控制测量
课程设计
（20 —20 学年第 学期）
指导教师： 专业班级： 姓 名： 学 号：
灯湖矿区控制测量设计技术说明
（一） 作业任务及测区概括 1 作业目的及任务范围
灯湖矿区位于xx省xx煤田东北域，煤藏总量为XX亿吨。本矿区已列入国家经济建设计划，准备进行重点开发。根据建设规划，首先需分别施测54km² 1:2000地形图及23km² 1:1000地形图。该矿区为1:5000地形图，其中虚线范围为1:2000测区图，点划范围为1:1000测区图。
为了加快建井速度，需在竖井间进行对向掘进（石红-上村直线贯通），最大贯通距离为3km，矿井最大单翼长度5km，井深一般不超过300m。
为满足矿井设计，建井、设计、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。另外，为贯通工程需布设一专用控制网，要求俩近点横向相对中误差小于30mm。
2 测区概括
本测区中心位置为东经119°32′，北纬34°12′。测区地面高程为
+30m-+244m，位于xx省xx县境内，属华东近海丘陵地带，测区南部及中部为山地，其上林木茂盛，不利同视。其余为平原，密布村庄和厂矿，建筑群遍地，林道纵横，影响观测。灯湖位于测区东部，湖面开阔，中有大堤。
测区内有铁路支线通过，公路四通八达，村间大道可行汽车，交通比较方便。 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月。全年平均气候为+15°，夏季气温较高，一般为30°左右，冬季有雪，但不寒冷，最低温度为-5°，冻土线深度约为0.1m。全年平均风力为2-3级，夏季略受台风影响。适宜于野外作业时间为3-11月份，全年平均作业时间利用率为21天/月。
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，材料及食宿可就地解决。
（二） 已有测绘资料及分析
1.三角网成果及其精度
测区内及附近有国家XX二等网中的二等点三个：玉山、太行、广具山。系1959年由XX测绘队施测。作业所依据的细则为《一、二、三、四等三角测量细则》（1958）。该二等网的主要情况如下： （1） 三角平均边长为12km （2） 最小求距角38°
（3） 三角形最大闭合差为+2.82″，闭合差正负号的分布符合偶然误差的特性。
（4） 按三角形闭合差计算所得的测角中误差为±0.82″，平差为±0.91″ （5） 最弱边的相对中误差为1:170000
（6） 仪器检验项目符合规范要求，归心元素的测定正确，观测成果的取舍合
理。
（7） 造标埋石质量良好。经现场勘探，玉山、太行。广具山三点战标及标石保存良好
（8） 坐标系统为1954北京坐标系，六度分带，中央子午线为117°。
2. 高程网成果及其精度
国家彭集二等水准路线由西向东横穿测区北部。根据二等水准路线略图，本测区内应有三个二等水准点，但以点之计只找到其中俩个：-2，-4，且标石保存完好。
该二等水准线系国家测绘队XX大队测量队于1979年施测。施测精度及埋石质量均符合行规范要求。为1958年黄海高程系统。
3. 地形图资料
1984年XX航测对曾航测本测区1:5000地形图，即图2-1，成图质量良好，可供技术设计图上选点之用。
（三） 坐标系统的确立
因为该矿区位于6°带内，中央子午线为117°，矿区中心处的横坐标值
ym=
N
6384999.766
cos34 12'⨯(119 32'-117 )=234km
206265
ρ
cosB⋅l''=
以 Ym=234km，地面平均高程值
H
地面= +137m 。由测区中心经度：119度
32分可确定测区中心在3度带第40带内，其中央子午线为120度。计算过程：已知一点的经度L，计算其所在3度带的中央子午线的经度，所以测区中心在3度带中央子午线的经度为120°，按公式可得出Ym=43km现算出在地面的长度投影变形比为
δ
S地面
-5
=（|0.00123y2|=|0.00123⨯432-15.7⨯0.137⨯10-5|=m-15.7H)⨯10
