《大地测量学基础课程设计报告-灯湖矿区控制网设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大地测量学基础课程设计报告-灯湖矿区控制网设计.docx（23页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、工程测量控制网技术设计说明书 姓名： 班级：测绘09-4 学号：07093041 环境与测绘学院灯湖矿区控制网设计一、工程控制网设计任务书灯湖矿区控制网设计任务通知书矿大测绘队：灯湖矿区位于XX省XX煤田东北域。本矿区已列入国家经济建设计划，准备进行重点开发。根据建设计划，首先需施测80平方公里的1:2000的地图。所给图为1:50000地形图，虚线范围内为1:2000测图区。为了加快建井速度，需在竖井间进行对向掘进，最大贯通距离为3km，矿井最大单翼长度为5km，井深一般不超过800m。为了满足矿山设计、建井、生产三阶段测绘各种比例尺地形图、井巷贯通以及工业场地施工测量的需要，应在全矿区建立
2、统一的具有足够精度密度的平面控制网与高程控制网。要求你队在任务通知书下达后一周内完成控制网技术设计，一月内完成建网任。 XX省煤炭管理局 年 月 日 二、测区自然地理条件及已有测绘成果资料1.地理概本测区中心位置为东经11713，北纬3412。测区地面高程为+30+244m。位于XX省XX县境内，属于华东丘陵地带，南部及中部为山地。其上林木繁茂，不利通视，其余为平原，密布村庄和厂矿，建筑群遍地，影响观测。灯湖位于测区东部，湖面开阔，中有大堤。2.交通情况测区内有铁路支线通过，公路四通八达，村间大道可行汽车，交通方便。3.气候情况测区地处华东近海地区，气候宜人。全年平均降雨量为1040mm，雨量
3、集中于6、7、8三个月份。全年平均气温为+15，夏季气温较高，一般为30左右，冬季有雪，但不寒冷，最低气温为-5，冻土线深度为0.1m。全年平均风力为23级，夏季略受台风的影响。宜于野外作业时间为311月份，年平均作业时间利用率为21天/月。4.居民及居民点测区内地少人多，人口稠密，多为汉族，少数为回族。测量作业所需人力、物力、材料及食宿均可就地解决。三、已有测绘成果资料1.三角成果及其精度国家二等网点3个：点名 等级 x（m） y（m） H（m） 玉 山 二 3793400 20506000 195.4广具山 二 3790725 20515900 135.0太 山 二 3786800 205
4、10250 244.0此点系1959年有XX测绘队施测，作业依据的规范为一、二、三、四等三角测量细则(1958年)。三点标石保存完好。坐标系统为1954年北京坐标系，三度分带，中央子午线为117。2.高程网成果及其精度国家等水准路线由西向东横穿测区北部。根据二等水准路线图，本测区内及附近应有三个二等水准点，依点之记只找到其中的2个标石保存完好：点号 等级 x（m） y（m） H（m）-4 二35.000-2 二46.000该二等水准路线系国家测绘队于1979年施测。施测精度及埋石质量均符合规范要求。高程为1956年黄海高程系统。3.地形图资料1984年XX航测队航测本地区1:50000地形图，
5、成图效果良好，可供技术设计图上选点使用。地形图见成果图。四、坐标系统的选择和处理 广具山和玉山为预测区的两端，；根据公式相对变形1:40000,固不需要变换坐标系统；处于下图的第一区域，测区中地面点的高程H和横坐标Y都满足测区所限定的范围，则不必选择独立坐标系。五、平面控制网1.E级GPS首级控制网网首先对测区的地形地貌有一个大概的了解，根据上述对GPS网的要求选择合适的点，除三个已知点之外，还重新选了9个点，一共是12个观测点，对已知点用0,0,0进行标记，其他点用1-9标记。采用3台GPS接收机的作业方法，分为11个时段，独立基线为22条。设计网型见附录一。然后对GPS网中的独立基线进行图
6、上测量，用CAD实现，换算到实际距离，然后对每条独立基线定权，设计基线向量的观测精度为：则基线向量的观测中误差为：取平均基线长度的中误差为单位权中误差，根据此式将每条独立基线的权值确定。如下：认真领悟间接平差的实质，取每个未知点的横纵坐标为参数，每条基线向量列出两个误差方程：取横纵坐标为参数的系数即可得出系阵B，如上表所示；然后将P阵和B阵导入到MATLAB中进行运算，计算出Nbb后转置，即得出协因素阵Qxx；协方差阵Dxx=，见附表一所示。由表可以看出9号点的中午差最大大13.2mm20mm;固此E级GPS测图控制网次设计合理！首级控制网设计所涉及到的权阵P，Qxx，Nbb见附表二所示。主要
7、技术依据：2.一级导线加密网 在视野较开阔，离矿井较近的的区域进行加密。采用全站仪按规范要求进行测角量边。设计的导线网如图所示由于用导线网加密，固测角测边的中误差都相等，边和角的权都是1.编写如下MATLAB程序计算：B=zeros(19,18); % 给误差方程系数阵的元素赋0,行数是观测值个数,列数是未知数个数.JKH=1,-1,2;2,3,1;3,2,4;4,3,5;5,4,6;6,7,5;7,6,8;8,7,9;9,8,-2;%观测角的端点编号9JK=1,-1;1,2;2,3;3,4;4,5;6,5;6,7;7,8;8,9;9,-2;%观测边的端点编号10XYJS=92600,6200
