畢業(yè)設計（論文）利用面向對象的方法完成巷道貫通測量誤差預計的程序設計

1、中國礦業(yè)大學成人教育學院2008屆畢業(yè)設計摘 要 一般部分，是關于測繪大屯煤電公司姚橋煤礦工業(yè)廣場的1/2000地形圖，在已知兩個gps控制點的基礎上建立一個e級gps控制網，進行基線解算，并進行數(shù)字化測繪。專題部分，是關于巷道貫通誤差預計的程序設計，根據(jù)貫通測量誤差預計的原理，巷道貫通誤差預計包括貫通點k在水平重要方向軸方向上的誤差預計和豎直方向上的誤差預計。其中，水平方向的誤差預計包括一井貫通的誤差預計，并分別考慮了不加測陀螺邊定向邊、加測一條陀螺定向邊和加測兩條陀螺定向邊三種導線形式的誤差預計，豎直方向的誤差預計考慮了采用三角高程測量和水準測量兩種測量方式的誤差預計。程序使用visual

2、 c+6.0語言編寫，誤差預計結果由文本輸出，減少了巷道貫通誤差預計煩瑣的計算過程，能夠對貫通方案進行優(yōu)化選擇。關鍵詞：gps控制網 ；數(shù)字地形圖測繪 ；誤差預計 ；一井貫通目 錄摘 要1一般部分第一章 gps控制網41.1概述41.1.1地理位置及交通狀況41.1.2測定方法及作業(yè)依據(jù)與采用標準61.2 gps控制網的技術61.2.1 gps控制網設計的一般原則61.2.2選點原則與點位標志71.2.3坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)81.2.4 gps控制網的圖形設計81.3觀測方案91.3.1 gps相對定位的作業(yè)模式91.3.2外業(yè)觀測gps測量作業(yè)基本技術規(guī)定91.3.3作業(yè)計劃101.3.4 g

3、ps外業(yè)觀測101.4數(shù)據(jù)處理111.4.1 gps基線解算111.4.2外業(yè)成果檢核111.4.3 gps網平差121.5 gps控制網應提交的資料13專題部分第二章 東七回風下山貫通預計142.1 設計的說明142.2 設計的思路15第三章 貫通測量誤差預計的原理163.1 支導線終點的位置誤差163.2 一井貫通測量誤差預計173.3 加測堅強陀螺定向邊后貫通測量的誤差預計183.4 豎直方向上的誤差預計20第四章 貫通預計數(shù)據(jù)計算224.1工程概況：224.2貫通測量方案的選擇：224.3測量誤差預計23第五章 vc+程序的應用275.1界面設計275.2 實現(xiàn)方法285.2.1 一井

4、、兩井貫通誤差預計285.2.2 高程上的預計295.3 一井貫通測量誤差預計的數(shù)據(jù)文件30總 結38參 考 文 獻：4040一般部分第一章 gps控制網1.1概述1.1.1地理位置及交通狀況姚橋煤礦位于江蘇省徐州市西北大約82公里處，南距沛縣縣城17公里左右，其井田大部分處于江蘇省沛縣楊屯鎮(zhèn)與山東省張樓鄉(xiāng)境內，北與大屯礦區(qū)龍東煤礦接壤，西北與徐州礦務集團三河尖煤礦毗鄰，南是大屯礦區(qū)的徐莊煤礦，東為山東微山崔莊煤礦，淺部主井地理坐標為東經：116 5443，北緯34 5251，深部主井地理坐標為東經：116 5429，北緯：34 5309。姚橋井田的范圍：以中華人民共和國國土資源部2000年4

5、月29日批準的采礦許可證中25個拐點坐標圈定的范圍為準，詳見“姚橋煤礦礦區(qū)范圍拐點坐標”一覽表。井田東西長約13.70km，南北寬約4.65km，面積約63.75km2，其中湖區(qū)部分面積約為17.4km2。姚橋井田地貌屬黃淮沖積平原，為第四系地層覆蓋地區(qū)，地勢平坦，陸地地面高程33.5437.47m，東部湖區(qū)湖底高程為30.0033.00m，湖內常年積水，但1988年、1989年湖區(qū)干涸，湖區(qū)歷年最高洪水位為37.01m，枯水期水位30.80m，湖堤標高為38.0041.00m。該地區(qū)多季節(jié)風，春夏季多東南風，秋冬季多偏北風，平均風速3.3m/s，最大風速20m/s,湖區(qū)風力一般在5級左右，雷

