毕业设计论文利用面向对象的方法完成巷道贯通测量误差预计的程序设计

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1、中国矿业大学成人教育学院2008届毕业设计摘 要 一般部分，是关于测绘大屯煤电公司姚桥煤矿工业广场的1/2000地形图，在已知两个GPS控制点的基础上建立一个E级GPS控制网，进行基线解算，并进行数字化测绘。专题部分，是关于巷道贯通误差预计的程序设计，根据贯通测量误差预计的原理，巷道贯通误差预计包括贯通点K在水平重要方向轴方向上的误差预计和竖直方向上的误差预计。其中，水平方向的误差预计包括一井贯通的误差预计，并分别考虑了不加测陀螺边定向边、加测一条陀螺定向边和加测两条陀螺定向边三种导线形式的误差预计，竖直方向的误差预计考虑了采用三角高程测量和水准测量两种测量方式的误差预计。程序使用Visual

2、 C+6.0语言编写，误差预计结果由文本输出，减少了巷道贯通误差预计烦琐的计算过程，能够对贯通方案进行优化选择。关键词：GPS控制网 ；数字地形图测绘 ；误差预计 ；一井贯通目 录摘 要1一般部分第一章 GPS控制网41.1概述41.1.1地理位置及交通状况41.1.2测定方法及作业依据与采用标准61.2 GPS控制网的技术61.2.1 GPS控制网设计的一般原则61.2.2选点原则与点位标志71.2.3坐标系统和起算数据81.2.4 GPS控制网的图形设计81.3观测方案91.3.1 GPS相对定位的作业模式91.3.2外业观测GPS测量作业基本技术规定91.3.3作业计划101.3.4 G

3、PS外业观测101.4数据处理111.4.1 GPS基线解算111.4.2外业成果检核111.4.3 GPS网平差121.5 GPS控制网应提交的资料13专题部分第二章 东七回风下山贯通预计142.1 设计的说明142.2 设计的思路15第三章 贯通测量误差预计的原理163.1 支导线终点的位置误差163.2 一井贯通测量误差预计173.3 加测坚强陀螺定向边后贯通测量的误差预计183.4 竖直方向上的误差预计20第四章 贯通预计数据计算224.1工程概况：224.2贯通测量方案的选择：224.3测量误差预计23第五章 VC+程序的应用275.1界面设计275.2 实现方法285.2.1 一井

4、、两井贯通误差预计285.2.2 高程上的预计295.3 一井贯通测量误差预计的数据文件30总 结38参 考 文 献：4040一般部分第一章 GPS控制网1.1概述1.1.1地理位置及交通状况姚桥煤矿位于江苏省徐州市西北大约82公里处，南距沛县县城17公里左右，其井田大部分处于江苏省沛县杨屯镇与山东省张楼乡境内，北与大屯矿区龙东煤矿接壤，西北与徐州矿务集团三河尖煤矿毗邻，南是大屯矿区的徐庄煤矿，东为山东微山崔庄煤矿，浅部主井地理坐标为东经：116 5443，北纬34 5251，深部主井地理坐标为东经：116 5429，北纬：34 5309。姚桥井田的范围：以中华人民共和国国土资源部2000年4

5、月29日批准的采矿许可证中25个拐点坐标圈定的范围为准，详见“姚桥煤矿矿区范围拐点坐标”一览表。井田东西长约13.70Km，南北宽约4.65Km，面积约63.75Km2，其中湖区部分面积约为17.4Km2。姚桥井田地貌属黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖地区，地势平坦，陆地地面高程33.5437.47m，东部湖区湖底高程为30.0033.00m，湖内常年积水，但1988年、1989年湖区干涸，湖区历年最高洪水位为37.01m，枯水期水位30.80m，湖堤标高为38.0041.00m。该地区多季节风，春夏季多东南风，秋冬季多偏北风，平均风速3.3m/s，最大风速20m/s,湖区风力一般在5级左右，雷

6、暴期在49月份。大屯矿区交通方便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路线接轨，全长82.87Km，有矿区支线到达姚桥煤矿。区内公路四通八达，徐州济宁省级公路纵贯矿区南北，矿区内连通中心区和各矿的公路、铁路畅通无阻。京杭大运河从矿区东部通过，可供100吨级机船常年航行，水路交通也较方便。姚桥井田位置见下图1-1图1-1姚桥井田位置图1.1.2测定方法及作业依据与采用标准测区内建筑物密集，不易通视，若用常规的测量方法，如三角测量、导线测量以及水准测量。会使工作困难，工作量大，周期长，经费支出大。GPS技术具有精度高、全天候、周期短、效率高、经费省等优点。利用GPS定位技术可以高精度地完成