8、;92000,6600;90500,6800;91300,6650;90000,7200;89550,8000;88800,7900;88100,7860;87700,8450;93400,6000;86800,8850;%各点近似坐标%9个未知，2个已知ro=2062.65;i=1; while 1 if i=10;%观测角的个数是9,因此i=10时中断 break; endj=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0 j=9+abs(j);%未知点个数是9个 end if k=0 k=9+abs(k);%未知点个数是9个 end if h=0 h=9+a
9、bs(h);%未知点个数是9个 end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2); dxjh=XYJS(h,1)-XYJS(j,1);dyjh=XYJS(h,2)-XYJS(j,2); sjk0=dxjk*dxjk+dyjk*dyjk; sjh0=dxjh*dxjh+dyjh*dyjh; j=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0 & k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjk0;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjk0; end if k=0 B(i,
10、j*2-1)=ro*dyjk/sjk0;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjk0; end if k=0 & j=0 B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjk0;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjk0;B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjk0;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjk0; end if j=0 & h=0 A=0; end if j=0 B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjh0;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjh0; end if j=0 & h=0 & h=0 B(i,j*2-1)=B(i,j*2-1)-ro*dyjh/sjh0;B(i,j
11、*2)=B(i,j*2)+ro*dxjh/sjh0;B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjh0;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjh0; end i=i+1; end while 2 if i=20;%观测角加上观测边的总数是19,因此i=20时中断 break; endj=JK(i-9,1);k=JK(i-9,2);%减去观角的个数,9 if j=0 j=9+abs(j);%未知点个数是9个 end if k=0 k=9+abs(k);%未知点个数是9个 end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2); sjk0=sqrt
12、(dxjk*dxjk+dyjk*dyjk); j=JK(i-9,1);k=JK(i-9,2);%减去观角的个数,9 if j=0 & k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=dxjk/sjk0;B(i,k*2)=dyjk/sjk0; end if k=0 B(i,j*2-1)=-dxjk/sjk0;B(i,j*2)=-dyjk/sjk0; end if k=0 & j=0 B(i,j*2-1)=-dxjk/sjk0;B(i,j*2)=-dyjk/sjk0;B(i,k*2-1)=dxjk/sjk0;B(i,k*2)=dyjk/sjk0; end i=i+1; end P=b
13、lkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1);%观测角和观测边的权阵 Nbb=B*P*B;Qxx=inv(Nbb);计算得出Nbb，Qxx，Dxx=。最弱点为第三点，边中误差Dxx= 3.30502115;从玉山到石红村的一级导线加密设计合理！主要技术依据见下表：六、高程控制网以国家二等水准点II-2,II-4起始点，布设一条三等水准附合路线，作为矿区高程首级控制网。途径石红和上村两处。所布网型见附录二。运用间接平差的方法，计算出点的高程平差值.=X1-X2;得出 B阵如下所示。根据相邻水准点间的距离确定权阵P；取水准点之间的距离平均值的权作为单位