6、暴期在49月份。大屯礦區(qū)交通方便，有徐（州）沛（屯）鐵路專用線，在沙塘與隴海鐵路線接軌，全長82.87km，有礦區(qū)支線到達姚橋煤礦。區(qū)內公路四通八達，徐州濟寧省級公路縱貫礦區(qū)南北，礦區(qū)內連通中心區(qū)和各礦的公路、鐵路暢通無阻。京杭大運河從礦區(qū)東部通過，可供100噸級機船常年航行，水路交通也較方便。姚橋井田位置見下圖1-1圖1-1姚橋井田位置圖1.1.2測定方法及作業(yè)依據(jù)與采用標準測區(qū)內建筑物密集，不易通視，若用常規(guī)的測量方法，如三角測量、導線測量以及水準測量。會使工作困難，工作量大，周期長，經費支出大。gps技術具有精度高、全天候、周期短、效率高、經費省等優(yōu)點。利用gps定位技術可以高精度地完成

7、測區(qū)的控制網測定工作。1) 作業(yè)依據(jù)：a) 全球定位系統(tǒng)（gps）測量規(guī)范 gb/t183142001b) 國家三、四等水準測量規(guī)范 gb1289891c) 測繪產品檢查驗收規(guī)定 ch100295d) 測繪產品質量評定標準 ch1003952) 技術標準 全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范要求，e級網精度要求為：最弱邊相對中誤差小于1/100001.2 gps控制網的技術1.2.1 gps控制網設計的一般原則(1) 新布設的gps網應盡量與原有平面控制網聯(lián)接。gps衛(wèi)星定位所測得的三維坐標，屬于wgs84世界大地坐標，為了將它們轉換成國家或地方坐標系，至少應該聯(lián)測2個已有控制點。其中1個作為gps網在原有坐

8、標系內的定位起算點，2個點之間的方位和距離作為gps網在原坐標系內定向和長度的起算數(shù)據(jù)。為了更加可靠地確定gps網與原有網之間的轉換參數(shù)，聯(lián)測點數(shù)最好多于2個，且要求聯(lián)測點分布均勻，具有較高的點位精度。(2) 應利用已有水準點聯(lián)測gps點的高程。gps網所確定的三維坐標中，高程屬于大地高，就轉化實際應用的正常高系統(tǒng)。(3) 為此，就在gps網中施測或重合少量幾何水準點，應用數(shù)值數(shù)擬合法（多項式曲面擬合或多面函數(shù)擬合）擬合出測區(qū)的似大地水準面，內插出其它gps點的高程異常并確定其正常高高程。(4) gps網就通過一個或若干個同步觀測環(huán)構成閉合圖形，以增加檢核條件，提高網的可靠性。(5) gps網

9、內各點雖不要求通視，但應有利于按常規(guī)測量方法進行加密控制時應用。gps控制網設計等級為e級。1.2.2選點原則與點位標志(1) 選點原則由于gps測量觀測站之間可以不要求相互通視，而且網形結構也比較靈活，所以選點工作比一般控制測量的選點要簡便。但由于點位的選擇對于保證觀測工作的順序進行和保證測量結果的可靠性有著重要的意義，所以在選點工作開始前，除收集和了解有關測區(qū)的地理情況和原有測量控制點分布及標架、標型、標石完好狀況，決定其適宜的點位外，選點工作還應遵守以下原則：1) 點位應設在易于安裝接收設備、視野開闊的較高點上。2) 點位目標要顯著，視場周圍15以上不應有障礙物，以減少gps信號被遮擋或

10、被障礙物吸收。3) 點位應遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等），其距離不小于200m；遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不得小于50m。以避免電磁場對gps信號的干擾。4) 點位附近不應有大面積水域或不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路經效應的影響。5) 點位應選在交通方便，有利于其他觀測手段擴展與聯(lián)測的地方。6) 地面基礎穩(wěn)定，易于點的保存。7) 選點人員應按技術設計進行踏勘，在實地按要求選定點位。當利用舊點時，應對舊點的穩(wěn)定性、完好性，以及覘標是否安全、可用性進行檢查，符合要求方可利用。8) 網形應有利于同步觀測便、點聯(lián)絡。9) 當所選點位需要進行水準聯(lián)測時，選

11、點人員應實地踏勘水準路線，提出有關建議。(2) 點位標志gps點的標石類型，在一般地區(qū)埋設普通標石，在建筑物上埋設建筑物標石，在水泥路面埋設嵌入標志。各類標石的規(guī)格見規(guī)程要求，中心標志采用鑄鐵標志，標志頂面應略高于標石面。測區(qū)地面上的gps點，埋石采用柱石下面現(xiàn)場澆灌混凝土澆灌成404020cm磐石。建筑物頂標石埋設時，嚴格依規(guī)程標石埋設圖執(zhí)行，清除碎石、粉末，再浸濕后，方可安放標志，用混凝土嵌埋，以便與建筑物牢固結合。1.2.3坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)(1) 坐標系統(tǒng)wgs-84(2) 起算數(shù)據(jù)國家e級gps控制點兩個（a、b），作為起算點進行布設。1.2.4gps控制網的圖形設計(1) 網形設計

12、根據(jù)現(xiàn)場勘踏及實際情況的需要，選取實地兩個已知點（a、b）做控制點；根據(jù)測區(qū)情況初步設計，計劃布設7個gps點，采用邊連式構成gps網，由于給定區(qū)域較小，在此，按二級精度施測，點位大致均勻布設于測區(qū)，具體點位在選點時可視現(xiàn)場情況確定，網形如圖1-2：gps網形圖圖1-2 工業(yè)廣場gps控制網形(2) 相鄰點間弦長精度評定gps網相鄰點間弦長精度： （1-1）式中：gps基線向量的弦長中誤差(mm),亦即等效距離誤差；a gps接收機標稱精度中的固定誤差（mm）；b gps接收機標稱精度中的比例誤差系數(shù)（ppm）；d gps網中相鄰點間的距離(km)依據(jù)規(guī)程中對二級gps控制網的要求，平均距離小

13、于1km，a15mm，b20mm，最最弱邊相對中誤差小于1/10000設計的gps網的最弱邊（取邊長最長的邊）邊長d=847m，取a=10mm，b=10ppm最弱邊相對中誤差： 滿足規(guī)程要求。所以此方案可行。1.3觀測方案1.3.1gps相對定位的作業(yè)模式采用靜態(tài)相對定位作業(yè)模式。同步環(huán)之間采用邊連方式施測。利用三臺美國ashtech-zx、ashtech-z12gps雙頻接收機進行同步觀測。1.3.2外業(yè)觀測gps測量作業(yè)基本技術規(guī)定對于二級gps網要求如下：衛(wèi)星高度角15。同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)4顆有效觀測衛(wèi)星總數(shù)4顆時段長度45分鐘采樣間隔15秒衛(wèi)星分布幾何圖形因子（pdod） 8gps點重

14、復設站率1.6，為增大gps網的可靠性，應有較多的重復邊1.3.3作業(yè)計劃出測前，應根據(jù)本地概略地理坐標，利用軟件計算出衛(wèi)星分布狀況，以便作出觀測計劃。按照測區(qū)交通路線，作出每臺接收機上點時間，觀測開始、結束時間。依據(jù)實際作業(yè)的進展情況，及時作出調整。gps網特征條件計算（表1-1）：表1-1 gps網特征條件gps臺數(shù)3gps點數(shù)9網形邊連式同步環(huán)個數(shù)6總基線數(shù)18獨立基線數(shù)12多余基線數(shù)4觀測時段61.3.4gps外業(yè)觀測(1) 天線安置1) 在正常點位，天線應架設在三角架上，并安裝在標志中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準氣泡必須整平。2) 在特殊點位，當天線需要安置在三角點覘標的觀測

15、臺或回光臺上時，應先將覘標頂部拆除，以防止對gps信號的遮擋。這時可將標志中心反投影到觀測臺或回光臺上，作為安置天線的依據(jù)。如果覘標頂部無法拆除，接受天線若安置在標架內觀測，就會造成衛(wèi)星信號中斷，影響gps測量精度。在這種情況下，可進行偏心觀測。偏心點應選在離三角點100m以內的地方，歸心元素應以解析法精密測定。3) 天線的定向標志線應指向正北，并顧及當?shù)氐卮牌堑挠绊?，以減弱相位中心偏差的影響。天線定向誤差依定向精度不同而異，一般不應超過35。4) 刮風天氣安置天線時，應將天線進行三方向固定，以防倒地碰壞。雷雨天氣安置天線時，應注意將其底盤接地，以防雷擊天線。5) 架設天線不宜過低，一般應距

16、地面1m以上，天線架設好后，在圓盤天線間隔120的三個方向分別量取天線高，三次測量結果只差不應超過3mm，取其三次結果的平均值記入測量手簿中，天線高記錄取值0.001m。6) 測量氣象參數(shù)：在高精度gps測量中，要求測定氣象元素，每時段氣象觀測應不小于3次（時段開始、中間、結束）。氣壓讀至0.1mbar，氣溫讀至0.1c，對一般城市及工程測量只記錄天氣狀況。7) 復查點名并記入測量手簿中，將天線電纜與儀器進行連接，經檢查無誤后，方能通電啟動儀器。(2) 觀測作業(yè)要求1) 觀測開始前，正確連接天線至接收機、接收機至電源的連線，確認連線無誤后再按規(guī)定的時間開機進行觀測。2) 接收機開始記錄數(shù)據(jù)后，