7、测区的控制网测定工作。1) 作业依据：a) 全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T183142001b) 国家三、四等水准测量规范 GB1289891c) 测绘产品检查验收规定 CH100295d) 测绘产品质量评定标准 CH1003952) 技术标准 全球定位系统测量规范要求，E级网精度要求为：最弱边相对中误差小于1/100001.2 GPS控制网的技术1.2.1 GPS控制网设计的一般原则(1) 新布设的GPS网应尽量与原有平面控制网联接。GPS卫星定位所测得的三维坐标，属于WGS84世界大地坐标，为了将它们转换成国家或地方坐标系，至少应该联测2个已有控制点。其中1个作为GPS网在原有坐

8、标系内的定位起算点，2个点之间的方位和距离作为GPS网在原坐标系内定向和长度的起算数据。为了更加可靠地确定GPS网与原有网之间的转换参数，联测点数最好多于2个，且要求联测点分布均匀，具有较高的点位精度。(2) 应利用已有水准点联测GPS点的高程。GPS网所确定的三维坐标中，高程属于大地高，就转化实际应用的正常高系统。(3) 为此，就在GPS网中施测或重合少量几何水准点，应用数值数拟合法（多项式曲面拟合或多面函数拟合）拟合出测区的似大地水准面，内插出其它GPS点的高程异常并确定其正常高高程。(4) GPS网就通过一个或若干个同步观测环构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。(5) GPS网

9、内各点虽不要求通视，但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。GPS控制网设计等级为E级。1.2.2选点原则与点位标志(1) 选点原则由于GPS测量观测站之间可以不要求相互通视，而且网形结构也比较灵活，所以选点工作比一般控制测量的选点要简便。但由于点位的选择对于保证观测工作的顺序进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义，所以在选点工作开始前，除收集和了解有关测区的地理情况和原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，选点工作还应遵守以下原则：1) 点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上。2) 点位目标要显著，视场周围15以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡或

10、被障碍物吸收。3) 点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。4) 点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路经效应的影响。5) 点位应选在交通方便，有利于其他观测手段扩展与联测的地方。6) 地面基础稳定，易于点的保存。7) 选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及觇标是否安全、可用性进行检查，符合要求方可利用。8) 网形应有利于同步观测便、点联络。9) 当所选点位需要进行水准联测时，选

11、点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。(2) 点位标志GPS点的标石类型，在一般地区埋设普通标石，在建筑物上埋设建筑物标石，在水泥路面埋设嵌入标志。各类标石的规格见规程要求，中心标志采用铸铁标志，标志顶面应略高于标石面。测区地面上的GPS点，埋石采用柱石下面现场浇灌混凝土浇灌成404020cm磐石。建筑物顶标石埋设时，严格依规程标石埋设图执行，清除碎石、粉末，再浸湿后，方可安放标志，用混凝土嵌埋，以便与建筑物牢固结合。1.2.3坐标系统和起算数据(1) 坐标系统WGS-84(2) 起算数据国家E级GPS控制点两个（A、B），作为起算点进行布设。1.2.4GPS控制网的图形设计(1) 网形设计

12、根据现场勘踏及实际情况的需要，选取实地两个已知点（A、B）做控制点；根据测区情况初步设计，计划布设7个GPS点，采用边连式构成GPS网，由于给定区域较小，在此，按二级精度施测，点位大致均匀布设于测区，具体点位在选点时可视现场情况确定，网形如图1-2：GPS网形图图1-2 工业广场GPS控制网形(2) 相邻点间弦长精度评定GPS网相邻点间弦长精度： （1-1）式中：GPS基线向量的弦长中误差(mm),亦即等效距离误差；a GPS接收机标称精度中的固定误差（mm）；b GPS接收机标称精度中的比例误差系数（ppm）；d GPS网中相邻点间的距离(km)依据规程中对二级GPS控制网的要求，平均距离小

13、于1km，a15mm，b20mm，最最弱边相对中误差小于1/10000设计的GPS网的最弱边（取边长最长的边）边长d=847m，取a=10mm，b=10ppm最弱边相对中误差： 满足规程要求。所以此方案可行。1.3观测方案1.3.1GPS相对定位的作业模式采用静态相对定位作业模式。同步环之间采用边连方式施测。利用三台美国Ashtech-zx、Ashtech-z12GPS双频接收机进行同步观测。1.3.2外业观测GPS测量作业基本技术规定对于二级GPS网要求如下：卫星高度角15。同时观测有效卫星数4颗有效观测卫星总数4颗时段长度45分钟采样间隔15秒卫星分布几何图形因子（PDOD） 8GPS点重

