矿区控制测量

在矿区地面布设一系列起控制作用的相联系的点，构成平面控制网，为确定网中各点平面位置所进行的测量工作。矿区平面控制网点是矿山进行各种测量工作的基础，对于地形测图是布设图根控制(见平板仪测图)的起算点，从而能使所测的地形图拼接成一幅完整的图纸;对于矿山工程测量，常在矿区控制网下布设专用的平面控制网，作为施工放样、井上下联系测量和开采沉陷测量的基础。矿区平面控制网具有统一矿区平面坐标系统和限制测量误差积累的作用。

矿区控制测量布网方法

矿区平面控制网常用三角测量、三边测量、边角测量和导线测量方法建立。按布网方法不同，分别简称为三角网、三边网、边角网和导线网。前三种网中的基本图形为三角形，各三角形顶点称为三角点。导线网的基本图形是一系列相邻点连成的折线，这些点称为导线点。

为了测量三角点的平面位置，网中一般需有4个起算数据，即两个点的平面坐标或一个点的平面坐标、一条边的边长和一条边的坐标方位角(见方位角)。用导线测量方法建立矿区平面控制网时，要求在多个已知点间布设导线。当矿区面积较大时，为了有效控制测量误差积累，常需要有多余的起算数据。

三角测量是建立矿区平面控制网的基本方法。通过测量网中各三角形的顶角值，用解析几何方法从已知点起推算各三角点的平面位置。三角测量要求每个三角点能与较多的相邻三角点通视，一般要在点上建造觇标，以供邻点照准用，因此人力、物力消耗较多。

三边测量是通过测量网中各三角形的边长，应用三角学的余弦公式计算各三角形的顶角值，再推算各点的平面位置。由于三边网检核条件少，推算得的各边方位角精度较低。

边角测量是测量网中各三角形顶角值和各边长。通过测角可控制各边坐标方位角的误差，而测边可控制边长误差，故布设边角网可提高点位精度，但人力、物力消耗多，因此常常在达到设计要求的精度前提下，以三角测量为主，再测量部分三角形的边长;或以三边测量为主，再测量部分三角形的顶角值。

导线测量要求相邻点间通视，通过测量相邻边间所夹的角值以及各边长，推算得各导线点的平面位置。导线测量具有布设灵活机动、工作量小和边长精度较均匀等优点，但控制面积小，检核条件少，点位精度稍差。

矿区控制测量布网原则

矿区平面控制网一般在国家一、二等大地网下加密或以国家大地网点为起算数据建网。国家大地网主要采用三角测量方法，采取由大到小、逐级控制的原则布设。中国国家大地网按纵横锁系布网法分成一、二、三、四等网。大地测量法式规定，一等三角锁中三角形平均边长为25km，角度测量中误差为±0.7″，起始边长度相对中误差不大于1：350 000，天文经度、纬度和方位角的测定中误差分别不大于士0.3″、±0.3″、±0.5″;二等三角锁中三角形平均边长为20～25km，角度观测中误差为±1.0″～±1.5″;二等全面网的三角形平均边长为13km，角度观测中误差为±1.0″;三等三角网的平均边长为8km，角度观测中误差不大于±1.8″; 四等三角网的平均边长和角度观测中误差视需要而定。矿区首级平面控制网的等级一般为三等网或四等网，视矿区范围大小确定;角度观测的精度要求与国家大地网一致;平均边长一般较短，以满足矿山工程测量的要求。

布设矿区平面控制网，一般根据矿区发展的需要，采取一次全面布网，或在全矿区内首先布设首级平面控制网，再分区、分期进行较低级的平面控制点加密。可以采用同一种测量方法或不同的测量方法。为了确保矿区平面控制网点具有一定的精度和密度，要对拟建的网进行精度估算或进行优化设计，确定最佳布网方案 。

矿区面积较小，附近又无可供利用的已知点时，可采用假定坐标系统，自行测定起算边长和起算方位角，布设成独立的矿区平面控制网。

矿区控制测量投影面和投影带

为了控制矿区控制网的长度投影变形，一般均要将观测成果归算到参考椭球面或大地水准面，并采用3°带高斯-克吕格平面直角坐标系，以便尽可能与国家采用的平面坐标系一致，有利于成果、成图的相互利用。当矿区地处高原或矿区中部远离3。带中央子午线，且所测得的边长投影到大地水准面和3°带高斯-克吕格投影面后的长度变形过大，不能满足矿山工程测量精度要求时，可采用矿区平均高程面作为投影面和矿区中部的子午线作为中央子午线的地方(矿区)平面坐标系。矿区面积较小并采用独立坐标系时，可将矿区地表面视为平面。

矿区控制测量平差计算

为提高矿区平面控制网的精度和进行检核，常有多余的观测量和多余的起算数据。对观测值按最小二乘法进行平差计算，以消除观测值之间的矛盾，求得观测值的最或然值，评定测量成果的精度。