17、觀測員可用儀器功能鍵查看、輸入測站信息（測站點名、觀測時段、天線高等），查看接收衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、各通道信噪比、數(shù)據(jù)采樣率以及實時定位結果。同時認真填好手簿上的各項記錄。3) 觀測期間防止其他人員碰動天線或阻擋衛(wèi)星信號。4) 觀測時，不要使用對講機及手機通話以免干擾gps衛(wèi)星信號的接收。5) 定時查看接收機工作狀況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時做好記錄。6) 按規(guī)定時間關機、遷站。1.4數(shù)據(jù)處理1.4.1gps基線解算gps基線及gps網平差采用ashtech solution 2.60軟件進行解算。1.4.2外業(yè)成果檢核為了保證外業(yè)觀測成果質量和使外業(yè)觀測成果達到相應精度，要及時對當天的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進行

18、處理和檢核。對不合格成果及時組織返工或補測，確保外業(yè)成果準確無誤合乎設計要求。(1) 同步環(huán)閉合差的檢驗 同步環(huán)各坐標分量閉合差的限差： ， ， （1-2）坐標閉合差限差: （1-3）式中, d為平均邊長, a、b為相應等級規(guī)定的精度指標。對于四站以上同步觀測時段，處理完各邊觀測值后，檢查一切可能的三邊環(huán)閉合差。(2) 異步環(huán)閉合差的檢驗異步環(huán)各坐標分量閉合差的限差： ， （1-4）坐標閉合差限差： （1-5）(3) 重復邊長度互差限差 （1-6） 注：n為同步環(huán)或異步環(huán)邊數(shù)，為相應級別規(guī)定中誤差。當發(fā)現(xiàn)邊閉合數(shù)據(jù)或環(huán)閉合數(shù)據(jù)超出上述規(guī)定時，應分析原因對其中部分或全部成果重測。需要重測的邊，應

19、盡量安排在一起進行同步觀測。1.4.3gps網平差gps網平差分為無約束平差和約束平差。無約束平差檢核gps成果內部精度，約束平差是將gps網約束到選定的坐標系（即1954北京坐標系）。(1) 基線經過檢驗后，剔除有粗差的基線向量，在wgs-84坐標系中進行三維無約束平差，求出gps網的wgs-84的地心坐標（xyz）和大地坐標（blh）。(2) 以已知四等點的已知坐標，對e級gps網進行二維約束平差。求出各e級gps網點的1954年北京坐標系平面直角坐標及其精度指標。(3) 用wgs-84坐標系三維無約束平差求得的各gps點的大地高，根據(jù)部分gps點的已知水準高程，擬合出其他gps點的高程異

20、常值，再推算出各gps點的水準高程。1.5gps控制網應提交的資料(1) 測量任務書； (2) 技術設計書；(3) 新建或重建的gps點的點之記和測量標志委托保管書；(4) 外業(yè)觀測記錄手簿和偏心觀測記錄； (5) 原始記錄的存儲介質及其備份；(6) gps控制網的展點圖和成果表； (7) gps接收設備的檢驗資料；(8) gps技術總結； (9) 成果驗收報告；專題部分第二章 東七回風下山貫通預計2.1 設計的說明巷道貫通是指按設計要求從巷道的一端掘進到某一指定地點與另一端相通。通常貫通是同一巷道在不同的地點, 以兩個或兩個以上的工作面, 分段掘進, 然后彼此相通, 在掘進施工過程中, 由于

21、測量不可避免地帶有誤差, 因此, 貫通實際上總是存在偏差。偏差可能發(fā)生在空間的三個方向上: 一、沿巷道中心的長度偏差(); 二、水平面內垂直于巷道中心的左右偏差(); 三、豎直面內垂直于巷道中心線的上下偏差()。如果因貫通測量過程中發(fā)生差錯而未能貫通或者貫通處的誤差值超限, 都將嚴重影響巷道的質量和使用, 甚至導致報廢等后果, 在經濟上和時間上給國家和企業(yè)造成不可挽回的損失?！岸F(xiàn)在興建了很多城市地下巷道，它們本身受地面及地下各種構筑物的制約，使得站與站之間的區(qū)間巷道,不只是只有直線連接，更多的是由曲線來連接的,這樣就對貫通測量帶來一定的難度。巷道就其使用而言越大越寬敞，就其建造過程的貫通而言

