联系测量(两井定向)_ppt

1、联系测量制作人：刘政良时间：2015.6一一 联系测量的定义联系测量的定义v 1.1 1.1、联系测量的定义联系测量的定义 v 将地面坐标系统和高程系统传递到地下，确定地下控制点、控制边,作为地下控制导线的起算数据，这一过程测量工作叫做联系测量。将地面平面坐标系统传递到地下的测量称为平面联系测量，简称定向。将地面高程系统传递到地下的测量称高程联系测量，简称导入高程。一一 联系测量的定义联系测量的定义v1.21.2、联系测量的任务、联系测量的任务v 联系测量的任务在于：联系测量的任务在于：v(1)(1)、确定地下导线起算边的坐标方位角；、确定地下导线起算边的坐标方位角；v(2)(2)、确定地下导

2、线起算点的平面坐标、确定地下导线起算点的平面坐标x x和和y y；v(3)(3)、确定地下水准点的高程、确定地下水准点的高程H H。v 前两项任务是通过平面联系测量定向来完成的；第前两项任务是通过平面联系测量定向来完成的；第三个任务是通过导入高程来完成的。这样就获得了地下平三个任务是通过导入高程来完成的。这样就获得了地下平面与高程测量的起算数据。面与高程测量的起算数据。二二 联系测量的种类联系测量的种类v第二节第二节 联系测量的种类联系测量的种类v 联系测量分为平面联系测量（简称为定向）和高程联系测量（简称为导联系测量分为平面联系测量（简称为定向）和高程联系测量（简称为导入高程）。平面联系测量

3、说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定入高程）。平面联系测量说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定向；另一类是以物理特性为基础的物理定向。向；另一类是以物理特性为基础的物理定向。v几何定向分为：几何定向分为：v 1 1、通过平硐（、通过平硐（dongdong）或斜井的几何定向；）或斜井的几何定向；v 2 2、通过一个立井的几何定向（一井定向）；、通过一个立井的几何定向（一井定向）；v 3 3、通过两个立井的几何定向（两井定向）。、通过两个立井的几何定向（两井定向）。v物理定向可分为：物理定向可分为：v 1 1、用精密磁性仪器定向；、用精密磁性仪器定向；v 2 2、用投向仪（投点

4、仪）定向；、用投向仪（投点仪）定向；v 3 3、用陀螺经纬仪定向。、用陀螺经纬仪定向。v 通过平硐或斜井的几何定向，只需要通过平硐或斜井敷设导线，对地面和通过平硐或斜井的几何定向，只需要通过平硐或斜井敷设导线，对地面和地下进行联测即可。但是在地铁工程中由于地下铁道本身的特点，并没有平硐地下进行联测即可。但是在地铁工程中由于地下铁道本身的特点，并没有平硐或斜井，有的只是竖井（出土井或下灰井或是更宽敞的明挖车站），因此，通或斜井，有的只是竖井（出土井或下灰井或是更宽敞的明挖车站），因此，通过平硐或斜井的几何定向在地铁的平面联系测量中一般不用过平硐或斜井的几何定向在地铁的平面联系测量中一般不用, ,

5、只在矿山测量中有只在矿山测量中有应用。在地铁平面联系测量中的导线直接传递法、竖直导线定向法的原理和通应用。在地铁平面联系测量中的导线直接传递法、竖直导线定向法的原理和通过平硐或斜井几何定向的原理是一样的。过平硐或斜井几何定向的原理是一样的。三三 几何定向几何定向v 三三 几何定向几何定向 这里主要讲的是立井几何定向。在立井中悬挂钢丝垂线由地面向这里主要讲的是立井几何定向。在立井中悬挂钢丝垂线由地面向地下传递平面坐标和方向的测量工作成为立井几何定向。立井几何定地下传递平面坐标和方向的测量工作成为立井几何定向。立井几何定向概要地说，就是在井筒内悬挂钢丝垂线，钢丝的一端固定在地面，向概要地说，就是在

6、井筒内悬挂钢丝垂线，钢丝的一端固定在地面，另一端系有定向专用的垂球自由悬挂于定向水平，一般称作垂球线。另一端系有定向专用的垂球自由悬挂于定向水平，一般称作垂球线。再按地面坐标系统求出垂球线的平面坐标及其连线的方位角；在定向再按地面坐标系统求出垂球线的平面坐标及其连线的方位角；在定向水平上把垂球线与地下永久导线点连接起来，这样便能将地面的方向水平上把垂球线与地下永久导线点连接起来，这样便能将地面的方向和坐标传递到地下，而达到定向的目的。因此，可把立井定向工作分和坐标传递到地下，而达到定向的目的。因此，可把立井定向工作分为两个部分：由地面方向定向水平投点（简称投点）；在地面和定向为两个部分：由地面

