地质矿产勘查测量规范详解-李大成

方向法总结： (1) 适用于观测方向≥3时的水平角观测； (2) 观测开始前，根据观测目标调整好望远镜焦距，一 个测回内保持不变； (3) 若要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180˚/n的 差值，安臵水平度盘读数； (4) 适用于地表多个观测方向的情形； (5) 方向总数大于7时，分两组观测，每组方向数大致 相等且包括2个共同方向（其一为零方向）； (6) 个别目标不清晰时，可先放弃后补测。
地质矿产勘查测量及规范详解
姓 名：李大成（博士，硕导） 单 位：太原理工大学，测绘科学与技术系 Email : lidacheng@tyut.edu.cn 日 期：2014.3.27
内容组织
学科简述
实施细则
结语
1
2
3
学科简述
实施细则
结语
1
2
3
1
概 述
测量手段
传统工具：
学科目标
确定地球的形状、 大小，以及地面、 地下和空间中各种 物体的几何形态与 空间位臵。 地面点空间位臵： 1.坐标-（X, Y） 2.高程- H
站2
C点
A点
站1
B点
2
三角高程测量
适用条件：地形起伏较大的高程观测。
三角高程测量总结： 为消除或减弱地球曲率和大气折光的影响，三角 高程测量应采用对向观测，即直、反觇观测，取两次 高差的平均值作为最终高差。步骤如下： (1)将安臵经纬仪在测站A上，用钢尺量仪器高i和 觇标高v，分别量两次，取其均值； (2)用十字丝中丝瞄准B点觇标顶端，盘左、盘右 观测，分别读取竖直度盘读数，计算出垂直角 ； (3)将经纬仪搬至B点，同法对A点进行观测。
方向观测法
限差检核
归零差 2C 值
2C互差：同一测回内所有方向的2C值中最大与最小值之差； 2C较差：不同测回中相同方向的2C值之差。
1) 2C互差或； 2) 减少滴水、气流等对垂球线的影响； 3) 采用小直径、高强度钢丝，适当加大垂球重量； 4) 井上下量得两垂球线间距离的互差一般不应超过2mm。
三角单锁 三角双锁 中点多边形
布设指标
三、四等平面控制网中最弱相邻点的相对点位中误差不大于0.1m； 一、二级平面控制网中最弱点相对于起算点的点位中误差不大于0.1m。 相对点位中误差：是一点相对于另一点的各方向点位误差的几何平均值； 最弱点：离控制点最远、复测次数最少的点位； 起算点：内业计算的平面坐标起算基准。 平面控制点的密度一般应保持在图上500mm~1000mm的间隔内有一个点， 且可以全面控制测区范围。
导线网
布设形式
闭合导线
附合导线
支导线
2
平面控制测量方法
三角测量
① 在地面选定一系列点（称三角点，下图中A、B、C、…），按 三角形连接成网； ② 观测三角形网中所有角度∠1、∠2、∠3…，若A、B为已知点 （其坐标可用天文测量确定），则AB边长度和方位角也为已 知值。按三角形正弦公式，由AB边可以推算出AC、BC边长， 进而求得网中所有边长。 ③ 根据已知 边的方位角和网中各角可以推算网中各边的方位角。 再根据已知点坐标及各边的方位角和边长，就能逐次求得其 它各点的坐标。
大地高程
地面点沿其法 线到椭球面的 距离。
测量外业依据基准面： 大地水准面和铅垂线
测量内业计算基准： 参考椭球面和法线
高差与等高线
高差
等高线
各种地形的等高距标准见规范3.3.3
小 结
GPS测量 规范2009
类型 坐标系统
可采用标准 1980西安坐标系 1954北京坐标系 独立坐标系
优先级
规范备注 高斯正形（等角）投影，3°分 带； 测区面积小于50KM2且无发展远 景时在平面计算。 独立高程系应尽量与国家高程基 准联测；
(X, Y) 平面测量
矿山测量
测 定
把经测量和计算 得到的测量数据 绘制到图上；
大地测量
H
高程测量
地形测量（普通测量）
测 设
把图纸上规划设 计好的碎部点在 地面上标定出来， 作为施工依据。
工程测量
3 1
坐标系统与高程系
坐标系统 地理坐标系 独立平面直角坐标系
高斯投影坐标系
直线方向的表示
可相互换算
4
垂直角测量
情形一： 观测A、B两点在垂直方向的角度差，与测回法步骤相同； 情形二： 观测站点与测点的连线与水平方向的夹角： 量取仪器高，分别在正镜和倒镜下瞄准、读数。