22、，越大越容易控制挖通，即使偏離了也容易糾正,但從投資上則是越小越經濟,為解決這一對矛盾，只好在滿足功能要求的前提下,盡可能縮小巷道的截面尺寸”10。為此，對貫通測量就提出了很高的要求。貫通測量的精度是否保證將直接關系到工程的成敗，對降低工程造價、提高工程質量起著舉足輕重的作用，因此我們很有必要對巷道貫通點的貫通誤差做出準確的預計。對貫通測量本身而言，確定何等貫通精度,就意味著采用什么測量儀器、測量手段與方法以及相應的人力物力，還有一個成本問題。因此為達到巷道工程的預期目標,不同的巷道工程對貫通測量也就提出了不同的貫通精度。對專業(yè)測量人員來講，當巷道工程確定后，必須詳查該工程所處的地理環(huán)境和施測

23、條件，并根據(jù)該工程提出的貫通精度制定出一份周密的貫通測量技術設計?！跋锏罍y量誤差預計，就是按照所選擇的測量方案和測量方法，應用最小二乘準則及誤差傳播律，對貫通精度的一種估算，它是預計貫通實際偏差最大可能出現(xiàn)的限度，而不是預計貫通實際偏差的大小，因此，誤差預計只有概率上的意義。其目的是優(yōu)化測量方案與選擇適當?shù)臏y量方法，做到對貫通心中有數(shù)”1。通過誤差預計，不但能求出貫通的總預計誤差的大小，而且還可以知道哪些測量環(huán)節(jié)是主要誤差來源，以便在修改測量方案與測量方法時有所側重，并在將來實測過程中給予充分注意。2.2 設計的思路在我們實際做巷道貫通的誤差預計的時候由于要對測量儀器、測量手段進行調整，如果是

24、單純的依靠手工或者是excel來做，重復的計算顯得特別的繁瑣。因此在實際的貫通特別是中、長巷道貫通中，如果我們能使用程序計算的話可以省了很多的精力，還有就是在通過不斷的調整使用的測量方法和方案的時候，通過對比和分析各種方法的數(shù)據(jù)，我們還能得出一些的規(guī)律，從而可以用來指導以后貫通中采用的測量儀器和測量手段的選擇。在設計的方案中的巷道貫通誤差，一方面必須能滿足貫通精度要求，然而實際的工程中精度越高工程所耗費的成本就越大，所以另外一方面我們也要充分考慮節(jié)約了人力和資金，使得最后的貫通在精度上滿足要求同時使得工程消耗最少的資金。 在結合專業(yè)課知識的同時,通過利用v c+6.0程序設計，實現(xiàn)了對巷道貫通

25、測量誤差的預計。第三章 貫通測量誤差預計的原理3.1 支導線終點的位置誤差由礦山測量中支導線終點的位置誤差公式可知，支導線終點的位置誤差分為測角誤差和量邊誤差兩部分，量邊誤差又可分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差的影響，公式如下： （3-1） （3-2） （3-3）上面三個公式中的第一項分別表示測角精度相同時，測角誤差對支導線終點在x、y和點位上的誤差；第二項表示測邊偶然誤差的影響；第三項表示測邊系統(tǒng)誤差的影響。式中主要符號的含義為：表示第i點與支導線終點的連線在x軸方向上的投影；表示第i點與支導線終點的連線在y軸方向上的投影；表示第i點與支導線終點的連線長度；表示第i條邊與y軸方向的夾角；分別表示支導線

26、始點與終點連線的長度、其在x、y軸上的投影。而在貫通測量誤差預計中，都是以貫通相遇點k為原點，沿貫通巷道方向作為軸，沿貫通巷道垂直方向作為軸，這樣預計出來的誤差在軸方向上對貫通沒有影響，只是在計算兩掘進頭間的貫通距離是稍有偏差；對貫通影響較大的就是沿軸方向上的誤差，把軸方向叫做貫通重要方向，只要預計這個貫通重要方向上的誤差就可以了。所以預計中只使用上面的公式（1）的形式，相應的改變形式為： （3-4）表示第i點與貫通相遇點k的連線在軸方向上的投影；表示第i條邊與軸方向的夾角；表示支導線始點與貫通相遇點k的連線軸上的投影。3.2一井貫通測量誤差預計 巷道一井貫通就是從巷道一端一個已知邊向另一端一