()
1
58661
可见，在国家统一坐标系中，灯湖矿区地面上长度投影变形在容许值1/40000之内，故采用国家统一坐标系。
（四） 平面控制网布设方案及论证
根据矿区控制网布设原理及原则，拟设以下俩个方案：
方案一
以国家二等点：玉山、太山、广具山为起算点，布设平均边长为2.9km的导线网，然后再急需实测区施测1:1000地形图地区，在二三等点的控制下，布设平均边长为1.5km的四等导线网，以满足工程测量对控制点的需要。网型简图如下：
方案二
以国家二等点：玉山、太山、广具山为起算点，布设平均边长为3km的三
等导线网，在灯湖地区以四等导线进行加密，如图所示：
方案对比
方案1首级网精度高，点位分布均匀，利于分区进行加密，加密网的密度和
精度能依工程要求灵活确定，先期工作量不大，二次性投资较少。方案2，虽然使全测区布控，分布均匀，但工作量大，且精度不高，一次性投资太多。综合对比，决定选取方案1。
（五） 高程控制网
据资料知国家Ⅱ等水准路线由西向东横穿北部测区，根据二等水准路线略图，测区内有三个二等水准点，但点之记保存完整的只有陈楼Ⅱ—2（陈楼正南方向公路附近）和白马村Ⅱ—4（西南方向公路对侧附近），一国家二等水准点陈楼和白马村作为起始点，布设两条三等水准附和路线，作为矿区高程首级控制网。一条适于陈楼沿公路由西向东经新河煤矿，路窝，铜山水泥厂，附和到白马村，长7.85km；另一条始于白马村经刘庄，广兴镇，光明乡，广平庄，午店，李花村，前沟湾，后沟湾，义村，三元里，沿徐水河至正东公路，沿公路到达T字形路口，有东向西，经新河煤矿，盐店附和于陈楼，长23.24km；然后在需要的测图区，以四等水准进行加密即可。示意图如下（具体水准路线见图2-1）：
三等水准路线中III-9点，其精度按下式估算（估算路线为上图）：
P1=P2=
11
==0.077L113
11==0.100 L210
[P]=P1+P2=0.177
MIII-9=m∆
11=±3.0=±7mm P0.177
注：所有数据均来自1:50000的选点图。
（六） 专用控制网
贯通工程专用控制布设：以太山208高地N（4）为已知点，布设平均边长为1.85km四等网做为贯通工程的控制网，其余以大广山P3，石红P1和上村P2为四等三角点，该方案布网图如下。
由程序计算可知P1、P2横向误差Mu=1.9316cm=19.316mm
（七） 技术依据及作业方法
1.技术依据
鉴于灯湖矿区将来的发展前景，平面控制的布设依据为《城市测量规范》和《工程测量规范》主要是依据三，四精密导线布设要求和导线测量的主要技术指标进行的；高程控制的布设依据《工程测量规范》，主要是依据三等水准测量的主要技术要求进行的。
2.导线测量的主要技术要求，导线网的技术设计和选点埋石，均按《工程测量规范》进行，同时水准测量的一般规定，水准测量主要技术要求，水准网的选线和埋石，都是按《工程测量规范》进行的。
3.导线网精度估算采用的是优化程序进行的，而水准网的精度估算则是采用等权代替法精度的。
4.导线点和水准标石的类型和规格均按《规范》规定制作和埋设。根据灯湖矿区的地形和地质情况三，四等导线点的标石采用《规范》规定的混凝土铸成寻常标。三，四水准标石采用混凝土普通水准标石，规格及埋石要求见《城市测量规范》
5.仪器选择及检验要求
三，四导线的测量均采用经纬仪（标称精度：mD=±(5mm+5mm⋅Dkm)）进行导线的观测，三等水准采用精密水准进行观测，进行单程双转点观测，四等水准采用中丝读数法进行观测，单程观测，支导线应进行往返观测。操作要求及观测误差以及测站限差均按《规范》规范进行。
6.概算内容及平差方法
将地面观测值经过归心改正，方向改正，化算至高斯平面上，并作几何条件闭合差进行检验，按方向坐标平差法在微机上进行平差计算，独立进行两次，以便进行计算结果的比较以及计算错误的检查。
（八） 作业组织及工作进程计划
（九） 工作量统计及经费预算
（十） 上交资料清单
1.技术设计说明书及设计图 2.仪器检验资料
3.外业观测手薄、记薄及点之记； 4.电算资料； 5.最后成果表； 6.工作总结
