大地测量矿区控制网设计说明

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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，虚线围为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完成控制网技术设计，一月完成建网任务。

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

（一）自然地理条件

1.地理概况

本测区中心位置为东经117°13′，北纬34°12′。测区地面高程为+30~+244m。位于XX省XX县境，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2~3级，夏季略受台风的影响。宜于野外作业时间为3~11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。

（二）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 20510250 244.0

此点系1959年有XX测绘队施测，作业依据的规为《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Ⅱ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）

Ⅱ-4 二35.000

Ⅱ-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，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。

三、本次设计的要求

1.首级测图控制网可采用E级(四等)GPS网，点数为6~12个（含已知点），平均边长为2~5km。采用GPS静态相对定位测量，观测时间为45分钟，GPS接收机用3台或4台。要求设计出几个同步时段构成的异步环。

GPS网观测与数据处理采用基线解算、无约束平差、约束平差，经坐标转换最后得到GPS点的1954坐标系坐标。

GPS点的水准高程通过已知水准高程公共点采用多项式拟合法求得。估算最弱中误差。

对于1:2000比例尺测图，首级控制网精度估算后，相邻点最弱点位误差≤5cm。

2.加密网为一级（或二级）导线网。每条导线长度、平均边长导线点数按相应要求等级布设（平均500m一点）观测方法采用全站仪按规要求测角、测边。估算最弱点中误差。

对于1:2000比例尺测图，加密控制网精度估算后，相邻点最弱点位误差≤5cm。

3.水准网可布设为四等附合或闭合水准网，平均1~2km一个水准点。估算最弱点高程中误差，其值应≤2cm。

四、本次设计成果

1.GPS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，我还重新选了九个点，一共是十二个观测点，对已知点用-1，-2，-3,进行标记，其他电用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。然后对GPS网中的独立基线进行图上测量，换算到实际距离，然后对每条独立基线定权，设计基线的观测精度为：

10mm+10D(km)

根据此式将每条独立基线的权值确定。如下：

然后应用MATLAB软件对其进行精度估算，程序如下：

B=zeros(36,18);

JK=[1,99;2,99;1,3;3,2;2,4;4,99;3,6;3,99;7,99;7,9;7,6;9,99;5,8;8,99;6,99;5,1;5, 3;5,6];

i=1;

while 1;

if i==19;

break;

end

j=JK(i,1);k=JK(i,2);

B((i-1)*2+1,(j-1)*2+1)=1;

B((i-1)*2+2,(j-1)*2+2)=1;

if k==99;

a=1;

else

B((i-1)*2+1,(k-1)*2+1)=-1;

B((i-1)*2+2,(k-1)*2+2)=-1;

end

i=i+1;

end

Q=blkdiag(0.8175,0.8175,0.6405,0.6405,1.4355,1.4355,0.9643,0.9643,0.7179,0.717 9,3.3559,3.3559,1.0148,1.0148,0.82948,0.82948,0.99889,0.99889,0.7155,0.7155,2. 1821,2.1821,0.991,0.991,0.6735,0.6735,1.3231,1.3231,0.53397,0.53397,1.5325,1.5 325,1.2827,1.2827,0.9568,0.9568);

P=inv(Q);

BTPB=B'*P*B;

Qxx=inv(BTPB);

得到的B,Qxx结果如下: