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文档简介
1、学院: 班级: 姓名: 学号: 灯湖矿区控制网设计一、工程控制网设计任务书灯湖矿区控制网设计任务通知书矿大测绘队:灯湖矿区位于XX省XX煤田东北域。本矿区已列入国家经济建设计划,准备进行重点开发。根据建设计划,首先需施测80平方公里的1:2000的地图。所给图为1:50000地形图,虚线范围内为1:2000测图区。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。要求你队在任务通
2、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。 XX省煤炭管理局 年 月 日 二、测区自然地理条件及已有测绘成果资料(一)自然地理条件1.地理概况本测区中心位置为东经11713,北纬3412。测区地面高程为+30+244m。位于XX省XX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,不利通视,其余为平原,密布村庄和厂矿,建筑群遍地,影响观测。灯湖位于测区东部,湖面开阔,中有大堤。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地区,气候宜人。全年平均降雨量为1040mm,雨量集中于6、7、8三个月份。全年平均气温为+
3、15,夏季气温较高,一般为30左右,冬季有雪,但不寒冷,最低气温为-5,冻土线深度为0.1m。全年平均风力为23级,夏季略受台风的影响。宜于野外作业时间为311月份,年平均作业时间利用率为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,少数为回族。测量作业所需人力、物力、材料及食宿均可就地解决。(二)已有测绘成果资料1.三角成果及其精度国家二等网点3个:点名 等级 x(m) y(m) H(m) 玉 山 二 195.4广具山 二 135.0太 山 二 244.0此点系1959年有XX测绘队施测,作业依据的规范为一、二、三、四等三角测量细则(1958年)。三点标石保存完好。坐标系统
4、为1954年北京坐标系,三度分带,中央子午线为117。2.高程网成果及其精度国家等水准路线由西向东横穿测区北部。根据二等水准路线图,本测区内及附近应有三个二等水准点,依点之记只找到其中的2个标石保存完好:点号 等级 x(m) y(m) H(m)-4 二35.000-2 二46.000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年黄海高程系统。3.地形图资料1984年XX航测队航测本地区1:50000地形图,成图效果良好,可供技术设计图上选点使用。地形图见成果图。三、本次设计的要求1.首级测图控制网可采用E级(四等)GPS网,点数为612个(含已知
5、点),平均边长为25km。采用GPS静态相对定位测量,观测时间为45分钟,GPS接收机用3台或4台。要求设计出几个同步时段构成的异步环。 GPS网观测与数据处理采用基线解算、无约束平差、约束平差,经坐标转换最后得到GPS点的1954坐标系坐标。GPS点的水准高程通过已知水准高程公共点采用多项式拟合法求得。估算最弱中误差。对于1:2000比例尺测图,首级控制网精度估算后,相邻点最弱点位误差5cm。2.加密网为一级(或二级)导线网。每条导线长度、平均边长导线点数按相应要求等级布设(平均500m一点)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,加密控制网精度
6、估算后,相邻点最弱点位误差5cm。3.水准网可布设为四等附合或闭合水准网,平均12km一个水准点。估算最弱点高程中误差,其值应2cm。四、本次设计成果 1.GPS网首先对测区的地形地貌有一个大概的了解,根据上述对GPS网的要求选择合适的点,除三个已知点之外,我还重新选了九个点,一共是十二个观测点,对已知点用-1,-2,-3,进行标记,其他电用1-9标记。采用4台GPS接收机的作业方法,分为6个时段,独立基线为18条。然后对GPS网中的独立基线进行图上测量,换算到实际距离,然后对每条独立基线定权,设计基线的观测精度为:10mm+10D(km)根据此式将每条独立基线的权值确定。如下:基线图上距离(
7、cm)实际距离(km)权值P-1 15.02 3.1375 0.8175 -1 -25.753.593750.6405 1 33.64 2.2751.4355 2 34.582.8650.9643 2 45.393.368750.7179 4 -32.051.281253.3559 3 64.452.781251.0148 3 -34.983.11250.82948 7 -34.492.806250.99889 7 95.403.3750.7155 7 62.801.752.18219 -24.512.818750.991 5 85.583.48750.6735 8 -23.822.38751
8、.3231 6 -26.323.950.53397 5 13.502.18751.5325 5 33.892.431251.2827 5 64.602.8750.9568然后应用MATLAB软件对其进行精度估算,程序如下:B=zeros(36,18);JK=1,99;2,99;1,3;3,2;2,4;4,99;3,6;3,99;7,99;7,9;7,6;9,99;5,8;8,99;6,99;5,1;5,3;5,6;i=1;while 1; if i=19; break; endj=JK(i,1);k=JK(i,2); B(i-1)*2+1,(j-1)*2+1)=1; B(i-1)*2+2,(j
9、-1)*2+2)=1; if k=99; a=1; else B(i-1)*2+1,(k-1)*2+1)=-1; B(i-1)*2+2,(k-1)*2+2)=-1; end i=i+1;endQ=blkdiag(0.8175,0.8175,0.6405,0.6405,1.4355,1.4355,0.9643,0.9643,0.7179,0.7179,3.3559,3.3559,1.0148,1.0148,0.82948,0.82948,0.99889,0.99889,0.7155,0.7155,2.1821,2.1821,0.991,0.991,0.6735,0.6735,1.3231,1.3
10、231,0.53397,0.53397,1.5325,1.5325,1.2827,1.2827,0.9568,0.9568);P=inv(Q);BTPB=B*P*B;Qxx=inv(BTPB);得到的B,Qxx结果如下:经观察,7号和8号点的Qxx最大,为0.85697;其中误差:7=8=29.7745 *=27.5.56mm50mm因此此次设计没有超限,符合标准。2. 水准网水准网的设计和GPS原理大致相同,保持图上距离在1.6-3.2cm以内,设立的水准点可以不完全通过GPS点,只需要经过其中的几个即可,以方便进行高程拟合。我选择了29个水准点。定权结果如下:点号图上距离权值P1,992.