7、方向定向水平投点（简称投点）；在地面和定向水平上与垂球线连接（简称连接）。立井几何定向分为一井定向和两水平上与垂球线连接（简称连接）。立井几何定向分为一井定向和两井定向。井定向。 三三 几何定向几何定向v3.13.1、一井定向、一井定向v 选定井上下的连接点选定井上下的连接点C C与与C C，从而在，从而在井上下形成了以井上下形成了以ABAB为公共边的三为公共边的三 角形角形ABCABC和和ABCABC，一般把这样的三角，一般把这样的三角形称为连接三角形。从井上下连接三形称为连接三角形。从井上下连接三角形的平面投影图可看出，当已知角形的平面投影图可看出，当已知D D点点坐标及坐标及DEDE边的

8、方位角和地面三角形各边的方位角和地面三角形各内角及边长时，便可按导线测量计算内角及边长时，便可按导线测量计算法，算出法，算出A A、B B在地面坐标系中的坐标在地面坐标系中的坐标及其连接的方位角。同样，已知及其连接的方位角。同样，已知A A、B B的坐标及连线的方位角和地下三角形的坐标及连线的方位角和地下三角形各要素时，再测定角各要素时，再测定角，就能计算，就能计算出井下导线起始边出井下导线起始边D DE E的方位角及的方位角及D D点的坐标。点的坐标。三三 几何定向几何定向v一井定向要求一井定向要求v 在选择井上下连接点在选择井上下连接点C C和和C C时，应满足下列要求：时，应满足下列要求

9、：v (1) (1)、点、点C C与与D D及点及点C C与与D D应彼此通视，且应彼此通视，且CDCD和和C CD D长度应尽量大长度应尽量大于于20m20m，当，当CDCD边长小于边长小于20m20m时，在时，在C C点进行水平角观测，其仪器必须对中三次，点进行水平角观测，其仪器必须对中三次，每次对中应将照准部（或基座）位置变换每次对中应将照准部（或基座）位置变换120120；v (2) (2)、点、点C C与与C C应尽可能在应尽可能在ABAB的延长线上，是三角形的锐角的延长线上，是三角形的锐角应小于应小于1 1, ,这样便构成最有利的延伸三角形；这样便构成最有利的延伸三角形；v (3)

10、 (3)、点、点C C与与C C应适当的靠近最近的垂球线，地面为应适当的靠近最近的垂球线，地面为B,B,地下为地下为A),A),使使a/ca/c及及b b/c/c的值应尽量小一些。的值应尽量小一些。三三 几何定向几何定向v3.23.2、两井定向、两井定向v 下面着重讲解两井定向，当施工地区有两个立井，且两井在定向下面着重讲解两井定向，当施工地区有两个立井，且两井在定向水平上相通并能进行测量时，就要采用两井定向。两井定向就是在两水平上相通并能进行测量时，就要采用两井定向。两井定向就是在两井筒中各挂一根垂球线。此两垂球线在地面上下连线的坐标方位角保井筒中各挂一根垂球线。此两垂球线在地面上下连线的坐

11、标方位角保持不变，如通过地面测量确定此两垂球线的坐标，并计算其连线的坐持不变，如通过地面测量确定此两垂球线的坐标，并计算其连线的坐标方位角后，再在井下通道中，用经纬仪导线对两垂球线联测，取一标方位角后，再在井下通道中，用经纬仪导线对两垂球线联测，取一假定坐标系统来确定地下两垂球线的假定方位角，然后将其与地面上假定坐标系统来确定地下两垂球线的假定方位角，然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较，其差值便是地下假定坐标系统和地面坐标确定的坐标方位角相比较，其差值便是地下假定坐标系统和地面坐标系统的方位差，这样便可确定地下导线在地面坐标系统中的坐标方位系统的方位差，这样便可确定地下导线在地面坐标系统中

12、的坐标方位角。角。三三 几何定向几何定向v两井定向的优点两井定向的优点v 两井定向时两井定向时, ,由由于两垂球线间的距离于两垂球线间的距离大大增加，因而有投大大增加，因而有投点误差引起的投向误点误差引起的投向误差也大大减少，这是差也大大减少，这是两井定向最大的优点。两井定向最大的优点。三三 几何定向几何定向1 1、投点方法、投点方法 采用两井定向时，要在井筒内挂两根垂球线。投点时，一般都采用垂球线单重投采用两井定向时，要在井筒内挂两根垂球线。投点时，一般都采用垂球线单重投点法，即在投点过程中，垂球的重量不变。将垂球放在水桶内，使其基本上处于点法，即在投点过程中，垂球的重量不变。将垂球放在水桶