27、個預計的貫通相遇點k掘進，導線形式其實是一個支導線（如圖3-1）： 圖3-1 一井貫通測量的導線形式所以預計在水平重要方向上的貫通誤差，實質上就是預計支導線終點k在方向上的誤差。由2.1中公式（4）可得貫通相遇點k在方向上的預計中誤差為： （3-5）表示第i點與貫通相遇點k的連線在軸方向上的投影；表示第i條邊與軸方向的夾角；表示支導線始點與貫通相遇點k的連線軸上的投影。若導線獨立施測兩次，則平均值中誤差為： （3-6）k點方向上的預計誤差為： （3-7）3.3加測堅強陀螺定向邊后貫通測量的誤差預計 在某些長距離的大型重要貫通工程中，通常要測設很長距離的井下經緯儀導線，導線在巷道拐彎出又有一些短

28、邊，由于井下測角誤差積累的結果，往往難以保證較高精度的貫通要求，而在井下要大幅度提高精度是比較困難的，所以在實際工作中經常采用在導線中加測一些高精度的陀螺定向邊的方法來建立井下平面控制，尤其是用于大型重要貫通的平面控制，它可以在不增加測角工作量以提高測角精度的前提下，顯著減小測角誤差對于經緯儀導線點位誤差的影響，從而保證了巷道的正確貫通。加測陀螺定向邊后的貫通測量誤差預計，是把陀螺定向邊作為堅強方位角邊，由礦山測量中的相關公式推導可知：加測陀螺定向邊后導線終點的測角誤差減小，量邊誤差的影響沒有改變。加測陀螺定向邊后導線終點的測角誤差，使用已知方向邊與陀螺邊或相鄰陀螺邊中各段間點的重心作為標準，

29、求出各段中的點到對應重心的連線在軸上的投影，用于計算加測陀螺定向邊后測角誤差在貫通重要方向上的大??；量邊誤差仍按原方法進行計算。如圖2所示，由起始點a和起始定向邊aa1（坐標方位角為0）測設導線至終點k，并加測陀螺邊1，2，n共n條，將導線分為n段，各段重心1，2,n，其坐標 （j=1,2,，n） （3-8）由b點至k點的一段為支導線（如圖3-2）： 圖3-2 加測陀螺邊的導線（一） 由導線測角誤差引起貫通相遇點k點貫通誤差為： （3-9） 式中 各導線點至本段導線重心o的連線在軸上的投影長度； 由b至k的支導線點與k點連線在軸上的投影長度。（二）由陀螺定向邊的定向誤差引起k點貫通誤差 （3-

30、10）當時，則 （3-11）3.4豎直方向上的誤差預計 貫通相遇點k在豎直方向上的誤差是由平巷中的水準測量誤差和斜巷中的三角高程測量誤差引起的，可按水準測量和三角高程測量的誤差公式分別計算，然后求其累積總和。（一） 平巷中水準測量誤差引起k點在高程上的誤差水準測量誤差可按下列方法之一來估算。按每千米水準路線的高差中誤差估算： （3-12）式中 每千米水準路線的高差中誤差，可按煤礦測量規(guī)程規(guī)定取或按實測資料分析求得。 平巷中水準路線的總長度，以km為單位。 按理論公式估算： （3-13）式中 水準尺讀數(shù)誤差； 水準測量的總測站數(shù)。（二） 三角高程測量的誤差按單位長度三角高程路線的高差中誤差估算：

31、 （3-14）式中 每千米長度三角高程路線的中誤差，可按煤礦測量規(guī)范的規(guī)定取為；三角高程測量路線總長度，以km計。（三） k點在高程上的預計中誤差 （3-15）若進行n次高程測量，則n次測量平均值的中誤差為： （3-16）（四） k點在高程上的預計貫通誤差為 （3-17）第四章 貫通預計數(shù)據(jù)計算4.1 工程概況：該工程為一井內貫通，貫通導線全長7030m，導線路線是：從東三軌道大巷（1800m）開始，經東二軌道下山（1000m），-550車場（200m），東五軌道下山（550 m），東五-650車場（140m），東五-650（700 m），7357放水巷（250 m），到東七回風，向上掘進，上

