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地质矿产勘查测量及规范详解姓名：李大成（博士，硕导）单位：太原理工大学，测绘科学与技术系Email:lidacheng@tyut.edu.cn日期：2014.3.27内容组织实施细则2学科简述1结语3实施细则2学科简述1结语3学科目标测量手段测区成果确定地球的形状、大小，以及地面、地下和空间中各种物体的几何形态与空间位置。地面点空间位置：1.坐标-（X,Y）2.高程-H传统工具：1.经纬仪（角度测量）2.水准仪（高差测量）3.测距仪（距离测量）4.全站仪（角度+高差+距离）5.陀螺仪（定向）拓展手段：摄影测量与卫星遥感（几何、光谱、时相）1.测区内点位的大地坐标、高程信息;2.各种比例尺的地形图、地图；概述1(X,Y)H地形测量（普通测量）矿山测量平面测量高程测量工程测量大地测量技术策略应用领域实施任务把经测量和计算得到的测量数据绘制到图上；测定把图纸上规划设计好的碎部点在地面上标定出来，作为施工依据。测设技术任务2坐标系统与高程系3地理坐标系独立平面直角坐标系高斯投影坐标系1坐标系统方位角直线方向的表示象限角同一线段的方位角关系可相互换算根据直线的边长、坐标方位角和一个端点的坐标，计算直线另一个端点的坐标。坐标推算坐标正算坐标反算根据直线两端点的坐标计算直线的水平距离和坐标方位角。正高地面点沿铅垂方向至大地水准面的距离。2高程系统与高差参考椭球面大地高程与某区域或国家的大地水准面最为密合的椭球面，可用数学模型表示。地面点沿其法线到椭球面的距离。测量外业依据基准面：大地水准面和铅垂线测量内业计算基准：参考椭球面和法线高差高差与等高线等高线各种地形的等高距标准见规范3.3.3类型可采用标准优先级规范备注坐标系统1980西安坐标系延续原有坐标系统和高程基准高斯正形（等角）投影，3°分带；测区面积小于50KM2且无发展远景时在平面计算。1954北京坐标系独立坐标系高程基准1985国家高程基准独立高程系应尽量与国家高程基准联测；1956黄海高程系独立高程系小结GPS测量规范2009实施细则2学科简述1结语3程序上：先整体，后局部；精度上：从高级到低级；步骤上：先控制，后碎部控制测量碎部测量实施总则1平面控制测量GPS测量三角测量三边测量边角组合测量导线测量控制测量高程控制测量GPS测量水准测量三角高程测量注：红色字体标注为井下可采用的控制测量方法平面控制测量2国家1-4等平面控制网1平面控制网布设一、二等属基本控制三、四等属加密控制进一步加密控制矿区平面控制网基于三、四等的加密网和一级、二级小三角网三角网1可作为矿区首级网也可越级布网等级控制布设形式三角单锁三角双锁中点多边形①独立控制网可布设为三角单锁、双锁或中点多边形等形式，可插点、锁、网等图形；②插锁的三角形个数一般不多于8个，各网形的三角形内角不小于30°；③插网或插点位置应适当远离高级点，当两者或插点间距离小于平均边长时，应组网联测；④插点时应至少由三个方向测定，各个方向均需双向观测，使之构成极条件或边条件；⑤三角网估算精度低时刻加测对角线或增设测距边；⑥特殊情况下可布设无定向插锁，但应有必要的检核条件；⑦首级网起始边应采用相应精度的光电测距仪测定。布设指标三、四等平面控制网中最弱相邻点的相对点位中误差不大于0.1m；一、二级平面控制网中最弱点相对于起算点的点位中误差不大于0.1m。相对点位中误差：是一点相对于另一点的各方向点位误差的几何平均值；最弱点：离控制点最远、复测次数最少的点位；起算点：内业计算的平面坐标起算基准。平面控制点的密度一般应保持在图上500mm~1000mm的间隔内有一个点，且可以全面控制测区范围。如对于1:500的矿区平面图，平面控制点应在250m~500m间隔布置控制点。对于平面控制测量，可在附近高级控制点设置GPS基站，并在矿区控制范围进行GPS接收机的同步观测，以达到测区的平面控制；矿区内既可使用GPS测量，也可视情况使用经纬仪+测距仪（或全站仪）来进行碎部测量。