14、复设站率1.6，为增大GPS网的可靠性，应有较多的重复边1.3.3作业计划出测前，应根据本地概略地理坐标，利用软件计算出卫星分布状况，以便作出观测计划。按照测区交通路线，作出每台接收机上点时间，观测开始、结束时间。依据实际作业的进展情况，及时作出调整。GPS网特征条件计算（表1-1）：表1-1 GPS网特征条件GPS台数3GPS点数9网形边连式同步环个数6总基线数18独立基线数12多余基线数4观测时段61.3.4GPS外业观测(1) 天线安置1) 在正常点位，天线应架设在三角架上，并安装在标志中心的上方直接对中，天线基座上的圆水准气泡必须整平。2) 在特殊点位，当天线需要安置在三角点觇标的观测

15、台或回光台上时，应先将觇标顶部拆除，以防止对GPS信号的遮挡。这时可将标志中心反投影到观测台或回光台上，作为安置天线的依据。如果觇标顶部无法拆除，接受天线若安置在标架内观测，就会造成卫星信号中断，影响GPS测量精度。在这种情况下，可进行偏心观测。偏心点应选在离三角点100m以内的地方，归心元素应以解析法精密测定。3) 天线的定向标志线应指向正北，并顾及当地地磁偏角的影响，以减弱相位中心偏差的影响。天线定向误差依定向精度不同而异，一般不应超过35。4) 刮风天气安置天线时，应将天线进行三方向固定，以防倒地碰坏。雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防雷击天线。5) 架设天线不宜过低，一般应距

16、地面1m以上，天线架设好后，在圆盘天线间隔120的三个方向分别量取天线高，三次测量结果只差不应超过3mm，取其三次结果的平均值记入测量手簿中，天线高记录取值0.001m。6) 测量气象参数：在高精度GPS测量中，要求测定气象元素，每时段气象观测应不小于3次（时段开始、中间、结束）。气压读至0.1mbar，气温读至0.1C，对一般城市及工程测量只记录天气状况。7) 复查点名并记入测量手簿中，将天线电缆与仪器进行连接，经检查无误后，方能通电启动仪器。(2) 观测作业要求1) 观测开始前，正确连接天线至接收机、接收机至电源的连线，确认连线无误后再按规定的时间开机进行观测。2) 接收机开始记录数据后，

17、观测员可用仪器功能键查看、输入测站信息（测站点名、观测时段、天线高等），查看接收卫星数量、卫星号、各通道信噪比、数据采样率以及实时定位结果。同时认真填好手簿上的各项记录。3) 观测期间防止其他人员碰动天线或阻挡卫星信号。4) 观测时，不要使用对讲机及手机通话以免干扰GPS卫星信号的接收。5) 定时查看接收机工作状况，发现异常情况及时做好记录。6) 按规定时间关机、迁站。1.4数据处理1.4.1GPS基线解算GPS基线及GPS网平差采用Ashtech Solution 2.60软件进行解算。1.4.2外业成果检核为了保证外业观测成果质量和使外业观测成果达到相应精度，要及时对当天的外业观测数据进行

18、处理和检核。对不合格成果及时组织返工或补测，确保外业成果准确无误合乎设计要求。(1) 同步环闭合差的检验 同步环各坐标分量闭合差的限差： ， ， （1-2）坐标闭合差限差: （1-3）式中, d为平均边长, a、b为相应等级规定的精度指标。对于四站以上同步观测时段，处理完各边观测值后，检查一切可能的三边环闭合差。(2) 异步环闭合差的检验异步环各坐标分量闭合差的限差： ， （1-4）坐标闭合差限差： （1-5）(3) 重复边长度互差限差 （1-6） 注：n为同步环或异步环边数，为相应级别规定中误差。当发现边闭合数据或环闭合数据超出上述规定时，应分析原因对其中部分或全部成果重测。需要重测的边，应

19、尽量安排在一起进行同步观测。1.4.3GPS网平差GPS网平差分为无约束平差和约束平差。无约束平差检核GPS成果内部精度，约束平差是将GPS网约束到选定的坐标系（即1954北京坐标系）。(1) 基线经过检验后，剔除有粗差的基线向量，在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差，求出GPS网的WGS-84的地心坐标（XYZ）和大地坐标（BLH）。(2) 以已知四等点的已知坐标，对E级GPS网进行二维约束平差。求出各E级GPS网点的1954年北京坐标系平面直角坐标及其精度指标。(3) 用WGS-84坐标系三维无约束平差求得的各GPS点的大地高，根据部分GPS点的已知水准高程，拟合出其他GPS点的高程异