14、权。计算Nbb=B*P*B,Qxx=inv(Nbb), Dxx=;最弱点为第15号点，中误差Dxx=2.55120120;相关协因素阵DXX为：相关技术依据：七、技术依据及作业方法1、现行测量规范（供参考）：（1）全球定位系统（GPS）测量规范，GB/T 18314-2009。（2）全球定位系统城市测量技术规程，CJJ73-97。（3）工程测量规范，GB50026-2007。（4）城市测量规范，CJJ8-99。（5）国家一、二等水准 测量规范，GB12897-91。（6）国家三、四等水准 测量规范。GB12898-91（7）1:500 1:1 000 1:2 000地形图图式GB/T20257
15、.1-2007；2、选校仪器（1）外业观测使用仪器标称精度优于10mm+*D的GPS双频接收机,仪器性能可靠，精度满足设计要求.（2）徕卡公司生产的TPS1100系列全站仪（TCA2003自动全站仪）。（3因瓦基线尺，DS1水准仪仪器检视（外观检视）圆水准器安置正确性的检校（使各方向位置气泡都居中）光学测微器效用正确性和分划值的检定3、埋石造标（钢标）4、观测方法及限差GPS观测模式静态数据采集间隔20秒卫星截止高度角15天线安置的对中误差1mm有效观测卫星数 4两次丈量天线高之差3mm观测时段长度40分卫星的几何图形强度因子PDOP8观测时段数11任一卫星的有效观测时间15分表1. GPS网
16、测量精度分级等级平均距离（km）a（mm）b（ppmD）最弱边相对中误差二91021/12万三51051/8万四210101/4.5万一级110101/2万二级110201/1万加密网采用附和导线表2. 导线测量的主要技术要求等 级导线长度(km)平均边长(km)测角中误差（”）测距中误差（mm）测距相对中误差测回数方位角闭合差（”）相对闭合差DJ1DJ2DJ6三等3031.8201/1500006103.6n1/55000四等201.52.5181/80000465n1/35000一级100.74101/70000248n1/20000二级60.38101/300001316n1/10000
17、三级12151/70001224n1/5000高程控制采用四等闭合水准网表3. 水准测量的主要技术标准等级每千米高差全中误差(mm)路线长度(km)水准仪的型号水准尺观 测 次 数往返较差或闭合差与已知点联测附合或环 线平地(mm)山地(mm)二等2DS1因瓦往返往 返4L三等650DS1因瓦往 返往测12L4nDS3双面往 返四等1016DS3双面往 返往测20L6n五等15DS3单面往 返往测30L5、工作量综合计算及工作进程计划整个任务计划由6名测绘人员5天内共同完成。第一天：全体队员深入测区了解现场情况，踏勘选点，依据规范埋石造标。第二、三天：3名队员组成平面组，进行GPS观测；3名队
18、员组成高程组，进行水准观测。第四天：全体队员进行内业计算，平面组和高程组进行互检。第五天：（对超限部分进行补测，重新平差）起草，修订技术说明书。6、经费预算项目数目价格（人民币）费用（人民币）GPS单频接收机3台1.5万4.5万DSI水准仪1台0.8万0.8万全站仪1台2万2万标石21个100元0.21万生活补贴6人100元0.3万住、行6人200元0.6万其他1万合计9.41万人民币。卫星遥感影像图上进行控制网设计一、任务书对选定的一幅卫星遥感影像图，面积约100200平方千米，标定已知控制点，设计测绘地形图（1：5000）工程所需控制点，按课程设计大纲要求进行控制网设计。二、测区概况简述本
19、测区中心位置为东经117，北纬34，测区地处城镇，交通发达，建筑密集。测区中心予以面积约为7平方公里的湖泊，湖中有一条路，南北走向平分湖泊。其他自然资料和人文资料不详。三、已有资料图中D025,D026，D018为D级GPS控制点，其高斯平面坐标和水准高程如下表示：（1980年西安坐标系、中央子午线经度117度）序号点号X（米）Y（米）H（米）备注1D01837926703951822240.446平面坐标为D级GPS点高程为国家二等水准点2D02537897333951101538.6633D026378900739515904182.514四、坐标系统的选择和处理D018和D025为测区的
20、两端，；根据公式相对变形1:40000,固不需要变换坐标系统；处于下图的第一区域，测区中地面点的高程H和横坐标Y都满足测区所限定的范围，则不必选择独立坐标系。五、平面控制网1.E级GPS首级控制网网 首先对测区的地形地貌有一个大概的了解，根据上述对GPS网的要求选择合适的点，除三个已知点之外，还重新选了9个点，一共是12个观测点，对已知点用0,0,0进行标记，其他点用1-9标记。采用4台GPS接收机的作业方法，分为6个时段，独立基线为18条。设计网型见附录三。然后对GPS网中的独立基线进行图上测量，实际距离，然后对每条独立基线定权，设计基线向量的观测精度为：则基线向量的观测中误差为：用间接平差
21、的方法对设计网型进行平差估计，估算出最弱点中误差。各控制点坐标为点号纬度经度XYD02534145.87117 715.003789798.5231511132.5217D026341342.081171026.023789072.5429516022.3625D018341540.811171156.853792735.2995518339.91481341513.87117 722.473791894.0743511321.16472341555.72117 750.573793184.5211512038.4837334162.61117 96.093793399.5082513970.
