同样满足施工要求。随着全站仪的广泛使用,全站仪精度的提高, 三角高程测量的方法的更新,全站仪测定三角高程操作更简单,实测速度更快。 关键词:施工放样;水准测量;三角高程 1 目目 录录 第一章第一章 概况概况 1 1 1.1 工程简介 1 1.3 已有资料 1 1.4 人员及仪器设备的准备 1 第二章第二章 矿山施工测量矿山施工测量 4 4 2.1 坐标计算及测量放样 4 2.2 施工测量坐标放样 5 2.3 三角高程测量 6 2.4 全站仪安置在测站的三角高程测量 7
3、2.5 全站仪安置在任意一点的三角高程测量 7 2.6 精度估算 8 第三章矿山井下测量中的主要问题第三章矿山井下测量中的主要问题 9 9 3.1 井下测量方案 9 3.2 矿井测量方法 9 3.3 井下测量遇到的问题 10 3.4 针对矿山井下测量出现的问题应采取的对策 10 第四章第四章 地形图测绘地形图测绘 1212 4.1 平面坐标系统、高程系统和基本等高距、图幅分幅 12 4.2 碎部点高程测注以及测量数据编辑 12 第五章第五章 技术总结技术总结 1313 参参 考考 文文 献献 1414 1 第一章 概况 1.1 工程简介 本项目所在区域为遂昌县云峰镇连头乌龟岩背的花岗岩矿,受遂
4、昌县国土 资源局的委托,我公司对遂昌县云峰镇连头乌龟岩背花岗岩矿矿区进行 1:2000 数字地形图测量工作。 测区位于遂昌县城北东 55方向,直距约 13km,云峰镇连头村北东约 500m 处,行政隶属遂昌县云峰镇连头村管辖。本测区位于东经 11921、北纬 28 41附近;测区实体面积(即水平投影面积)约为 0.9887 平方公里。 测区为丘陵地区、山地广布,海拔 250m 至 510m。山地多为树木,山上灌 木丛生,通视条件较差,而且本测区为一露天开采矿山,测量时对选点有一定 的要求。这些都给测绘工作带来一定的困难。为保证生产质量、施工进度及后 续工程服务,我公司组织专业技术小组进行踏勘、
5、搜集资料,严格按质量管理 体系操作运行。 1.3 已有资料 1)范围:根据预定方案设定的位置(1:1 万地形图) ,和有关资料进行 1:2000 地形图的测量。 2)遵照国家颁布的工程测量规范 (GB50026-2007)进行 1:2000 地形 图测量,布设一级导线平面控制点、四等水准高程控制点;按 500 米的密度进 行设立,实地测绘点之记。 3)以上成果要求提供一套数字化地形图电子文件及纸质地形图。 4)本工程收集到两个 D 级 GPS 平面控制点 G14、G15 作为本工程平面控制 起算点。 5)本工程收集到 G14、G15 两个四等水准高程控制点,系 1985 国家高程基 准成果,作
6、为本工程高程控制起算点。 6)委托方提供的 1:1 万地形图,1:1 万地形图的地物、地貌逼真,取舍 恰当,为本次测量工作的交通、选埋、控制点联测及测图分幅等提供了方便。 7)起算数据列表如下表 1-1。 起算数据表 1-1 点名标志X 坐标Y 坐标备注H 高程备注 G14 混凝土桩 3174125.86240436541.911 D 级 GPS 点 257.777 四等水准点 G15 混凝土桩 3173964.63840436581.446 D 级 GPS 点 283.682 四等水准点 2 1.4 人员及仪器设备的准备 1)本项目要用到仪器设备有:用于高程控制的水准仪及成套设备见仪器设 备
7、(表 1-2)和用于坐标控制的全站仪及其成套设备见仪器设备(表 1-3)以 及戴尔便携式笔记本电脑 1 台、惠普笔记本电脑两台、HP Laserjet 1150 激光 打印机 1 台、HP Designjet 500 Plus 大幅面绘图仪 1 台、对讲机 5 台及各相 应配套设备。 测量仪器设备表 1-2 设备型号性能图示 水准仪拓普康 AT-G2 精度 mm/km:0.7 放大倍数:32x 自动安平精度:0.3 三脚架南方 ats-5 最大长度 1650mm 最小长度 970mm 塔尺南方 ALR2(5m) 最大长度 5m 最小长度 1.3m 五节折叠 坐标放样仪器设备表 1-3 仪器设备