20、常值，再推算出各GPS点的水准高程。1.5GPS控制网应提交的资料(1) 测量任务书； (2) 技术设计书；(3) 新建或重建的GPS点的点之记和测量标志委托保管书；(4) 外业观测记录手簿和偏心观测记录； (5) 原始记录的存储介质及其备份；(6) GPS控制网的展点图和成果表； (7) GPS接收设备的检验资料；(8) GPS技术总结； (9) 成果验收报告；专题部分第二章 东七回风下山贯通预计2.1 设计的说明巷道贯通是指按设计要求从巷道的一端掘进到某一指定地点与另一端相通。通常贯通是同一巷道在不同的地点, 以两个或两个以上的工作面, 分段掘进, 然后彼此相通, 在掘进施工过程中, 由于

21、测量不可避免地带有误差, 因此, 贯通实际上总是存在偏差。偏差可能发生在空间的三个方向上: 一、沿巷道中心的长度偏差(); 二、水平面内垂直于巷道中心的左右偏差(); 三、竖直面内垂直于巷道中心线的上下偏差()。如果因贯通测量过程中发生差错而未能贯通或者贯通处的误差值超限, 都将严重影响巷道的质量和使用, 甚至导致报废等后果, 在经济上和时间上给国家和企业造成不可挽回的损失。“而现在兴建了很多城市地下巷道，它们本身受地面及地下各种构筑物的制约，使得站与站之间的区间巷道,不只是只有直线连接，更多的是由曲线来连接的,这样就对贯通测量带来一定的难度。巷道就其使用而言越大越宽敞，就其建造过程的贯通而言

22、，越大越容易控制挖通，即使偏离了也容易纠正,但从投资上则是越小越经济,为解决这一对矛盾，只好在满足功能要求的前提下,尽可能缩小巷道的截面尺寸”10。为此，对贯通测量就提出了很高的要求。贯通测量的精度是否保证将直接关系到工程的成败，对降低工程造价、提高工程质量起着举足轻重的作用，因此我们很有必要对巷道贯通点的贯通误差做出准确的预计。对贯通测量本身而言，确定何等贯通精度,就意味着采用什么测量仪器、测量手段与方法以及相应的人力物力，还有一个成本问题。因此为达到巷道工程的预期目标,不同的巷道工程对贯通测量也就提出了不同的贯通精度。对专业测量人员来讲，当巷道工程确定后，必须详查该工程所处的地理环境和施测

23、条件，并根据该工程提出的贯通精度制定出一份周密的贯通测量技术设计。“巷道测量误差预计，就是按照所选择的测量方案和测量方法，应用最小二乘准则及误差传播律，对贯通精度的一种估算，它是预计贯通实际偏差最大可能出现的限度，而不是预计贯通实际偏差的大小，因此，误差预计只有概率上的意义。其目的是优化测量方案与选择适当的测量方法，做到对贯通心中有数”1。通过误差预计，不但能求出贯通的总预计误差的大小，而且还可以知道哪些测量环节是主要误差来源，以便在修改测量方案与测量方法时有所侧重，并在将来实测过程中给予充分注意。2.2 设计的思路在我们实际做巷道贯通的误差预计的时候由于要对测量仪器、测量手段进行调整，如果是

24、单纯的依靠手工或者是Excel来做，重复的计算显得特别的繁琐。因此在实际的贯通特别是中、长巷道贯通中，如果我们能使用程序计算的话可以省了很多的精力，还有就是在通过不断的调整使用的测量方法和方案的时候，通过对比和分析各种方法的数据，我们还能得出一些的规律，从而可以用来指导以后贯通中采用的测量仪器和测量手段的选择。在设计的方案中的巷道贯通误差，一方面必须能满足贯通精度要求，然而实际的工程中精度越高工程所耗费的成本就越大，所以另外一方面我们也要充分考虑节约了人力和资金，使得最后的贯通在精度上满足要求同时使得工程消耗最少的资金。 在结合专业课知识的同时,通过利用V C+6.0程序设计，实现了对巷道贯通

25、测量误差的预计。第三章 贯通测量误差预计的原理3.1 支导线终点的位置误差由矿山测量中支导线终点的位置误差公式可知，支导线终点的位置误差分为测角误差和量边误差两部分，量边误差又可分为偶然误差和系统误差的影响，公式如下： （3-1） （3-2） （3-3）上面三个公式中的第一项分别表示测角精度相同时，测角误差对支导线终点在X、Y和点位上的误差；第二项表示测边偶然误差的影响；第三项表示测边系统误差的影响。式中主要符号的含义为：表示第i点与支导线终点的连线在X轴方向上的投影；表示第i点与支导线终点的连线在Y轴方向上的投影；表示第i点与支导线终点的连线长度；表示第i条边与Y轴方向的夹角；分别表示支导线