垂直角测量总结： (1) 适用于观测方向≥3时的水平角观测； (2) 观测开始前，根据观测目标调整好望远镜焦距，一 个测回内保持不变； (3) 若要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180˚/n的 差值，安臵水平度盘读数； (4) 适用于地表多个观测方向的情形； (5) 方向总数大于7时，分两组观测，每组方向数大致 相等且包括2个共同方向（其一为零方向）； (6) 个别目标不清晰时，可先放弃后补测。
实地测量要素
几何要素计算
三点前方交会
距离交会
实地测量要素
几何要素计算
三点距离交会
2
经纬仪
经纬仪安臵
圆水准气 泡居中 调节脚架 粗对中
管水准气 泡居中
光学对中
经纬仪读数
目标不清晰：物镜
十字丝不清晰：目镜 镜筒内太暗：反光镜
DJ6经纬仪读数
DJ2经纬仪读数
3
水平角测量
测回法
测回法总结： (1) 适用于只有2个方向的水平角观测，如导线； (2) 观测开始前，根据观测目标调整好望远镜焦距， 一个测回内保持不变； (3) 若要观测n个测回，则各测回起始方向仍按 180˚/n的差值，安臵水平度盘读数； (4) 为校核全圆闭合差(左角+右角-360°)，应以 奇数测回测左角，偶数测回测右角，度盘变换 的起始方向按照(3)中的左角为准； (5) 可用于井下测角，但在实施中需注意以下事项： ① 井下测点多设于巷道顶板，经纬仪要进行点 下对中； ② 经纬仪与觇标均需照明； ③ 巷道倾角过大时需严格整平经纬仪。
如对于1:500的矿区平面图，平面控制点应在250m~500m间隔布置控制点。
对于平面控制测量，可在附近高级控制点设置GPS基站，并在矿区控制范 围进行GPS接收机的同步观测，以达到测区的平面控制；矿区内既可使用 GPS测量，也可视情况使用经纬仪+测距仪（或全站仪）来进行碎部测量。
边长相对中误差：边长中误差与对应边所测长度之比。
4
距离测量
钢尺量距
平坦地面
倾斜地面
平量法
斜量法
光电测距
注意事项：
1）气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。
2）测线应尽量离开地面障碍物1.3m以上，避免通过发热体和宽水面上空。 3）测线应避开强电磁场干扰的地方，例如不宜接近变压器、高压线等。
4）镜站后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。
三边测量
B
D
A(已知点)
C
E
边角组合测量
测量边角网中的边长和角度，以确定网中各点平面位臵。
导线测量
概述：依次测定各导线边的长度和各转折角值，再根据起算数据， 推算出各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。
方法：① 用经纬仪测量转折角，用钢尺测定导线边长的导线， 称为经纬仪导线； ② 若用光电测距仪测定导线边长，则称为光电测距导线。
GPS测量
水准测量
三角高程测量
注：红色字体标注为井下可采用的控制测量方法
2 1
平面控制测量
平面控制网布设
1
三角网
国家1-4等平面控制网 矿区平面控制网
等级控制
进一步加密控制
基于三、四等的加密 网和一级、二级小三 角网 可作为矿区首级网 也可越级布网
一、二等属基本控制 三、四等属加密控制
布设形式
① 独立控制网可布设为三角单锁、双锁或中点多边形等形式，可插点、 锁、网等图形； ② 插锁的三角形个数一般不多于8个，各网形的三角形内角不小于30°； ③ 插网或插点位臵应适当远离高级点，当两者或插点间距离小于平均 边长时，应组网联测； ④ 插点时应至少由三个方向测定，各个方向均需双向观测，使之构成 极条件或边条件； ⑤ 三角网估算精度低时刻加测对角线或增设测距边； ⑥ 特殊情况下可布设无定向插锁，但应有必要的检核条件； ⑦ 首级网起始边应采用相应精度的光电测距仪测定。
粗平
瞄准
精平
读数
圆水准器 居中调节
准星器粗瞄 微动螺旋精瞄
管水准器 居中调节
不足分划估读； 按由小到大的 注记读数。
圆水准器 居中调节
3 3
1
2
2
3
1
3
2
1
2
1
管水准器 居中调节
普通水准管
精密水准管
水准尺
与精密水准仪配套使用，用 于国家一、二级水准测量
铟钢尺
双面尺
多用于三、四等水准测量
塔尺
常用于碎部测量
单程双转点法
中丝法
