4第三章-联系测量-几何定向解析

2、钢丝的下放和自由悬挂的检查
测量前，应该用坚固的木板将井口盖上，板上留有孔隙，让钢丝 通过。在下放之前必须通知定向水平的人员离开井筒。钢丝通过滑 轮井挂上小垂球后，慢慢放入井筒内。为了检查钢丝是否弯曲和减 少钢丝的摆动，钢丝应通过提成拳状的手均匀缓慢下放，每下放50 m左右，稍停一下，使垂球摆动稳定下来。当收到垂球到达定向水 平的信号后，即停止下放并闸住绞车，将钢丝卡入定点板内。在定 向水平上，取下小垂球，挂上定向垂球。
垂球线在井筒中的自由悬挂检查常采用信号圈法和比距法同时进 行。信号圈法是在地面上用铁丝做成直径为2—3cm的小圈(信号圈) 套在钢丝上，然后下放，看是否能到达定向水平。使用此法时应注 意信号圈不能太重及钢丝摆动，以免信号圈乘隙通过接触处。比距 法就是用比较井上下两垂球线间距离的方法进行检查。若井上下所 量得的两垂球线间距离之差不大于2mm时，便认为是自由悬挂的。
二 连接测量
• 连接测量时，常采用 连接三角形法。C与C′ 称为井上下的连接点， A、B点为两垂球线点, 从而在井上下形成了 以AB为公用边的三角 形ABC和ABC′。
二 连接测量
在选择井上下连接点C和C′时应满足下列要求： ①CD和C′D′的长度应尽量大于20 m； ②应使C和C′点处的锐角γ及γ′小于2°，构成最有利的延伸
上式是针对地面连接三角形而言，对于图3-5所示的井 下连接三角形，其井下各边长改正数应为：
2、解算连接三角形各未知要素
sin a sin c
sin b sin c
α、β角应满足下列条件：α+β+r=180。 因计算α、β角 时数值凑整误差的影响，上述条件可能出现会不满足。若 存有微小的残差时，则可将其平均分配给α和β。
式中H为竖井深度；R 为地球的平均曲率半径。 Δc应小于地面和地下 连接测量中误差的两倍
A1
AB
' AB
3、根据上式算出地下起始边在地面坐标系中的坐标方位角， 依此可重新计算出地下各边的坐标方位角和各点的坐标。 由于测量误差的影响，地下求出的B点坐标与地面测出的B 点坐标存有差值。如果其相对闭合差符合测量所要求的精 度时，可进行分配。因地面连接导线精度较高，可将坐标 增量闭合差按边长或坐标增量成比例反号分配给地下导线 各坐标增量上。最后计算出地下各点的坐标。
第 三 章 联 系 测 量
一井定向内容
一、投点（重点） 二、连接（重点+难点） 三、工作组织
投点误差与投向误差
由地面向定向水平上投点时，由于井筒内气流、滴水等影 响，致使井下垂球线偏离地面上的位置，该线量偏差e称为投 点误差，由此而引起的垂球线连线的方向误差θ叫做投向误差。 其中误差为：
e
3、在对各边长和角度加入上述改正后，可依照 D→C→A→B→C′→D′顺序构成支导线，按一般导线 计算方法计算即可。
第三章 联系测量
3.3 两井定向
• 原理：就是在两井筒中各挂一根 垂球线，在地面上测定两垂球线 的坐标，并计算其连线的坐标方 位角。然后在井下巷道中，用全 站仪导线将两垂球线进行连测， 取一假定坐标系统来确定井下两 垂球线连线的假定方位角，然后 将其与地面上确定的坐标方位角 相比较，其差值便是井下假定坐 标系统和地面坐标系统的方位差， 这样便可确定井下导线在地面坐 标系统中的坐标方位角。
c
投点误差与投向误差
当两钢丝间距c=3m、e=1mm时，θ=±68.8″。可见，投点 误差对定向精度的影响是非常大的。
减少投点误差的主要措施： ①尽管增加两垂球线间的距离，并选择合理的垂球线位置。例 如使两垂球线连线方向尽量与气流方向一致。这样尽管沿气流 方向的垂球线偏斜可能较大，但垂直于两垂球线连线方向上的 倾斜却不大，因而可以减少投向误差。 ②尽量减少马头门处气流对垂球线的影响。定向时最好停止风 机运转，以减少风速。 ③采用小直径、高强度的钢丝，适量加大垂球重量，并将垂球 浸入稳定液中。 ④减少滴水对垂球线及垂球的影响，在淋水大的井筒，必须采 用挡水措施，并在大水桶上加挡水盖。
第三章 联系测量(ຫໍສະໝຸດ )3.1 概述 3.2 一井定向（重点） 3.3 两井定向 3.4 联系测量的精度分析 （一井定向为例） 3.5 双联系三角形（补充）
第三章 联系测量
3.1 概述
联系测量
在地下工程中，通过斜井、立井将地面的平面坐标系统
第 和高程系统传递到井下，使地面和地下建立统一的坐标系统。
三 章
• 内业计算
1、首先由地面测量结果求出两垂球线的坐标，并计算出A、 B连线的坐标方位角和长度。
2、地下定向水平的导线为无定向导线，为解算出地下各 点的坐标。可假设A为假定坐标系的原点，A1边为假 定纵轴x′轴方向。由此可计算出地下各点在假定坐标系 中的坐标，并求出A、B连线在假定坐标系中的坐标方 位角及长度。
三角形； ③点C和C′应适当地靠近最近的垂球线，使a/c和b′/c之值
尽量小一些。
内业计算
1、首先应对两垂球线间距进行检查。设C丈为两垂线间距 离的实际丈量值，C计为其计算值，则：
c计 2 a2 b2 2abcos
dc丈c计
如在地面连接三角形中d＜2mm、井下连接三角形中d＜ 4mm，可在丈量的边长中分别加人下列改正数，以消除其 差值。
该工作称为联系测量
联 系 测 量
地下工程测量
第三章 联系测量
联系测量的任务？
（1）确定地下导线测量起算边的坐标方位角
第
三 章
（2）确定地下导线测量起算点的平面坐标
联 系
（3）确定地下高程测量起算点高程
测
量
高程联系测量（导入标高）
平面 联系 测量 （定向）
地下工程测量
第三章 联系测量
定向的种类？
3.1 概述
通过平峒和斜井定向（简单）
定 第
三
向 章
联 系 测 量
一 几何定向 二 物理定向
通过一个竖井定向 通过两个竖井定向
用磁性仪器定向（精度低）
用投向仪定向（精度低）
用陀螺经纬仪定向
地下工程测量
第三章 联系测量
3.2 一井定向
原理：在竖井井筒中悬挂两根钢丝垂球线在地面上利用地 面控制点测定两垂球线的平面坐标及其联线方位角，在井 下使用全站仪测角量边把垂球线与井下起始控制点连接起 来，通过计算确定井下起始控制点的坐标和方位角。