26、始点与终点连线的长度、其在X、Y轴上的投影。而在贯通测量误差预计中，都是以贯通相遇点K为原点，沿贯通巷道方向作为轴，沿贯通巷道垂直方向作为轴，这样预计出来的误差在轴方向上对贯通没有影响，只是在计算两掘进头间的贯通距离是稍有偏差；对贯通影响较大的就是沿轴方向上的误差，把轴方向叫做贯通重要方向，只要预计这个贯通重要方向上的误差就可以了。所以预计中只使用上面的公式（1）的形式，相应的改变形式为： （3-4）表示第i点与贯通相遇点K的连线在轴方向上的投影；表示第i条边与轴方向的夹角；表示支导线始点与贯通相遇点K的连线轴上的投影。3.2一井贯通测量误差预计 巷道一井贯通就是从巷道一端一个已知边向另一端一

27、个预计的贯通相遇点K掘进，导线形式其实是一个支导线（如图3-1）： 图3-1 一井贯通测量的导线形式所以预计在水平重要方向上的贯通误差，实质上就是预计支导线终点K在方向上的误差。由2.1中公式（4）可得贯通相遇点K在方向上的预计中误差为： （3-5）表示第i点与贯通相遇点K的连线在轴方向上的投影；表示第i条边与轴方向的夹角；表示支导线始点与贯通相遇点K的连线轴上的投影。若导线独立施测两次，则平均值中误差为： （3-6）K点方向上的预计误差为： （3-7）3.3加测坚强陀螺定向边后贯通测量的误差预计 在某些长距离的大型重要贯通工程中，通常要测设很长距离的井下经纬仪导线，导线在巷道拐弯出又有一些短

28、边，由于井下测角误差积累的结果，往往难以保证较高精度的贯通要求，而在井下要大幅度提高精度是比较困难的，所以在实际工作中经常采用在导线中加测一些高精度的陀螺定向边的方法来建立井下平面控制，尤其是用于大型重要贯通的平面控制，它可以在不增加测角工作量以提高测角精度的前提下，显著减小测角误差对于经纬仪导线点位误差的影响，从而保证了巷道的正确贯通。加测陀螺定向边后的贯通测量误差预计，是把陀螺定向边作为坚强方位角边，由矿山测量中的相关公式推导可知：加测陀螺定向边后导线终点的测角误差减小，量边误差的影响没有改变。加测陀螺定向边后导线终点的测角误差，使用已知方向边与陀螺边或相邻陀螺边中各段间点的重心作为标准，

29、求出各段中的点到对应重心的连线在轴上的投影，用于计算加测陀螺定向边后测角误差在贯通重要方向上的大小；量边误差仍按原方法进行计算。如图2所示，由起始点A和起始定向边AA1（坐标方位角为0）测设导线至终点K，并加测陀螺边1，2，n共n条，将导线分为n段，各段重心1，2,n，其坐标 （j=1,2,，n） （3-8）由B点至K点的一段为支导线（如图3-2）： 图3-2 加测陀螺边的导线（一） 由导线测角误差引起贯通相遇点K点贯通误差为： （3-9） 式中 各导线点至本段导线重心O的连线在轴上的投影长度； 由B至K的支导线点与K点连线在轴上的投影长度。（二）由陀螺定向边的定向误差引起K点贯通误差 （3-

30、10）当时，则 （3-11）3.4竖直方向上的误差预计 贯通相遇点K在竖直方向上的误差是由平巷中的水准测量误差和斜巷中的三角高程测量误差引起的，可按水准测量和三角高程测量的误差公式分别计算，然后求其累积总和。（一） 平巷中水准测量误差引起K点在高程上的误差水准测量误差可按下列方法之一来估算。按每千米水准路线的高差中误差估算： （3-12）式中 每千米水准路线的高差中误差，可按煤矿测量规程规定取或按实测资料分析求得。 平巷中水准路线的总长度，以km为单位。 按理论公式估算： （3-13）式中 水准尺读数误差； 水准测量的总测站数。（二） 三角高程测量的误差按单位长度三角高程路线的高差中误差估算：