边长相对中误差：边长中误差与对应边所测长度之比。导线网2布设要求①宜布设成等边形状，相邻边长之比不超过1:3。首级控制应布设为多边形格网；加密时可布设成单线、单节点或多节点网等形式；②节点与高级点间或节点之间的路线长度不大于下表中导线长度的0.7倍。导线边数一般不大于10条；③加密的一、二级导线，可布设为无定向导线，但应尽量组成节点网；导线全长相对闭合差：平面坐标系统下，设每个点的纵、横坐标的增量分别为𝑓𝑥𝑖和𝑓𝑦𝑖，则导线全长的闭合差𝑓为：𝑓=±𝑓𝑥𝑖2+𝑓𝑦𝑖2𝐾=𝑓𝐷𝑖𝑁0导线全长的相对闭合差𝐾为：测边网或边角组合网3布设要求①与相应等级三角网规格一致，网的边长大致相等，三角形内角宜在[30°，100°]，但不应小于25°；②节点与高级点间或节点之间的路线长度不大于下表中导线长度的0.7倍。导线边数一般不大于10条；③加密的一、二级导线，可布设为无定向导线，但应尽量组成节点网；导线网布设形式附合导线闭合导线支导线2平面控制测量方法三角测量①在地面选定一系列点（称三角点，下图中A、B、C、…），按三角形连接成网；②观测三角形网中所有角度∠1、∠2、∠3…，若A、B为已知点（其坐标可用天文测量确定），则AB边长度和方位角也为已知值。按三角形正弦公式，由AB边可以推算出AC、BC边长，进而求得网中所有边长。③根据已知边的方位角和网中各角可以推算网中各边的方位角。再根据已知点坐标及各边的方位角和边长，就能逐次求得其它各点的坐标。三边测量①以连续的三角形构成锁状或网状，测量每个三角形的三边长，并用天文测量方法测设起始方位角；②从一起始点A和方位角𝛽1出发，利用所测边长推算其他各边的方位角，以及各三角形顶点坐标。A(已知点)BCDE𝛽1测量边角网中的边长和角度，以确定网中各点平面位置。边角组合测量导线测量概述：依次测定各导线边的长度和各转折角值，再根据起算数据，推算出各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。方法：①用经纬仪测量转折角，用钢尺测定导线边长的导线，称为经纬仪导线；②若用光电测距仪测定导线边长，则称为光电测距导线。交会测量角度前方交会实地测量要素几何要素计算A、B为坐标已知控制点，P为待定点。分别在A、B点上安置经纬仪，观测水平角α、β，根据A、B两点的已知坐标和α、β角，通过计算可得出P点的坐标。为保证定点的精度，一般要求从三个已知点分别向P点观测水平角，作两组前方交会。当两组坐标较差符合规定要求时，取其均值作为最后坐标。三点前方交会距离交会实地测量要素几何要素计算A、B为已知控制点，P为待定点，测量了边长𝑫𝑨𝑷和𝑫𝑩𝑷，根据A、B点的坐标及边长𝑫𝑨𝑷和𝑫𝑩𝑷，可通过计算求出P点坐标。其实际检核策略与角度前方交会类似。三点距离交会调节脚架圆水准气泡居中管水准气泡居中光学对中粗对中经纬仪安置2经纬仪经纬仪读数DJ2经纬仪读数DJ6经纬仪读数目标不清晰：物镜十字丝不清晰：目镜镜筒内太暗：反光镜3水平角测量测回法基本步骤：1）正镜瞄准后视点A，水平读盘读数大致对于0°，读数𝑎1；2）正镜顺时针旋转照准部，照准前视点B，读数𝑏1，上半测回结束；3）倒镜后逆时针旋转照准部，照准前视点B，读数𝑏2；4）倒镜逆时针旋转照准部，照准后视点A，读数𝑎2，一测回完成。(1)适用于只有2个方向的水平角观测，如导线；(2)观测开始前，根据观测目标调整好望远镜焦距，一个测回内保持不变；(3)若要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180˚/n的差值，安置水平度盘读数；(4)为校核全圆闭合差(左角+右角-360°)，应以奇数测回测左角，偶数测回测右角，度盘变换的起始方向按照(3)中的左角为准；(5)可用于井下测角，但在实施中需注意以下事项：①井下测点多设于巷道顶板，经纬仪要进行点下对中；②经纬仪与觇标均需照明；③巷道倾角过大时需严格整平经纬仪。