13、内，使其基本上处于静止状态；在定向水平上测角量边时均与静止的垂球线进行连接。静止状态；在定向水平上测角量边时均与静止的垂球线进行连接。 假设垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。当井筒不深、滴水不大、井筒内假设垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过0.4mm0.4mm时被采用。时被采用。 现将对投点所需主要设备的要求分述如下现将对投点所需主要设备的要求分述如下: :(1)(1)、重锤、重锤重锤的重量为重锤的重量为10kg10kg。(2)(2)、钢丝、钢丝应采用直径为应采用直径为0.2

14、-0.5mm0.2-0.5mm左右的高强度的优质碳素弹簧钢丝。左右的高强度的优质碳素弹簧钢丝。(3)(3)、待测点、待测点用铁片制成。定向时也可不用定点板。用铁片制成。定向时也可不用定点板。(4)(4)、小垂球、小垂球在提放钢丝时用的，其形状成圆柱形或普通垂球的形状均可。在提放钢丝时用的，其形状成圆柱形或普通垂球的形状均可。(5)(5)、大水桶、大水桶用以稳定垂球线，一般可采用废弃油桶，水桶上应加盖。用以稳定垂球线，一般可采用废弃油桶，水桶上应加盖。三三 几何定向几何定向2 2、投点误差及减小投点误差的措施、投点误差及减小投点误差的措施 在井筒中用垂球线投点的误差的主要来源：在井筒中用垂球线投

15、点的误差的主要来源：(1)(1)、气流对垂球线和垂球的作用；、气流对垂球线和垂球的作用；(2)(2)、滴水对垂球线的影响；、滴水对垂球线的影响；(3)(3)、钢丝的弹性作用；、钢丝的弹性作用；(4)(4)、垂球线的摆动面和标尺面不平行；、垂球线的摆动面和标尺面不平行；(5)(5)、垂球线的附生摆动。、垂球线的附生摆动。 减少投点误差的措施主要有减少投点误差的措施主要有: :(1)(1)、尽量减少立井处气流对垂球线的影响。定向时最好停止风机运转或增、尽量减少立井处气流对垂球线的影响。定向时最好停止风机运转或增设风门，以减小风速。设风门，以减小风速。(2)(2)、采用小直径、高强度的钢丝，适当加大

16、垂球线重量，并将垂球浸入稳、采用小直径、高强度的钢丝，适当加大垂球线重量，并将垂球浸入稳定液中。定液中。(3)(3)、减小滴水垂球线及垂球的影响，在大水桶上加挡水盖。、减小滴水垂球线及垂球的影响，在大水桶上加挡水盖。三三 几何定向几何定向3 3、两井定向的工作组织、两井定向的工作组织 两井定向因工作环节多，测量精度要求高，同时又要缩短两井定向因工作环节多，测量精度要求高，同时又要缩短占用井筒的时间，所以须要由很好的工作组织，才能圆满的完占用井筒的时间，所以须要由很好的工作组织，才能圆满的完成定向工作。成定向工作。一井定向的工作组织可分为：一井定向的工作组织可分为：1 1、准备工作、准备工作 1

17、.1 1.1定向设备及用具的准备；定向设备及用具的准备； 1.2 1.2检查定向设备及检验仪器；检查定向设备及检验仪器； 1.3 1.3确定井上下的负责人确定井上下的负责人, ,统一负责指挥和联络工作。统一负责指挥和联络工作。2 2、制定地面的工作内容及顺序、制定地面的工作内容及顺序3 3、制定定向水平上的工作内容和顺序、制定定向水平上的工作内容和顺序三三 几何定向几何定向4 4、定向时的安全措施、定向时的安全措施 在进行联系测量时在进行联系测量时, ,应特别注意安全应特别注意安全, ,否则极易产生意外事故。为此，必否则极易产生意外事故。为此，必须采取下列措施：须采取下列措施： 4.1 4.1

18、在定向过程中，应劝阻一切非定向工作人员在井筒附近停留；在定向过程中，应劝阻一切非定向工作人员在井筒附近停留； 4.2 4.2提升容器应牢固稳妥；提升容器应牢固稳妥； 4.3 4.3井盖必须结实可靠的盖好；井盖必须结实可靠的盖好； 4.4 4.4对定向钢丝必须事先仔细检查，放提钢丝时，应事先通知井下，只对定向钢丝必须事先仔细检查，放提钢丝时，应事先通知井下，只有当井下人员撤出井筒后才能开始；有当井下人员撤出井筒后才能开始； 4.5 4.5重锤未到井底或地面时，井下人员均不得进入井筒；重锤未到井底或地面时，井下人员均不得进入井筒； 4.6 4.6下放钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定，切忌时快时慢和猛