由于水准尺黑面零刻度（即尺底）的磨损，实测的读数和真实值会产生 误差。如果一对水准尺的磨损程度相当，那么两点间所测高差仍有效；但实际 上两个水准尺的磨损程度肯定有区别，因此在奇数站时就要加入水准尺的零点 改正处理。 在磨损程度不同时，设有A、B和C三点，一对水准尺X和Y，X立在第一个 后视点。在一站（奇数）的情况下有：h(A,B)=(X1-x0)-(Y1-y0)，显然，当x0不 等于y0时，读数X1、Y1的差值并不能代表A与B间的实际高差h(A,B)；而在2站 （偶数）的情况下有，h(A,C)=[(X1-x0)-(Y1-y0)]+[(Y2-y0)-(X2-x0)]，此时上式的 右端即等于(X1-Y1)+(Y2-X2)，即根据累计读数测得的高差可以表达A与C点的 真实高差。 X尺 Y尺 X尺
水准测量总结： (1) 三等水准可使用单程双转点法或中丝法往返观测； 四等及等外水准用中丝法单程观测，支水准路线应 往返观测； (2) 三等水准观测每站照准标尺的先后顺序为 “后-前-前-后”，四等及等外为“后-后-前-前”； (3) 三等水准观测同一站不允许两次调焦，因而水准 仪要臵于距前后尺点距离大致相等处； (4) 每一测段的测站数应为偶数，由往测转入返测时 要调换两标尺位臵，并重新整臵仪器； (5) 每站需用两次仪器高观测，仪器高之差大于10cm。
导线全长相对闭合差：
3
测边网或边角组合网
布设要求
① 与相应等级三角网规格一致，网的边长大致相等，三角形内角宜在 [30°，100°]，但不应小于25°； ② 节点与高级点间或节点之间的路线长度不大于下表中导线长度的0.7 倍。导线边数一般不大于10条； ③ 加密的一、二级导线，可布设为无定向导线，但应尽量组成节点网；
方位角
象限角
ຫໍສະໝຸດ Baidu
同一线段的方位角关系
坐标推算
坐标正算
根据直线的边长、坐标方位角和一个端 点的坐标，计算直线另一个端点的坐标。
坐标反算
根据直线两端点的坐标计算直线的水平 距离和坐标方位角。
2
高程系统与高差
正高
地面点沿铅 垂方向至大 地水准面的 距离。
参考椭球面
与某区域或国 家的大地水准 面最为密合的 椭球面，可用 数学模型表示。
交会测量 角度前方交会
A、B为坐标已知控制点，P为待定点。分别在A、B点上安 臵经纬仪，观测水平角α、β，根据A、B两点的已知坐标和α、β 角，通过计算可得出P点的坐标。
为保证定点的精度，一般要求从三个已知点分别向P点观 测水平角，作两组前方交会。当两组坐标较差符合规定要求时， 取其均值作为最后坐标。
高程基准
1985国家高程基准 1956黄海高程系 独立高程系
延续原有 坐标系统 和高程基准
学科简述
实施细则
结语
1
2
3
1
实施总则
程序上：先整体，后局部； 精度上：从高级到低级； 步骤上：先控制，后碎部
控制测量 碎部测量
控制测量
平面控制测量
GPS测量 三角测量 三边测量 边角组合测量 导线测量
高程控制测量
2
导线网
布设要求
① 宜布设成等边形状，相邻边长之比不超过1:3。首级控制应布设为多 边形格网；加密时可布设成单线、单节点或多节点网等形式； ② 节点与高级点间或节点之间的路线长度不大于下表中导线长度的0.7 倍。导线边数一般不大于10条； ③ 加密的一、二级导线，可布设为无定向导线，但应尽量组成节点网；
5）要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机 内，将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。
5
直线定向
测量或推算一条直线的方位角。
测量仪器
罗盘仪
陀螺仪
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高程控制测量
水准测量
适用条件：地形起伏较小的高程观测。
基本原理
a — 后视读数 b — 前视读数
连续水准测量
水准路线
水准仪安臵
1. 2. 3. 4.
测区成果
1. 测区内点位的大 地坐标、高程信息;
经纬仪（角度测量） 水准仪（高差测量） 测距仪（距离测量） 全站仪（角度+高 差+距离） 5. 陀螺仪（定向）
拓展手段： 摄影测量与卫星遥感 （几何、光谱、时相）
2. 各种比例尺的地 形图、地图；
2
技术任务
应用领域 实施任务
技术策略