控制测量
课程设计
（20 —20 学年第 学期）
指导教师： 专业班级： 姓 名： 学 号：
灯湖矿区控制测量设计技术说明
（一） 作业任务及测区概括 1 作业目的及任务范围
灯湖矿区位于xx省xx煤田东北域，煤藏总量为XX亿吨。本矿区已列入国家经济建设计划，准备进行重点开发。根据建设规划，首先需分别施测54km² 1:2000地形图及23km² 1:1000地形图。该矿区为1:5000地形图，其中虚线范围为1:2000测区图，点划范围为1:1000测区图。
为了加快建井速度，需在竖井间进行对向掘进（石红-上村直线贯通），最大贯通距离为3km，矿井最大单翼长度5km，井深一般不超过300m。
为满足矿井设计，建井、设计、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。另外，为贯通工程需布设一专用控制网，要求俩近点横向相对中误差小于30mm。
2 测区概括
本测区中心位置为东经119°32′，北纬34°12′。测区地面高程为
+30m-+244m，位于xx省xx县境内，属华东近海丘陵地带，测区南部及中部为山地，其上林木茂盛，不利同视。其余为平原，密布村庄和厂矿，建筑群遍地，林道纵横，影响观测。灯湖位于测区东部，湖面开阔，中有大堤。
测区内有铁路支线通过，公路四通八达，村间大道可行汽车，交通比较方便。 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月。全年平均气候为+15°，夏季气温较高，一般为30°左右，冬季有雪，但不寒冷，最低温度为-5°，冻土线深度约为0.1m。全年平均风力为2-3级，夏季略受台风影响。适宜于野外作业时间为3-11月份，全年平均作业时间利用率为21天/月。
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，材料及食宿可就地解决。
（二） 已有测绘资料及分析
1.三角网成果及其精度
测区内及附近有国家XX二等网中的二等点三个：玉山、太行、广具山。系1959年由XX测绘队施测。作业所依据的细则为《一、二、三、四等三角测量细则》（1958）。该二等网的主要情况如下： （1） 三角平均边长为12km （2） 最小求距角38°
（3） 三角形最大闭合差为+2.82″，闭合差正负号的分布符合偶然误差的特性。
（4） 按三角形闭合差计算所得的测角中误差为±0.82″，平差为±0.91″ （5） 最弱边的相对中误差为1:170000
（6） 仪器检验项目符合规范要求，归心元素的测定正确，观测成果的取舍合
理。
（7） 造标埋石质量良好。经现场勘探，玉山、太行。广具山三点战标及标石保存良好
（8） 坐标系统为1954北京坐标系，六度分带，中央子午线为117°。
2. 高程网成果及其精度
国家彭集二等水准路线由西向东横穿测区北部。根据二等水准路线略图，本测区内应有三个二等水准点，但以点之计只找到其中俩个：-2，-4，且标石保存完好。
该二等水准线系国家测绘队XX大队测量队于1979年施测。施测精度及埋石质量均符合行规范要求。为1958年黄海高程系统。
3. 地形图资料
1984年XX航测对曾航测本测区1:5000地形图，即图2-1，成图质量良好，可供技术设计图上选点之用。
（三） 坐标系统的确立
因为该矿区位于6°带内，中央子午线为117°，矿区中心处的横坐标值
ym=
N
6384999.766
cos34 12'⨯(119 32'-117 )=234km
206265
ρ
cosB⋅l''=
以 Ym=234km，地面平均高程值
H
地面= +137m 。由测区中心经度：119度
32分可确定测区中心在3度带第40带内，其中央子午线为120度。计算过程：已知一点的经度L，计算其所在3度带的中央子午线的经度，所以测区中心在3度带中央子午线的经度为120°，按公式可得出Ym=43km现算出在地面的长度投影变形比为
δ
S地面
-5
=（|0.00123y2|=|0.00123⨯432-15.7⨯0.137⨯10-5|=m-15.7H)⨯10