31、 （3-14）式中 每千米长度三角高程路线的中误差，可按煤矿测量规范的规定取为；三角高程测量路线总长度，以km计。（三） K点在高程上的预计中误差 （3-15）若进行n次高程测量，则n次测量平均值的中误差为： （3-16）（四） K点在高程上的预计贯通误差为 （3-17）第四章 贯通预计数据计算4.1 工程概况：该工程为一井内贯通，贯通导线全长7030m，导线路线是：从东三轨道大巷（1800m）开始，经东二轨道下山（1000m），-550车场（200m），东五轨道下山（550 m），东五-650车场（140m），东五-650（700 m），7357放水巷（250 m），到东七回风，向上掘进，上

32、部从东三轨道大巷，经东三轨道下山（800 m），-550车场（300 m）到东七回风；向下掘进，待贯通后，导线自成闭合。同时，也改善了东五和东三的通风问题，也为东七的开采提供了保证。4.2贯通测量方案的选择：1、水平角观测方法及限差要求：采用DTM全站仪、用测回法观测水平角，当边长大于30米时，每站一次对中两个测回；当边长小于30米时，采用一次对中三个测回。限差要求：半测回互差为20秒，测回间互差为12秒，两次对中测回间互差不超过30秒，如超限应重测。2、导线边长测量及限差要求：边长采用DTM全站仪施测，每条边长都要往返测，每条边都要测两个测回，垂直角在平巷中测一个测回，斜巷中测两个测回。一测

33、回读数较差不大于10mm，测回间较差不大于15mm，气压测定读至1hpa，温度测定读至1，边长加入各项改正后（包括大地水准面和高斯投影改正），其互差不应大于1/8000。3、水准测量及限差要求：平巷部分高程采用S3水准仪测量，往返各一次，前后视距大致相等。视距长度一般为50 m左右，往返测量高差的较差不大于50mm（R为水准路线长度，以Km为单位）。4、三角高程测量及限差要求： 平巷中测三角高程，垂直角测一个测回；斜巷部分测三角高程，垂直角测两个测回，两测回垂直角互差不大于15，指标差互差不大于15，前后视高、仪器高用小钢尺各量两次，分别在测前和测后量，两次互差不超过4mm,取其平均值作为最终

34、结果。5、控制导线的延长：7导线每掘进300500米延长一次，并联测到30导线点上，作为30导线的起算资料。最后贯通距离剩下100米时，两端7导线必须施测到最迎头成巷部分。30导线每掘进80120米延长一次，并及时复测复算，保证巷道的实际前进方位与理论值一致，否则必须随时调正。贯通距离剩下5070米时，两端30导线均从7导线开始施测到迎头。6、巷道施工中、腰线的控制，采用射程为700米的JZB700型激光指向仪给向，同时控制施工坡度，当光斑直径大于30mm时，必须前移激光，激光控制坡度的数据必须经过复测,其互差不得大于5mm。7、贯通后测量：贯通后，及时将两端7导线、30导线联测，同时实测中腰

35、线偏差，进行精度分析评定，认真做好本次贯通测量总结。4.3测量误差预计1、由经纬仪导线测角误差引起的水平重要方向上的误差： =0.126（m）2、由于导线量边误差引起的水平方向上的误差：=0.018（m）以上两项误差引起的贯通相遇点K在水平重要方向上的误差： = =0.127（m）贯通相遇点K在水平重要方向上的预计误差： =0.254（m） 3、贯通相遇点在高程方向上的误差：1）井下水准测量引起的误差： =68.3（mm）2）井下三角高程测量引起的误差： （mm）贯通相遇点K在高程方向上的预计误差为： = =290.8（mm）：导线全长7030m。其中：平巷3730m;斜巷3300m。和见附表

36、。预计结果说明上述贯通测量方案是可行的表4-1 贯通误差预计数据 单位:m点 名Ry点 名Ry点 名Ry11722958415122414981762987014981762422178084161210146410030888146410036684462241711861406596318021406596467245158418978956484327529564845868753424196524251043365042510469789564842060436481634654364816711701368900215783340843550633408481364186049622

37、556309136365243091369168028224002320642436375084243610169028561002414220164111730299290025342116964121734300675626358128164131626264387627348121104141462213744428368135424合 计22504256合 计7187328合 计4528468总 计：=34220052表4-2 贯通误差预计数据 单位:m边 名Lcos2边 名Lcos2边 名Lcos2K-4017-185031-32114-5818-195432-33145-6019-

38、202033-341446-71020-21234-363627-11021-251236-3724411-1211025-26237-k1612-1591426-274415-162027-289216-174028-3176小 计1102小 计372小 计791总 计：Lcos2=2265第五章 VC+程序的应用 本章主要介绍巷道贯通测量误差预计系统所能实现的功能及实现功能的过程，以及如何使用该系统。5.1界面设计系统界面是用户和软件交互的窗口，良好的界面使用户更加易于操作和接受软件。因此，软件界面设计，特别是面向一般用户的应用软件的界面设计，在系统开发中占有非常重要的作用。一个好的系统界