32、部從東三軌道大巷，經東三軌道下山（800 m），-550車場（300 m）到東七回風；向下掘進，待貫通后，導線自成閉合。同時，也改善了東五和東三的通風問題，也為東七的開采提供了保證。4.2貫通測量方案的選擇：1、水平角觀測方法及限差要求：采用dtm全站儀、用測回法觀測水平角，當邊長大于30米時，每站一次對中兩個測回；當邊長小于30米時，采用一次對中三個測回。限差要求：半測回互差為20秒，測回間互差為12秒，兩次對中測回間互差不超過30秒，如超限應重測。2、導線邊長測量及限差要求：邊長采用dtm全站儀施測，每條邊長都要往返測，每條邊都要測兩個測回，垂直角在平巷中測一個測回，斜巷中測兩個測回。一測

33、回讀數(shù)較差不大于10mm，測回間較差不大于15mm，氣壓測定讀至1hpa，溫度測定讀至1，邊長加入各項改正后（包括大地水準面和高斯投影改正），其互差不應大于1/8000。3、水準測量及限差要求：平巷部分高程采用s3水準儀測量，往返各一次，前后視距大致相等。視距長度一般為50 m左右，往返測量高差的較差不大于50mm（r為水準路線長度，以km為單位）。4、三角高程測量及限差要求： 平巷中測三角高程，垂直角測一個測回；斜巷部分測三角高程，垂直角測兩個測回，兩測回垂直角互差不大于15，指標差互差不大于15，前后視高、儀器高用小鋼尺各量兩次，分別在測前和測后量，兩次互差不超過4mm,取其平均值作為最終

34、結果。5、控制導線的延長：7導線每掘進300500米延長一次，并聯(lián)測到30導線點上，作為30導線的起算資料。最后貫通距離剩下100米時，兩端7導線必須施測到最迎頭成巷部分。30導線每掘進80120米延長一次，并及時復測復算，保證巷道的實際前進方位與理論值一致，否則必須隨時調正。貫通距離剩下5070米時，兩端30導線均從7導線開始施測到迎頭。6、巷道施工中、腰線的控制，采用射程為700米的jzb700型激光指向儀給向，同時控制施工坡度，當光斑直徑大于30mm時，必須前移激光，激光控制坡度的數(shù)據(jù)必須經過復測,其互差不得大于5mm。7、貫通后測量：貫通后，及時將兩端7導線、30導線聯(lián)測，同時實測中腰

35、線偏差，進行精度分析評定，認真做好本次貫通測量總結。4.3測量誤差預計1、由經緯儀導線測角誤差引起的水平重要方向上的誤差： =0.126（m）2、由于導線量邊誤差引起的水平方向上的誤差：=0.018（m）以上兩項誤差引起的貫通相遇點k在水平重要方向上的誤差： = =0.127（m）貫通相遇點k在水平重要方向上的預計誤差： =0.254（m） 3、貫通相遇點在高程方向上的誤差：1）井下水準測量引起的誤差： =68.3（mm）2）井下三角高程測量引起的誤差： （mm）貫通相遇點k在高程方向上的預計誤差為： = =290.8（mm）：導線全長7030m。其中：平巷3730m;斜巷3300m。和見附表

36、。預計結果說明上述貫通測量方案是可行的表4-1 貫通誤差預計數(shù)據(jù) 單位:m點 名ry點 名ry點 名ry11722958415122414981762987014981762422178084161210146410030888146410036684462241711861406596318021406596467245158418978956484327529564845868753424196524251043365042510469789564842060436481634654364816711701368900215783340843550633408481364186049622

37、556309136365243091369168028224002320642436375084243610169028561002414220164111730299290025342116964121734300675626358128164131626264387627348121104141462213744428368135424合 計22504256合 計7187328合 計4528468總 計：=34220052表4-2 貫通誤差預計數(shù)據(jù) 單位:m邊 名lcos2邊 名lcos2邊 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 計1102小 計372小 計791總 計：lcos2=2265第五章 vc+程序的應用 本章主要介紹巷道貫通測量誤差預計系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能及實現(xiàn)功能的過程，以及如何使用該系統(tǒng)。5.1界面設計系統(tǒng)界面是用戶和軟件交互的窗口，良好的界面使用戶更加易于操作和接受軟件。因此，軟件界面設計，特別是面向一般用戶的應用軟件的界面設計，在系統(tǒng)開發(fā)中占有非常重要的作用。一個好的系統(tǒng)界

39、面不但要界面友好，而且應該易于操作，因此在系統(tǒng)界面設計時考慮如下原則: 一致性原則:即界面與用戶想法一致。界面的概念表達應盡可能接近用戶的想法，使用戶能很自然地操作;另一方面是控制應用方式的一致，相同類型的，言息采用類似的表達方式。 靈活性原則:即靈活地適用于不同用戶的需求，提供多種方式供用戶選擇。 反饋性原則:實時地向用戶提示系統(tǒng)正在進行的情況，同時要求系統(tǒng)具有強大的容錯功能。 圖形與屬性相關聯(lián)原則:即可實現(xiàn)圖形到屬性、屬性到圖形的雙向查詢。同時，在界面設計過程中應考慮兩方面:一是軟件使用者的水平;二是軟件自身的功能結構。前者是重要的外在因素，后者是界面設計的根本依據(jù)。界面設計如下圖5-1：