()
1
58661
可见，在国家统一坐标系中，灯湖矿区地面上长度投影变形在容许值1/40000之内，故采用国家统一坐标系。
（四） 平面控制网布设方案及论证
根据矿区控制网布设原理及原则，拟设以下俩个方案：
方案一
以国家二等点：玉山、太山、广具山为起算点，布设平均边长为2.9km的导线网，然后再急需实测区施测1:1000地形图地区，在二三等点的控制下，布设平均边长为1.5km的四等导线网，以满足工程测量对控制点的需要。网型简图如下：
方案二
以国家二等点：玉山、太山、广具山为起算点，布设平均边长为3km的三
等导线网，在灯湖地区以四等导线进行加密，如图所示：
方案对比
方案1首级网精度高，点位分布均匀，利于分区进行加密，加密网的密度和
精度能依工程要求灵活确定，先期工作量不大，二次性投资较少。方案2，虽然使全测区布控，分布均匀，但工作量大，且精度不高，一次性投资太多。综合对比，决定选取方案1。
（五） 高程控制网
据资料知国家Ⅱ等水准路线由西向东横穿北部测区，根据二等水准路线略图，测区内有三个二等水准点，但点之记保存完整的只有陈楼Ⅱ—2（陈楼正南方向公路附近）和白马村Ⅱ—4（西南方向公路对侧附近），一国家二等水准点陈楼和白马村作为起始点，布设两条三等水准附和路线，作为矿区高程首级控制网。一条适于陈楼沿公路由西向东经新河煤矿，路窝，铜山水泥厂，附和到白马村，长7.85km；另一条始于白马村经刘庄，广兴镇，光明乡，广平庄，午店，李花村，前沟湾，后沟湾，义村，三元里，沿徐水河至正东公路，沿公路到达T字形路口，有东向西，经新河煤矿，盐店附和于陈楼，长23.24km；然后在需要的测图区，以四等水准进行加密即可。示意图如下（具体水准路线见图2-1）：
三等水准路线中III-9点，其精度按下式估算（估算路线为上图）：
P1=P2=
11
==0.077L113
11==0.100 L210
[P]=P1+P2=0.177
MIII-9=m∆
11=±3.0=±7mm P0.177
注：所有数据均来自1:50000的选点图。
（六） 专用控制网
贯通工程专用控制布设：以太山208高地N（4）为已知点，布设平均边长为1.85km四等网做为贯通工程的控制网，其余以大广山P3，石红P1和上村P2为四等三角点，该方案布网图如下。
由程序计算可知P1、P2横向误差Mu=1.9316cm=19.316mm
（七） 技术依据及作业方法
1.技术依据
鉴于灯湖矿区将来的发展前景，平面控制的布设依据为《城市测量规范》和《工程测量规范》主要是依据三，四精密导线布设要求和导线测量的主要技术指标进行的；高程控制的布设依据《工程测量规范》，主要是依据三等水准测量的主要技术要求进行的。
2.导线测量的主要技术要求，导线网的技术设计和选点埋石，均按《工程测量规范》进行，同时水准测量的一般规定，水准测量主要技术要求，水准网的选线和埋石，都是按《工程测量规范》进行的。
3.导线网精度估算采用的是优化程序进行的，而水准网的精度估算则是采用等权代替法精度的。
4.导线点和水准标石的类型和规格均按《规范》规定制作和埋设。根据灯湖矿区的地形和地质情况三，四等导线点的标石采用《规范》规定的混凝土铸成寻常标。三，四水准标石采用混凝土普通水准标石，规格及埋石要求见《城市测量规范》
5.仪器选择及检验要求
三，四导线的测量均采用经纬仪（标称精度：mD=±(5mm+5mm⋅Dkm)）进行导线的观测，三等水准采用精密水准进行观测，进行单程双转点观测，四等水准采用中丝读数法进行观测，单程观测，支导线应进行往返观测。操作要求及观测误差以及测站限差均按《规范》规范进行。
6.概算内容及平差方法
将地面观测值经过归心改正，方向改正，化算至高斯平面上，并作几何条件闭合差进行检验，按方向坐标平差法在微机上进行平差计算，独立进行两次，以便进行计算结果的比较以及计算错误的检查。
（八） 作业组织及工作进程计划
（九） 工作量统计及经费预算
（十） 上交资料清单
1.技术设计说明书及设计图 2.仪器检验资料
3.外业观测手薄、记薄及点之记； 4.电算资料； 5.最后成果表； 6.工作总结