矿区控制测量展望

三角测量方法是由荷兰的斯涅尔 (W.Snell)于公元1617年首创。20世纪80年代以前，中国在建立矿区平面控制网时，都使用此法。随着光电测距仪和计算机在煤矿的普遍应用，三角测量方法将被边角测量、三边测量和导线测量方法所取代。用光电测距导线布设专用平面控制网已广泛应用。随着GPS(见全球定位系统测量)卫星测量技术的发展和应用，新建和改建较大矿区平面控制网可大大缩短工期，且布点不受地形条件限制，相对点位精度高于其他方法。这一新技术将在较大矿区建立首级平面控制网时，进一步得到应用，并可能用于建立三维控制网。

在矿区内为提供地形测图或工程测量建立高程控制网所进行的测量工作。进行高程测量，首先在地面按一定技术要求选择一系列点并用能够长期稳定保存的特制标志显示其确切位置，用精密的方法测出其高程，这些点称为高程控制点。由这些点构成的图形称为高程控制网，作为测定其他点高程的基础。

建立高程控制网常用水准测量、三角高程测量。用水准测量方法测设的高程控制网称为水准网。水准网是矿区基本控制网。矿区高程控制网是在国家高程控制网的基础上布设的。

矿区控制测量国家高程控制网

在全国范围内，按照国家测量规范规定，测定一系列地面点的高程所构成的网。它主要用水准测量方法建立，故又称国家水准网。

国家高程控制网采用从整体到局部、由高级到低级、逐级控制、逐级加密的原则分4个等级布设。首先以青岛水准原点沿着地质构造稳定、坡度平缓的交通干线测设一等水准路线，闭合成环，构成网状，布满全国，环线周长为1 000～1 500km。接着以一等水准点为高程起算点，在一等水准环内测设二等水准路线，构成环线，周长为500～750km。然后在二等环内，测设三等水准测量路线，构成环线周长更短的三等水准网。最后再以四等水准路线作进一步加密。

一、二等水准测量是用精密水准仪和按规范的作业程序施测的，是国家高程控制网的骨干和基础，主要用于科学研究和为其他等级水准测量提供高程控制。三、四等水准测量精度相对较低，直接为测绘地形图和各种工程建设提供高程控制点。

矿区控制测量矿区高程控制网

为满足矿区大比例尺测图和各项工程建设而布设的高程控制网。矿区高程控制网以水准网作为基本控制网，采用与国家水准网相同的布网原则和方法进行布设。各等级水准测量的施测规格和精度要求在有关规程中均有详细规定。

矿区首级水准网的等级应依矿区面积和发展远景而定，一般以国家二等或三等水准点为首级控制点。为保证水准点间相对高程的精度，首级水准网一般布设成自由网，以便与国家高程系统保持一致。为此首级网应布设成闭合环线，环线长度二等不超过400km; 三等不超过45km。2100433B

在矿区范围内为建立基本控制网而进行的矿山测量工作。它是矿区勘探、设计、建设和生产各阶段一切测量工作的基础，包括矿区平面控制测量和矿区高程控制测量。

矿山建设和生产时，对勘探阶段所建立的控制网、点保存情况和精度要进行检查，已有测量成果要尽量利用。在精度和密度上满足不了要求的，要改造旧网或重建新网。重建新网时应与旧网联测，得出新旧网的换算关系，以便于利用资料。

矿区首级控制网等级的选择，要考虑矿区范围的大小并顾及矿区发展远景。按照从整体到局部的原则，分等布设，逐级加密。条件具备时，也可越级加密。最低一级基本控制是发展图根测量和施工控制的基础，布设时以满足近期生产建设的需要为主。1981年中国《黑色冶金矿山测量技术规范》规定，最低一级基本平面控制网，相邻点点位中误差应不大于±7cm;基本高程控制网的水准路线最弱点相对于高级水准点高程中误差应不大于±4cm。

同一矿区的控制网必须采用统一的平面和高程系统。采用独立系统时，应尽可能与国家相应等级的控制点联测。

矿区平面控制测t(plane control surveying of mine area)是指为建立矿认基本平面制网进行的测量工作。其目的是恻定控制点的平面位置。其内容有矿区平面控制测量的投影、等级与精度、方法等 。

采用高斯正形投影，按3°(或1.5°)分带计算其平而直角坐标。当控制网边长变形每公里超过5cm时，可用矿区中部子午线作中央子午线的任意带高斯正形投影或选择抵偿面的方法来限制长度变形。矿区高程较大时，可采用矿区平均高程面作为投影面。矿区面积较小时，投影面可视为乎面。直接在此平而上平差和计算坐标 。

20世纪50年代前，中国矿山乎面控制主要采用三角测量，且为独立坐标系。50年代后，随着矿山建没的发展，大部分旧网都进行了改造和扩展。线形锁用于四等以下的加密控制网较普遍。70年代以来，光电测距仪的应用给导线测量创造厂有利条件，同时出现了三边网和边角网。80年代末，全球定位系统(GPS)确定点位的方法。已在中国、美国等一些国家用于个别城市和矿区建立控制网 。2100433B