22、17954341450.70117 914.293791184.0140514183.30555341356.28117 858.253789506.5285513775.33196341451.731171031.023791218.9268516146.63867341430.491171212.483790569.2747518744.12468341615.571171034.933793802.5175516242.21179341333.501171143.353788811.7504518002.0571认真领悟间接平差的实质，取每个未知点的横纵坐标为参数，每条基线向量列出两个误
23、差方程：取横纵坐标为参数的系数即可得出系数阵B：取平均基线长度的中误差为单位权中误差，根据此式将每条独立基线的权值确定。Nbb=B*P*B;Qxx=inv(Nbb);计算得出Nbb，Qxx，Dxx=。最弱点为第9点，边中误差Dxx= 18.1。2.一级导线加密网如图在首级网的控制点3和D018间布设一级导线加密网。各加密点的坐标为点号纬度经度XY-134162.60117 96.103793399.2005513970.4358-2341615.571171034.933793802.5175516242.21171341552.14117 919.403793077.4026514311.1
24、7142341535.67117 924.503792570.1016514442.42713341552.69117 944.633793095.3580514956.60594341534.73117101.283792542.6338515383.47205341553.321171014.033793116.0010515708.71526341553.771171039.393793130.9771516357.4761编写MATLAB程序估算最弱点中误差：B=zeros(13,12); % 给误差方程系数阵的元素赋0,行数是观测值个数,列数是未知数个数.JKH=1,-1,2;2,3
25、,1;3,2,4;4,3,5;5,4,6;6,-2,5;%观测角的端点编号6JK=1,-1;1,2;2,3;3,4;4,5;6,5;6,-2;%观测边的端点编号7XYJS=3793077.4026,514311.1714;3792570.1016,514442.4271;3793095.3580,514956.6059;3792542.6338,515383.4720;3793116.0010,515708.7152;3793130.9771,516357.4761;3793399.2005,513970.4358;3793802.5175,516242.2117;%各点近似坐标%8个点，6个
26、未知，2个已知ro=2062.65;i=1; while 1 if i=7;%观测角的个数是6,因此i=7时中断 break; endj=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0 j=6+abs(j);%未知点个数是9个 end if k=0 k=6+abs(k);%未知点个数是9个 end if h=0 h=6+abs(h);%未知点个数是9个 end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2); dxjh=XYJS(h,1)-XYJS(j,1);dyjh=XYJS(h,2)-XYJS(j,2); s
27、jk0=dxjk*dxjk+dyjk*dyjk; sjh0=dxjh*dxjh+dyjh*dyjh; j=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0 & k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjk0;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjk0; end if k=0 B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjk0;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjk0; end if k=0 & j=0 B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjk0;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjk0;B(i,k*2-1)=-ro*
28、dyjk/sjk0;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjk0; end if j=0 & h=0 A=0; end if j=0 B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjh0;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjh0; end if j=0 & h=0 & h=0 B(i,j*2-1)=B(i,j*2-1)-ro*dyjh/sjh0;B(i,j*2)=B(i,j*2)+ro*dxjh/sjh0;B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjh0;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjh0; end i=i+1; end while 2 if i=14;%观测角加上观测边的总数是13,因此
29、i=14时中断 break; endj=JK(i-6,1);k=JK(i-6,2);%减去观角的个数,6 if j=0 j=6+abs(j);%未知点个数是6个 end if k=0 k=6+abs(k);%未知点个数是6个 end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2); sjk0=sqrt(dxjk*dxjk+dyjk*dyjk); j=JK(i-6,1);k=JK(i-6,2);%减去观角的个数,6 if j=0 & k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=dxjk/sjk0;B(i,k*2)=dyjk/s
30、jk0; end if k=0 B(i,j*2-1)=-dxjk/sjk0;B(i,j*2)=-dyjk/sjk0; end if k=0 & j=0 B(i,j*2-1)=-dxjk/sjk0;B(i,j*2)=-dyjk/sjk0;B(i,k*2-1)=dxjk/sjk0;B(i,k*2)=dyjk/sjk0; end i=i+1; end P=blkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1);%观测角和观测边的权阵19*19 BTPB=B*P*B;QXX=inv(BTPB);B阵 Qxx阵 第3点为最弱点，测距中误差为1.19.六、技术依据及作业方法1、现行测量规范（参见灯湖矿区）2、选校仪器（参见灯湖矿区）3、埋石造标（钢标）（参见灯湖矿区）4、观测方法及限差（参见灯湖矿区） 5、工作量综合计算及工作进程计划表整个任务计划由4名测绘人员4天内共同完成。第一天：全体队员深入测区了解现场情况，踏勘选点，依据规范埋石造标。第二天：GPS观测，导线加密第三天：内业计算第四天：（对超限部分进行重测，重新平差）起草，修订技术说明书。6、经费预算项目数目价格（人民币）费用（人民币）GPS双频接收机4台1.5万6万全站仪1台2万2万标石15个100元0.15万生活补贴4人100元0.16万住、行4人200元0.32万其他1万合计9.65万人民币。23