矿区控制测量的现场布测与计算

第十一章矿山控制测量

第一节控制测量概述

控制测量是根据整个测区的地物、地貌分布情况，以及矿区工程建设的整体规划，选择一些具有控制意义的点组成控制网，采用较为精密的仪器和方法，测出它们的三维坐标，作为下一步地形图测绘及工程测量的基础。控制网分为平面控制网和高程控制网两种。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量。测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。

我国已经在全国范围内建立起国家控制网。矿区则应在国家控制网的基础上，根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设加密控制网，以供地形测图和施工放样使用。矿山平面控制一般采用导线的形式，高程控制一般采用三、四等水准测量或等外水准测量。

矿山除了地表控制测量以外，还包括地面与矿井之间的联系测量以及井巷控制测量。

第二节导线测量

导线测量是建立矿区平面控制网常用的一种方法，将测区内相邻控制点连接起来而构成的折线，称为导线。这些控制点，称为导线点。两控制点连成的直线称为导线边。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值，根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。

一、导线的分类

按照不同的几何形状，导线可布设成下列三种形式

1）闭合导线—起讫于同一已知点的导线，称为闭合导线。闭合导线通常适合于厂矿、城镇等长、宽差别较小的地方。

2）附合导线—布设在两已知点间的导线，称为附合导线。附合导线通常适合于道路、管线工程等带状地区。

图11-6闭合导线图11-7附合导线

二、导线测量的外业工作

1、踏勘选点、埋石造标

选点前，应调查搜集测区已有地形图和高一级的控制点的成果资料，根据已知控制点的分布、测区地形条件及测图和矿区的整体规划等具体情况，合理地选定导线点的位置。

选择导线点时还应注意下列几点：

1)相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距。

2)点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器。

3)视野开阔，便于施测碎部。

4)导线各边的长度应大致相等，除特殊情形外，应不大于350m，也不宜小于50m。

5)导线点应有足够的密度，分布较均匀，便于控制整个测区。

导线点选定后，需要在实地建立标志。需要长期保存的永久性导线点，应按照相关规范要求埋设混凝土桩。短期使用的临时性导线点，可在每一点位上打一大木桩，其周围浇灌一圈混凝土，桩顶钉一小钉，作为临时性标志。如果点位在岩石或水泥路面上也可用油漆标志。

图11-7永久导线点图11-8临时导线点

2、量边

对于图根导线可用钢尺一般量距方法丈量。对于一、二、三级导线，应按钢尺量距的精密方法进行丈量。

3、测角

用测回法施测导线左角(位于导线前进方向左侧的角)或右角(位于导线前进方向右侧的角)。一般在附合导线中，测量导线左角。在闭合导线中均测内角。观测时还应特别注意盘左的起始方向，不要出错。图根导线，一般用DJ6级光学经纬仪测一个测回。若盘左、盘右测得角值的较差不超过40″，则取其平均值。

4、连测

导线与高级控制点连接，必须观测连接角、连接边，作为传递坐标方位角和坐标之用。

5、对于图根导线，采用水准测量的方法，测得各导线点的高程。进行水准测量时注意，顺便将钢尺量距时采用倾斜丈量的尺段两端的高差同时测量出来，便于改正成水平距离。

三、导线测量的内业计算

计算之前，应全面检查导线测量外业记录，数据是否齐全，有无记错、算错，成果是否符合精度要求，起算数据是否准确。然后绘制导线略图，把各项数据注于图上相应位置，图11-10为某附和合导线略图。测量内业计算通常在专用的表格中进行。 1）将已知数据及观测数据摘录进“附合导线坐标计算表”（表11-6）中。

摘录时注意点号的编排顺序，应该与推算和检核的顺序一致。已知的坐标方位角和已知点坐标加双线或单线表示。角度和边长观测值对应于相应的点号。 2）角度闭合差的调整与导线各边方位角的计算

附合导线起根据起始边的坐标方位角和测得的各点的转折角所推算出来的终止边的坐标方位角，理论上应该和终止边已知的坐标方位角一致。由于测角时存在误差，往往导致两者不相符，该不符值称为附合导线角度闭合差。

图11-10 附合导线略图

附合导线角度闭合差一般形式为：

︒⋅--+∑=180n f CD AB ααββ

（6-11）

式中n ——为观测角度β的个数。

规范规定图根导线角度闭合差的容许值为60)f mm β=±容。如果容ββf f >，应重新检测。

如果容ββ

f f ≤，可将闭合差反符号平均分配到各观测角中去。根据改正后的角度推算各边方

相等，作为方位角计算检核。计算过程见（表位角。推算出CD边方位角应与已知方位角CD

11-6）。

需要说明的是，如果采用的是右角公式进行推算，则应该将闭合差同符号平均分配到各观测角，这样才能消除角度不符值。

3）坐标增量闭合差的计算与调整

求得各边的坐标方位角后，可以根据各边坐标方位角和测得的边长推算出各边的坐标增

量，从理论上讲，求得的各边的坐标增量的代数和，应该与起点和终点的坐标增量相等。但是，由于测边时不可避免的存在误差，往往导致两者不相符，该不符值称为附合导线坐标增量闭合差。如果坐标增量闭合差在规范的容许范围以内，则应对其进行调整。 附合导线坐标增量闭合差的一般形式为

⎪⎭⎪

⎬

⎫--∆∑=--∆∑=)()(始终始终y y f x x f y y x x （6-14）

由于y

x f f ,的存在，使导线不能闭合到已知点，其偏差称为导线全长闭合差，可用下式计

算：

D f =

（6-15）

D f 值与导线总长ΣD 的比值K ，称为导线全长相对闭合差，即

1

/D

D

f K D D f =

=∑∑ （6-16）

规范规定导线全长相对闭合差的容许值为1/2000。如果K ≤K 容，则可将y

x f f ,反其符号，

按与边长成正比的原则，分配到各边的坐标增量中去。用i

i y x v v ,分别表示第i 边的纵横坐标

量改正数，即