39、面不但要界面友好，而且应该易于操作，因此在系统界面设计时考虑如下原则: 一致性原则:即界面与用户想法一致。界面的概念表达应尽可能接近用户的想法，使用户能很自然地操作;另一方面是控制应用方式的一致，相同类型的，言息采用类似的表达方式。 灵活性原则:即灵活地适用于不同用户的需求，提供多种方式供用户选择。 反馈性原则:实时地向用户提示系统正在进行的情况，同时要求系统具有强大的容错功能。 图形与属性相关联原则:即可实现图形到属性、属性到图形的双向查询。同时，在界面设计过程中应考虑两方面:一是软件使用者的水平;二是软件自身的功能结构。前者是重要的外在因素，后者是界面设计的根本依据。界面设计如下图5-1：

40、 图5-1 程序界面设计5.2 实现方法程序能够按照所选择的测量方案，应用最小二乘准则及误差传播律，对贯通精度进行估算，包括一井贯通的预计、两井贯通的预计和高程上的预计。其中一井贯通的预计和两井贯通的预计分别能够实现预计不加测陀螺定向边、加测一条陀螺定向边和加测两条陀螺定向边的导线测量的测角及量边所引起的误差，高程上的预计包括水准测量和三角高程测量的误差预计。各种误差预计结果都由文本输出。5.2.1 一井、两井贯通误差预计 一井、两井贯通误差预计实现的过程如图5-2：获取误差预计的已知数据贯通误差预计的导线形式导线形式=“不加测陀螺边”导线形式=“加测一条陀螺边”导线形式=“加测两条陀螺边”不

41、加测陀螺定向边的误差预计过程加测一条陀螺定向边的误差预计过程加测两条陀螺定向边的误差预计过程预计结果输出FFFTTT图5-2 一井、两井贯通误差预计的过程5.2.2 高程上的预计 高程上的预计过程如图5-3：获取误差预计的已知数据判别测量方法测量方法=“水准测量”测量方法=“三角高程测量”水准测量预计过程三角高程测量预计过程预计结果输出FFTT图5-3 高程上预计的过程5.3一井贯通测量误差预计的数据文件一井内贯通，在K点贯通后成为一支导线，在1：1000或1：2000的图上定出贯通相遇点K，确定贯通重要方向X，其垂直方向Y，在图上每隔一定距离确定贯通路线中的导线点，从起始点到K点进行编号，然

42、后以K点为原点，在图上量取各导线点的X和Y坐标。对一井贯通测量误差预计分为以下三种情况：方案一: 没有加测陀螺定向边的导线（如图5-4）第一行1数字后为一个空格，再输入数字1后回车换行；第二行为起算方位边前一端点号（编号小者），示意图如下： 图5-4 没有加测陀螺边的导线形式数据文件如下：1 1190 00 1720 4220 66842 67224 86840 97842 117048 136448 168032 169070 173088 1734304 1626628 14621096 12241118 12101130 11861184 9781274 6521334 6041274

43、5781250 5561204 2061156 1421134 3421138 3581078 348990 368780 870800 888828 802678 752512 650486 654180 50620 5240 5080 0预计结果如下：一井内贯通后起始方位边为闭合导线边；无加测陀螺定向边；测角和量边误差引起K点在X方向上的误差分别为：0.198524 m 0.023368 m导线独立测量两次，K点在X方向上的预计误差为：0.282693 m 方案二：加测一条陀螺边定向边的导线（如图5-5）第一行1数字后为一个空格，再输入2后回车换行；第二行为起算方位边前一端点号（编号小者）

44、；第三行为起算方位边和陀螺定向边的连接点号（两条边，四个点的中间两个点的编号），以空格间隔，（19-20为起算方位边，11-12为陀螺定向边），数据文件和示意图如下：1 21912 190 00 1720 4220 66842 67224 86840 97842 117048 136448 168032 169070 173088 1734304 1626628 14621096 12241118 12101130 11861184 9781274 6521334 6041274 5781250 5561204 2061156 1421134 3421138 3581078 348990 36