8、型号指标图示 全站仪拓普康 625 角度测量精确度 4,距离测量精确度 2mm +2ppm 脚架南方 ats-2 最大长度 1700mm 最小长度 1000mm 3 棱镜拓普康 ads-11 有效直径: 64mm 棱镜常数: 0mm 2)进场后,工程技术人员在开工前要全面熟悉图纸资料、施工技术规范、 复拟图表中各个数据的正确性,了解设计意图,然后按照图纸资料,施工技术 规范的要求进行施工测量。测量前要求设计单位到施工现场进行技术交底,沿 线等线点、水准基点桩以及一些其它重要桩位。组织测量人员进行全面复测, 将相关资料报监理工程师进行审核、批准。 4 第二章 矿山施工测量 为了保证工程的顺利进行
9、,公司组织了技术人员对本工程可预见的技术难 点、工程质量及进度、安全生产等问题进行了讨论;本工程是块状地形,约 0.9887 平方公里,经讨论决定平面位置采用导线控制测量,联测高等级控制点, 以闭合导线的形式布设一级导线;高程测量由于一般的四等附和水准路线控制 的路线不长,路线过长时最弱边点中误差难以保证,故决定采用布设四等水准 网的方式进行施测,以确保四等水准高程的精度,平差时按结点网进行严密平 差,在施测过程中,与三角高程进行比较,发现问题便及时处理。 2.1 坐标计算及测量放样 在施工测量中,有些放样点矿山并不具备,要求我们计算储量,而复化辛 普生公式适合各种线型点位坐标的计算。 复化辛
10、普生公式为: )sinsin2)sin(sin4(sin 6 )coscos2)cos(cos4(cos 6 12/32/1 12/32/1 iAA iAA H YY H XX (3-1) 式中: 180 )( 2 1 AiAiAi DKDK )( Ai AB AB Ai DKDK DKDK 2 Ai DKKDK H HDKDX A 1 2 1 2/1 DXDK DX A 2 2/3 iA DKDX DX )90sin( )90cos( iLL iLL DYY DXX 5 )90sin( )90cos( iRR iRR DYY DXX 其中,为曲线元起点 A 的纵,横坐标;为曲线元起点 A 的
11、切线 A X A Y A 方位角;为里程点的切线方位角;为里程的切线方位角; 1 1 DX 2/1 2/1 DX 为里程的切线方位角;为曲线元上待求点 i 的切线方位角; DK 2/3 2/3 DX i 为曲线元起点 A 的里程;DK 为曲线元终点 B 的里程;DK 为曲线元待求点 i AB i 的里程;为曲线元起点 A 的曲率(曲率为半径的倒数) ;为曲线元终点 B A B 的曲率;为曲线元待求点 i 的曲率;当曲线右偏时,取正;当曲线 i A B 左偏时,取负。X ,Y 为左边桩点位坐标,右边桩点位坐标,D A B LLRR YX , ,D 分别为左右边线距中线的平距。 LR 2.2 施工
12、测量坐标放样 坐标放样法就是利用坐标作为测量要素将工程部位的坐标值通过极坐标法 放样,用以控制工程。有了方向和距离就可以确定一个点位,这便是坐标控制 的基本原理。为了方便计算和操作,一般使用方位角来作为方向控制。 如有两点 A(,),B(,)从 A 到 B 方位角 和距离 的计算公式分别 0 x 0 y 1 x 1 y l 是: (0 ) )arctan( 01 01 xx yy 01 xx 当=0 时,为平行于轴的直线 01 xx y 2 0 2 0 )()(yyxxl 对于方位角,还需判断其所在象限。当: 、,在第一象限; 0) 01 xx(0)( 01 yy 、,在第二象限; 0) 01
13、 xx(0)( 01 yy 、,在第三象限; 0) 01 xx(0)( 01 yy 、,在第四象限; 0) 01 xx(0)( 01 yy 放样操作中,首先置镜于已知点,后视相邻的已知点。计算出方位角,输 入到仪器中作为起始方向,此后仪器任意旋转位置的目标方向都是置镜点至目 标点的大地方位角。通过计算所要放样点的方位角和距离,拨转仪器到这个方 位角。在此方向上架设棱镜,测距离,并与计算距离作比较,前后移动棱镜, 直至所测距离与计算距离相差达到允许范围内,此点即为所放样点。在一个已 知点上,可以一次完成大量的矿山放样,其精度高,受限制的因素少。为了施 工方便,已知点都设在平坦、视野开阔的地方,放