测回法总结：方向观测法步骤：1）正镜瞄准起始点A，水平读盘读数大致对于0°，读数𝑎1；2）正镜顺时针旋转照准部，依次照准B、C、D，读数𝑏1、𝑐1、𝑑1，为校核，再次照准A，称为上半测回归零，读数𝑎1′；3）倒镜后逆时针旋转照准部，依次照准A、D、C、B、A，读数𝑎2、𝑏2、𝑐2、𝑑2、𝑎2′。限差检核(𝑎1-𝑎1′)与(𝑎2-𝑎2′)分别成为上、下半测回的归零差。归零差视准误差的两倍值，是因视准轴不完全垂直水平轴造成的微小误差。2C=盘左读数-（盘右读数±180°）。2C值1)2C互差或；2)减少滴水、气流等对垂球线的影响；3)采用小直径、高强度钢丝，适当加大垂球重量；4)井上下量得两垂球线间距离的互差一般不应超过2mm。2C互差：同一测回内所有方向的2C值中最大与最小值之差；2C较差：不同测回中相同方向的2C值之差。(1)适用于观测方向≥3时的水平角观测；(2)观测开始前，根据观测目标调整好望远镜焦距，一个测回内保持不变；(3)若要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180˚/n的差值，安置水平度盘读数；(4)适用于地表多个观测方向的情形；(5)方向总数大于7时，分两组观测，每组方向数大致相等且包括2个共同方向（其一为零方向）；(6)个别目标不清晰时，可先放弃后补测。方向法总结：4垂直角测量情形一：观测A、B两点在垂直方向的角度差，与测回法步骤相同；情形二：观测站点与测点的连线与水平方向的夹角：量取仪器高，分别在正镜和倒镜下瞄准、读数。(1)适用于观测方向≥3时的水平角观测；(2)观测开始前，根据观测目标调整好望远镜焦距，一个测回内保持不变；(3)若要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180˚/n的差值，安置水平度盘读数；(4)适用于地表多个观测方向的情形；(5)方向总数大于7时，分两组观测，每组方向数大致相等且包括2个共同方向（其一为零方向）；(6)个别目标不清晰时，可先放弃后补测。垂直角测量总结：4距离测量钢尺量距平坦地面倾斜地面平量法斜量法光电测距注意事项：1）气象条件对光电测距影响较大，微风的阴天是观测的良好时机。2）测线应尽量离开地面障碍物1.3m以上，避免通过发热体和宽水面上空。3）测线应避开强电磁场干扰的地方，例如不宜接近变压器、高压线等。4）镜站后面不应有反光镜和其他强光源等背景的干扰。5）要严防阳光及其他强光直射接收物镜，避免光线经镜头聚焦进入机内，将部分元件烧坏，阳光下作业应撑伞保护仪器。罗盘仪陀螺仪5直线定向测量仪器测量或推算一条直线的方位角。高程控制测量31水准测量a—后视读数b—前视读数适用条件：地形起伏较小的高程观测。ℎ𝐴𝐵=𝑎−𝑏𝐻𝐵=𝐻𝐴+ℎ𝐴𝐵基本原理连续水准测量ℎ𝐴𝐵=𝑎𝑖−𝑏𝑖𝑛𝑖=1水准路线读数瞄准粗平水准仪安置圆水准器居中调节精平准星器粗瞄微动螺旋精瞄管水准器居中调节不足分划估读；按由小到大的注记读数。123312312312圆水准器居中调节管水准器居中调节普通水准管精密水准管水准尺塔尺双面尺常用于碎部测量多用于三、四等水准测量铟钢尺与精密水准仪配套使用，用于国家一、二级水准测量(1)三等水准可使用单程双转点法或中丝法往返观测；四等及等外水准用中丝法单程观测，支水准路线应往返观测；(2)三等水准观测每站照准标尺的先后顺序为“后-前-前-后”，四等及等外为“后-后-前-前”；(3)三等水准观测同一站不允许两次调焦，因而水准仪要置于距前后尺点距离大致相等处；(4)每一测段的测站数应为偶数，由往测转入返测时要调换两标尺位置，并重新整置仪器；(5)每站需用两次仪器高观测，仪器高之差大于10cm。水准测量总结：单程双转点法中丝法由于水准尺黑面零刻度（即尺底）的磨损，实测的读数和真实值会产生误差。如果一对水准尺的磨损程度相当，那么两点间所测高差仍有效；但实际上两个水准尺的磨损程度肯定有区别，因此在奇数站时就要加入水准尺的零点改正处理。在磨损程度不同时，设有A、B和C三点，一对水准尺X和Y，X立在第一个后视点。在一站（奇数）的情况下有：h(A,B)=(X1-x0)-(Y1-y0)，显然，