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1、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 C+6.0语言编写，误差预计结果由文本输
2、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 GPS外业观测101.4数据处理111.4.
3、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、两井贯通误差预计285.2.2 高程上的
4、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：40一般部分第一章 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月29日批准的采矿许可证中25个拐点坐标圈定的
5、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，雷暴期在49月份。大屯矿区交通方便，有徐（州）沛
6、（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测区的控制网测定工作。1) 作业依据：a) 全
7、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网在原有坐标系内的定位起算点，2个点之间的方位和距离作为
8、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网内各点虽不要求通视，但应有利于按常规测量方法进
9、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信号被遮挡或被障碍物吸收。3) 点位应远离大功率无线电发射
10、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，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。(2)
11、 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) 网形设计根据现场勘踏及实际情况的需要，选取实地两个已知
12、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，平均距离小于1km，a15mm，b20mm，最最弱边相对
13、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点重复设站率1.6，为增大GPS网的可靠性，应有较
14、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
