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《应用大地测量学基础》课程设计报告书灯湖矿区控制网设计书一．灯湖矿区控制网设计任务通知书※※测绘队：灯湖矿区位于※※省※※煤田东北域。本矿已经列入国家经济建设计划，准备进行重点开发。根据建设计划，首先需要施测80平方公里的1:2000地形图。为了加快建井速度，需在竖井间进行对向掘进，最大贯通距离为3km，矿井最大单翼长度为5km，井深一般不超过800m,。为了满足矿山设计、建井、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，应在全矿区统一的具有足够精度密度的平面控制网与高程控制网。要求你队在任务通知书下达后一周内完成控制网技术设计，一月内完成建网任务。※※省煤炭管理局年月日二．测区概况简述1.地理概况本测区中心位置为东经117°13′，北纬34°12′。测区地面高程为+30~+244m。位于※※省※※县境内，属于华东丘陵地带，南部及中部为山地。其上林木繁茂，不理通视，其余为平原，密布村庄和厂矿，建筑群遍地，影响观测。灯湖区位于测区东部，湖面开阔，中部有大堤。2.交通情况测区内有铁路支线通过，公路四通八达，村间大道可行汽车，交通方便。3.气候情况测区地处华东近海区，气候宜人。全年平均降雨量为1040mm，雨量集中于6、7、8三个月。全年平均气温+15度，夏季气温较高，一般为30度左右，冬季有雪，但不寒冷，最低温度为-5度，冻土线深度为0.1米。全年平均风力为2~3级，夏季略受台风影响。宜于野外作业时间为3~11月份，年平均作业利于率为21天/月。4.居民及居民点测区内地少人多，人口稠密，多为汉族，少数民族为回族。测量作业所需人力、物力、财料及食宿均可就地解决。5.作业目的及任务范围灯湖矿区位于广州市灯湖煤田东北域，煤藏量为10000亿吨。要求于2005年XX月之前，完成建网任务和提交阳春一矿的54的1：2000和231∶1000地形图。。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个专用控制网，要求两近井点横向相对中误差小于30mm。灯湖矿区的测图总面积为77km2三．已有测绘成果资料及其分析利用1.三角网成果及其精度测区内及附近有国家二等网点三个：玉山、太山、广具山。系1959年由※※测绘队施测，作业所依据的规范为《一、二、三、四等三角测量细则》（1958年）。三点标石保存完好。坐标系统为1954年北京坐标系，三度分带，中央子午线为117°。该二等网的主要情况如下：（1）.三角形平均边长为12km.（2）.最小求距角38°。（3）.三角形最大闭合差+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精度中误差为±0.82”,平差后为±0.91”.（5）.最弱边长相对中误差为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）.造表埋石质量良好。经现场踏勘，三点标石完好。所以玉山、太山、广具山三点的坐标可作为起算点坐标，进行不同坐标系之间的转换。2.高程成果及其精度国家二等水准路线由西向东横穿测区北部。根据二等水准路线图，本测区内及其附近应有三个二等水准点，依点之记只找到其中两个：II2和II4，标石保存完好。该二等水准路线系国家测绘队于1979年施测。施测精度及埋石质量均符合规范要求。高程为1956年黄海高程系。3.地形图资料1984年※※航测队航测本地区1:50000地形图，成图质量良好，可供技术设计图上选点之用。4.成果的分析利用收集测区原有资料，了解作业单位、作业时间、执行规范、平差方法等。注意要点：起算边长的选择问题、起算方位角的选择问题、考查原有控制点点位的可靠性、针对本次控制网服务的目的作出原有成果的利用方案、测区内有没有国家高级点可以利用。四．坐标系统的选择及处理方法的论证、起始数据的配置和处理坐标系统选择1954年北京坐标系，高程系统为1956年黄海高程系统。如需其它系统的坐标可求的坐标转换参数进行求解。二等三角点、水准点坐标和高程：点名等级X(m)Y(m)H(m)玉山二379340020506000195.4广具山二379072520515900135.0太山二378680020510250244.0II2二35.000II4二46.000用已知数据经过计算以下结果：（1）.三角形平均边长为12km.（2）.最小求距角38°。（3）.三角形最大闭合差+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精度中误差为±0.82”,平差后为±0.91”.（5）.最弱边长相对中误差为1:170000。故以上点均可作为起算点进行整体网平差，解算未知点坐标。1．平面控制部分测区内有国家二等网中的控制点三个：玉山，太山，广具山。系1959年由西安科技大学测绘队实测。采用的是1954年北京坐标系。平差后网的精度：测角中误差为0.91秒，最弱边边长的相对的中误差为1：17000。造标的情况良好。经勘测标石的质量良好，可以应用。2．高程控制部分本测区内有三个二等的水准点，但依点之记只找到其中的两个：II—2，II-4，且标石的质量良好。系由1979年西安科技大学测绘队实测。测绘的精度埋石的情况与质量均符合现行的规范要求。为1956年黄海高程系统。本次高程控制网采用了这两个点。3.坐标系统的确定因为该矿区位于3º带第四十带内，其中央子午线为120º，矿区中心处的横坐标值以,地面平均高程值。现算出在地面上的长度投影变形比为1:63300,可见，在国家的统一的坐标的系统里，矿区的投影长度变形并未超过1/4万的要求，故采用国家统一的坐标系。五．平面控制网布设方案1.首级网等级和布网方案、加密网设计首级网：采用E级GPS网，由三个已知点和八个未知点组成，平均边长2~5千米。采用GPS静态相对定位测量，观测时段45分钟，GPS接收机用3或4台。设计出几个同步时间段，构成若干异步环。估算最弱点中误差。布点位置见图。加密网：采用一级符合导线网和闭合导线网。每条导线平均长度为500m，全网在GPS1号点和已知点太山之间布设一条附和导线，在GPS6号点处布设一条闭合导线，导线网未知点总共为23个。详细情况见图。观测方法采用全站仪，按规范要求测角、测边。估算最弱点中误差。对于1:2000比例尺测图，首级控制网或加密控制网精度估算后，相邻点最弱点误差以5cm为限。布设图如下:2.各级控制网精度估算及其结果GPS网：从每个观测时段选取两条独立基线，最好各时段选取的独立基线不重复，将未知点坐标设为未知数，列出用未知数表示观测值的方程组，从而可以得出未知数的系数矩阵，即B矩阵。间接平差误差方程V=AX+L;法方程：NX+B=0;单位权中误差估值：n为误差方程数，k为卫星数平差值的精度估算：根据布网结果所得B矩阵为：1.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;-1.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.0-1.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;-1.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.0-1.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.0;1.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.01.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.0;0.00.00.00.0-1.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.0-1.00.01.00.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.0-1.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.0-1.00.00.00.01.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.0-1.00.01.00.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.0-1.00.01.00.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.01.00.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.01.00.00.00.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.01.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.00.00.01.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.0-1.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.00.00.00.0-1.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.01.00.0;0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0-1.00.01.0;GPS网以3km为单位权，用公式σ=10mm+10PPM×D可计算出单位权方差为3.14cm，计算出每条独立基线的方差，之后根据公式p=δ0*δ0/δi*δi可以计算出每条独立基线的权值，如下（取对角线）：0.93,0.93,0.57,0.57,1.33,1.33,0.64,0.64,0.64,0.64,0.75,0.75,0.86,0.86,0.86,0.86,