19、停，因下放钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定，切忌时快时慢和猛停，因为这样最易使钢丝折断；为这样最易使钢丝折断； 4.7 4.7应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育，以提高警惕。在应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内。地面工作的人员不得将任何东西掉入井内。 4.8 4.8定向时，地面井口自始至终不能离人。定向时，地面井口自始至终不能离人。三三 几何定向几何定向3.2.33.2.3、两井定向的内业计算、两井定向的内业计算 1 1、根据地面连接测量的结果，计算两垂球连线的方位角及长度、根据地面连接测量的结果，计算两垂球连线的方位角及长度按

20、一般计算方法，算出两垂球线的的坐标按一般计算方法，算出两垂球线的的坐标xAxA、yAyA、xBxB、yB,yB,根据算出的坐标，计算根据算出的坐标，计算ABAB的方位角及的方位角及长度：长度： 2 2、根据假定坐标系统计算井下连接导线、根据假定坐标系统计算井下连接导线假设假设A A为坐标原点，为坐标原点，A1A1边为边为x x轴方向，即轴方向，即xAxA,yA,yA=0=0，ABAB=0=000000000。 三三 几何定向几何定向4 4、按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各点的坐标、按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各点的坐标 其他边的坐标方位角为：其他边的坐标方位角为： 式中式

21、中 该边在假定坐标系中的假定方位角。该边在假定坐标系中的假定方位角。 根据起算数据根据起算数据 、 、 与地下导线的测量数据重新计算地下连接导线点的坐与地下导线的测量数据重新计算地下连接导线点的坐标。将地面与地下求得的标。将地面与地下求得的B B点坐标相比较，如果其相对闭合差符合所采用连接导线的点坐标相比较，如果其相对闭合差符合所采用连接导线的精度时，可将坐标增量闭合差按地下连接导线边长成比例反号加以分配，因地面连接精度时，可将坐标增量闭合差按地下连接导线边长成比例反号加以分配，因地面连接导线精度较高，可以不加改正。导线精度较高，可以不加改正。5 5、两井定向应独立进行，互差不得超过、两井定向

22、应独立进行，互差不得超过1 1取两次独立定向计算结果的平均值作为两井定向地下连接导线的最终值。取两次独立定向计算结果的平均值作为两井定向地下连接导线的最终值。四四 导入高程导入高程一、导入高程的实质一、导入高程的实质 高程联系测量的任务，就在于把地面的高程系统，经过平硐、斜井或立高程联系测量的任务，就在于把地面的高程系统，经过平硐、斜井或立井传递到地下高程测量的起始点上。所以我们就称之为导入高程。井传递到地下高程测量的起始点上。所以我们就称之为导入高程。导入高程的方法随开拓的方法不同而分为：导入高程的方法随开拓的方法不同而分为：1 1、通过平硐导入高程；、通过平硐导入高程；2 2、通过斜井导入

23、高程；、通过斜井导入高程；3 3、通过立井导入高程。、通过立井导入高程。 四四 导入高程导入高程二、高程导入方法（长钢尺导入高程）二、高程导入方法（长钢尺导入高程） 用长钢尺导入高程的设备及安装所示。钢尺用长钢尺导入高程的设备及安装所示。钢尺通过井盖放入井下，到达井底后，挂上一个垂球，通过井盖放入井下，到达井底后，挂上一个垂球，以拉直钢尺，使之居于自由悬挂位置。垂球不宜以拉直钢尺，使之居于自由悬挂位置。垂球不宜太重，一般以太重，一般以10kg10kg为宜。下放钢尺的同时，在地为宜。下放钢尺的同时，在地面及井下安平水准仪，分别在面及井下安平水准仪，分别在A A、B B两点所立水准两点所立水准尺上

24、读取读数尺上读取读数a a和和b b，然后将水准仪照准钢尺。当，然后将水准仪照准钢尺。当钢尺挂好后，井上、下同时读取钢尺挂好后，井上、下同时读取m m和和n n。同时读数。同时读数可避免钢尺移动所产生的误差。最后再在可避免钢尺移动所产生的误差。最后再在A A、B B水水准尺上读数，以检查仪器高度是否发生变动。根准尺上读数，以检查仪器高度是否发生变动。根据上述测量数据，就能求得据上述测量数据，就能求得A A、B B两点之高差。两点之高差。 导入高程均需独立进行两次，也就是说在第导入高程均需独立进行两次，也就是说在第一次进行完毕后，改变其井上下水准仪的高度并一次进行完毕后，改变其井上下水准仪的高度并移动钢尺，用同样的方法再作一次。两次的差值移动钢尺，用同样的方法再作一次。两次的差值应符合相关的