45、8780 870800 888828 802678 752512 650486 654180 50620 5240 5080 0 图5-5加测一条陀螺定向边的导线形式 预计结果如下： 一井内贯通后起始方位边为闭合导线边；加测了一条陀螺定向边；陀螺定向边在起算边前面；测角和量边误差引起K点在X方向上的误差分别为：0.156164m 0.023368m导线独立测量两次，K点在X方向上的预计误差为：0.223308m方案三：加测两条陀螺定向边的导线（如图5-6）第一行1数字后为一个空格，再输入3后回车换行；陀螺定向边在起算方位边的前后各一条，第二行为前一条陀螺定向边后端点的编号和方位起算边前端点的编

46、号，第三行为方位起算边后端点和后一条陀螺定向边前端点的编号；均以空格相间隔，两数字按从小到大顺序排列，（11-12为前一条陀螺定向边，19-20为起算方位边，29-30为后一条陀螺定向边），数据文件和示意图如下：1 312 1920 290 00 1720 4220 66842 67224 86840 97842 117048 136448 168032 169070 173088 1734304 1626628 14621096 12241118 12101130 11861184 9781274 6521334 6041274 5781250 5561204 2061156 1421134

47、 3421138 3581078 348990 368780 870800 888828 802678 752512 650486 654180 50620 5240 5080 0 图5-6 加测两条陀螺定向边的导线形式预计结果如下：一井内贯通后起始方位边为闭合导线边；加测了两条陀螺定向边；测角和量边误差引起K点在X方向上的误差分别为：0.147301m 0.023368m导线独立测量两次，K点在X方向上的预计误差为：0.210920m比较: 经过计算验证加测两条陀螺定向边的导线精度更高，但是由于所设计巷道为回风巷，对精度的要求并不太高，所以以上方案均可使用，使用任何一种方案都能够满足精度要求

48、。总 结本次设计利用面向对象的方法完成了巷道贯通测量误差预计的程序设计，并用实际数据测试可行，具有一定的实用价值。在本系统的设计与实现过程中，有以下几点认识。1) 巷道贯通测量误差预计的程序设计包括一井贯通、两井贯通的误差预计以及高程上的预计，可以方便快捷的预计贯通重要方向轴上的误差以及竖直方向的误差。2) 程序设计可以避免了烦琐的误差预计的计算过程，按照数据文件的编写方式，对所设计的测量方案中贯通路线的导线点进行编号并量取在所选定坐标系的的坐标，通过文件的读取和输出可以得到误差预计的结果。3) 可以通过该误差预计的程序对各种不同的测量方案进行比较，减小贯通误差、节省贯通费用，利于进行测量方案

49、的选择。本系统的具体情况参照VB的具体内容可能更容易理解，由于本人能力有限以及时间的不允许，系统中还有许多有待改进和完善的地方。例如：一井贯通测量和两井贯通测量的误差预计都只考虑了不加陀螺定向边、加测一条陀螺定向边和加测两条陀螺定向边的导线形式的误差预计，不能实现加测任意条陀螺定向边的导线的误差预计。从第三章和第五章看来。利用计算机解算数据比手工计算更为精确、方便、快捷。以后应该经常开展计算机的利用活动。参 考 文 献：1 武汉大学测绘学院测量平差学科组.误差理论与测量平差基础.武汉：武汉大学出版社.2003.2 张凤举,张华海,张长胜等.控制测量学.北京：煤炭工业出版社.2003.3 徐绍铨

50、，张华海，杨志强等.GPS测量原理及应用.武汉：武汉大学出版社.2002.4 高井祥，肖本林，付培义等.数字测图原理与方法.徐州.中国矿业大学出版社.2001.5 黄维彬.近代平差理论及应用.北京.解放军出版社.1992.6中华人民共和国建设部.城市测量规范.北京.中国建筑工业出版社.1999.7 孔祥元，梅是义.控制测量学.武汉.武汉大学出版社.2002.8 朱鸿禧,杨忠秀,肖本林.测量学.徐州.中国矿业大学.1995.9 孔祥元,郭际明,刘泉泉.大地测量学基础.武汉.武汉大学出版社.10 叶玉田,崔先国,魏峰远等.测量程序设计.徐州.中国矿业大学出版社.11 彭先进.测量控制网的优化设计.武汉.武汉测绘科技大学出版社.1991.12 马金铃,高井祥,张书毕.数据分析与测量数据处理.徐州.中国矿业大学出版社.1994.13 陶本藻.自由网平差与变形分析.北京.测绘出版社.1984.14 周江文等著. 测量误差理论新探.北京.地震出版社.1999.15 吉林省冶金地质勘探公司.吉林.吉林人民出版社.1980. 16 华锡生，田林亚. 测量学.南京.河海大学出版社.2001.17 高井祥主编. 测量学.徐州.中国矿业大学出版社.2002.18 国家技术监督局,中华人民共和国建设部.工程测量规范.2001