40、 圖5-1 程序界面設計5.2 實現(xiàn)方法程序能夠按照所選擇的測量方案，應用最小二乘準則及誤差傳播律，對貫通精度進行估算，包括一井貫通的預計、兩井貫通的預計和高程上的預計。其中一井貫通的預計和兩井貫通的預計分別能夠實現(xiàn)預計不加測陀螺定向邊、加測一條陀螺定向邊和加測兩條陀螺定向邊的導線測量的測角及量邊所引起的誤差，高程上的預計包括水準測量和三角高程測量的誤差預計。各種誤差預計結果都由文本輸出。5.2.1 一井、兩井貫通誤差預計 一井、兩井貫通誤差預計實現(xiàn)的過程如圖5-2：獲取誤差預計的已知數(shù)據(jù)貫通誤差預計的導線形式導線形式=“不加測陀螺邊”導線形式=“加測一條陀螺邊”導線形式=“加測兩條陀螺邊”不

41、加測陀螺定向邊的誤差預計過程加測一條陀螺定向邊的誤差預計過程加測兩條陀螺定向邊的誤差預計過程預計結果輸出fffttt圖5-2 一井、兩井貫通誤差預計的過程5.2.2 高程上的預計 高程上的預計過程如圖5-3：獲取誤差預計的已知數(shù)據(jù)判別測量方法測量方法=“水準測量”測量方法=“三角高程測量”水準測量預計過程三角高程測量預計過程預計結果輸出fftt圖5-3 高程上預計的過程5.3一井貫通測量誤差預計的數(shù)據(jù)文件一井內貫通，在k點貫通后成為一支導線，在1：1000或1：2000的圖上定出貫通相遇點k，確定貫通重要方向x，其垂直方向y，在圖上每隔一定距離確定貫通路線中的導線點，從起始點到k點進行編號，然

42、后以k點為原點，在圖上量取各導線點的x和y坐標。對一井貫通測量誤差預計分為以下三種情況：方案一: 沒有加測陀螺定向邊的導線（如圖5-4）第一行1數(shù)字后為一個空格，再輸入數(shù)字1后回車換行；第二行為起算方位邊前一端點號（編號小者），示意圖如下： 圖5-4 沒有加測陀螺邊的導線形式數(shù)據(jù)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預計結果如下：一井內貫通后起始方位邊為閉合導線邊；無加測陀螺定向邊；測角和量邊誤差引起k點在x方向上的誤差分別為：0.198524 m 0.023368 m導線獨立測量兩次，k點在x方向上的預計誤差為：0.282693 m 方案二：加測一條陀螺邊定向邊的導線（如圖5-5）第一行1數(shù)字后為一個空格，再輸入2后回車換行；第二行為起算方位邊前一端點號（編號小者）

44、；第三行為起算方位邊和陀螺定向邊的連接點號（兩條邊，四個點的中間兩個點的編號），以空格間隔，（19-20為起算方位邊，11-12為陀螺定向邊），數(shù)據(jù)文件和示意圖如下：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 圖5-5加測一條陀螺定向邊的導線形式 預計結果如下： 一井內貫通后起始方位邊為閉合導線邊；加測了一條陀螺定向邊；陀螺定向邊在起算邊前面；測角和量邊誤差引起k點在x方向上的誤差分別為：0.156164m 0.023368m導線獨立測量兩次，k點在x方向上的預計誤差為：0.223308m方案三：加測兩條陀螺定向邊的導線（如圖5-6）第一行1數(shù)字后為一個空格，再輸入3后回車換行；陀螺定向邊在起算方位邊的前后各一條，第二行為前一條陀螺定向邊后端點的編號和方位起算邊前端點的編號，第三行為方位起算邊后端點和后一條陀螺定向邊前端點的編號；均以空格相間隔，兩數(shù)字按從小到大順序排列，（11-12為前一條陀螺定向邊，19-20為起算方位邊，29-30為后一條陀螺定向邊），數(shù)據(jù)文件和示意圖如下：1 312 1920 290 00 1720 4220 66842 67224 86840 97842 117048 136448 168032 169070 173088 1734304 1626628 14621096 12241118 1210113