14、样时可以确保仪器的稳定性 又方便。随着仪器的制造厂商在不断的改进仪器,功能越来越齐全。全站仪和 y x 6 智能全站仪,利用菜单功能,操作更方便。 2.3 三角高程测量 在矿山测量的深层处理中,水准测量受地形特殊施工条件限制外业工作量 大,施测速度慢。三角高程测量是一种间接测高法它不受地形起伏的限制,且 施测速度较快。全站仪三角高程测量可以不受地形限制,在高程放样中具有水 准测量无法比拟的优越性。全站仪三角高程测量完全可以代替水准测量。在传 统的道路施工测量中,全站仪主要用于平面测量,而高程主要靠水准测量,近 年来随着全站仪精度的提高,三角高程已经可以在工程施工中用全站仪代替水 准仪进行高程测
15、量。 设 A,B 为地面上高度不同的两点。已知 A 点高程,只要知道 A 点对 B 点 A H 的高差即可由得到 B 点的高程。 AB h ABAB hHH B H 图 3-3 三角高程测量 图中:D 为 A、B 两点间的水平距离 为在 A 点观测 B 点时的垂直角 为测站点的仪器高,t 为棱镜高 i 为 A 点高程,为 B 点高程。 A H B H 为全站仪望远镜和棱镜之间的高差() vaDvtan 首先我们假设 A,B 两点相距不太远,可以将水准面看成水准面,也不考虑 大气折光的影响。为了确定高差,可在 A 点架设全站仪,在 B 点竖立跟踪杆, AB h 观测垂直角 ,并直接量取仪器高 和
16、棱镜高 t,若 A,B 两点间的水平距离为 i D,则,故 tivhAB tiaDHH AB tan 这就是三角高程测量的基本公式,但它是以水平面为基准面和视线成直线 为前提的。因此,只有当 A,B 两点间的距离很短时,才比较准确。当 A,B 两 7 点距离较远时,就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了。这里不叙述如何进 行球差和气差的改正,只就三角高程测量新法的一般原理进行阐述。我们从传 统的三角高程测量方法中我们可以看出,它具备以下两个特点: 全站仪必须架设在已知高程点上 要测出待测点的高程,必须量取仪器高和棱镜高。 2.4 全站仪安置在测站的三角高程测量 一般来说为了选线、测带状地形图及施
17、工测量方便,导线边长在 1200m 属 正常,但是设计、施工之间有一定时间间隔,控制点难免有损坏,而且有些线 路设计单位本身布网点间距就大,在创业路所见导线平均边长 500600m, 个别达到千米。当导线边较长、倾角较大,应将斜长化为平距并将水平长度归 化到投影水准面上。 设斜边长为 L,斜边长 L 投影在水准面上的长度 S,地球曲率影响的角度 为 S 所对应地球圆心角,天顶距,折光角。仪器高 ,棱镜高 。 a 1 iv 考虑到, 12/cos112/cos viaLaLh) 12/sin(sincos 设近似高差 aLhcos 近似高差的改正值 ) 12/sin(sinaLh vihhh 往
18、返测量高差的差值: )()() 12/sin(sin2 BABABAAB vviiaLhhdh 取往返测的高差平均值进行平差得到最终高程。 2.5 全站仪安置在任意一点的三角高程测量 如果我们能将全站仪像水准仪一样任意置点,而不是将它置在已知高程点 上,同时又在不量取仪高和棱镜高的情况下,利用三角高程测量原理测出待测 点的高程,那么施测得速度将更快、精度更高。假设 A、B 点的高程已知,这里 要通过全站仪测定其他任意待测点的高程。 )cos()(viaLHHH BAi 或 上式除了的值可以用仪器直接测出外,都是未知的。但有一 coshaL即vi, 点可以确定即仪器一旦置好, 值也将随之不变,同
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