11、15 1.1331,22.101.172,32.690.8313,243.020.69724,42.01.244,232.281.04923,182.101.1718,271621.5727,192.241.07419,992.560.894,52.201.15,61.921.36,71.641.557,252.720.8225,82.480.9348,222.620.8722,213.140.65521,201.781.4220,152.181.11315,992.311.0316,992.560.8916,172.700.8317,182.920.7348,91.801.49,102.18
12、1.11310,112.780.79111,122.221.08712,132.281.04913,143.00.70414,262.181.11326,153.00.7048,282.01.2428,291.821.38529,123.100.669然后方法如上,用MATLAB进行解算,B=100000000000000000000000000001-100000000000000000000000000001-10000000000000000000000000000100000000000000000000-100000000-100000000000000000001000000001
13、000000000000000000-100000000000000000000000-10000100000000000000000000000100000000-100000000000000000000-10000000100000000000000000000100000000000001-100000000000000000000000000001-100000000000000000000000000001-10000000000000000000000000000100000000000000000-100000000000-100000000000000001000000000
14、0010000000000000-1000000000000000000000000000-1100000000000000000000000000-110000000000000000000000-10000100000000000000000000000100000000000000000000000000000100000000000000000000000000001-100000000000000000000000000001-10000000000000000001-100000000000000000000000000001-100000000000000000000000000
15、001-100000000000000000000000000001-100000000000000000000000000001-100000000000000000000000000001-10000000000000000000000000000100000000000-100000000000000000-100000000001000000000010000000000000000000-100000000000000000000000000001-100000000000-100000000000000001经执行后,其得到的Qxx为26*26的矩阵:经观察得:10号点的Qxx最大
16、,精度计算如下: =10* =18.04mm20mm所以水准网设计合理,没有超出精度要求。3. 导线的精度评定导线设计为一级加密导线网,在此只举出其中的一条导线进行精度评定。首先,在两个GPS点之间设计一条导线,其图上距离大概在0.8cm,然后用直尺量出两点之间的距离以及X和Y,确定其权值,导线网的权值根据一下公式定权:则算出的导线点的近似坐标和权值如下:点号X坐标XY坐标Y权P玉山#1-#2394-307.8.220#2-#3496.3.3-61.220#3-#4404.5.8-293.9.320#4-#54924.286.8.120#5#6449.4.6219.2.320#6-#7483.
17、6129.4.720#7-#8493.8.4-78.720#8-#9312.4.8-383.720#9-#10466.8.6-179.720#10-#11499.9.5-8.720#11-#12428.6.1-257.5.520#12-#13456.8.9-203.4.120#13#14498.8.7-34.9.220#14太山424.7-265.220将数据导入MATLAB的程序为:运行程序后所得的Qxx的矩阵为:B=zeros(33,28);JKH=-1,-2,1;1,-1,2;2,1,3;3,2,4;4,3,5;5,4,6;6,5,7;7,6,8;8,7,9;9,8,10;10,9,11
18、;11,10,12;12,11,13;13,12,14;14,13,-3;-3,14,-2;JK=-1,-2;-1,1;1,2;2,3;3,4;4,5;5,6;6,7;7,8;8,9;9,10;10,11;11,12;12,13;13,14;14,-3;-3,-2;XYJS=,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;,;ro=2062.65; i=1; while 1 if i=17; break; endj=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0; j=14+abs(j); end if k=0; k=14+abs(k); end
19、if h=0; h=14+abs(h); end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2); dxjh=XYJS(h,1)-XYJS(j,1);dyjh=XYJS(h,2)-XYJS(j,2); sjko=dxjk*dxjk+dyjk*dyjk; sjho=dxjh*dxjh+dyjh*dyjh;j=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0&k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjko;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjko; end if k=0 B(
20、i,j*2-1)=ro*dyjk/sjko;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjko; end if k=0&j=0 B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjko;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjko;B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjko;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjko; end if j=0&h=0 A=0; end if j=0 B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjho;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjho; end if h=0 B(i,j*2-1)=B(i,j*2-1)-ro*dyjh/sjho;B(i,j*2)=B(i,j*2)+r
21、o*dxjh/sjho; end if h=0&j=0 B(i,j*2-1)=B(i,j*2-1)-ro*dyjh/sjho;B(i,j*2)=B(i,j*2)+ro*dxjh/sjho;B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjho;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjho; end i=i+1; end while 2 if i=34; break; endj=JK(i-16,1);k=JK(i-16,2); if j=0; j=14+abs(j); end if k=0; k=14+abs(k); end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)
22、-XYJS(j,2); sjko=sqrt(dxjk*dxjk+dyjk*dyjk); j=JK(i-16,1);k=JK(i-16,2); if j=0&k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=dxjk/sjko;B(i,k*2)=dyjk/sjko; end if k=0 B(i,j*2-1)=-dxjk/sjko;B(i,j*2)=-dyjk/sjko; end if k=0&j=0 B(i,j*2-1)=-dxjk/sjko;B(i,j*2)=-dyjk/sjko;B(i,k*2-1)=dxjk/sjko;B(i,k*2)=dyjk/sjko; end i=i+1
23、; end P=blkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0.49,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,0.72); BTPB=B*P*B; Qxx=inv(BTPB);经观测得18号点位最弱点,误差为5*0.9464=4.732小于5导线网设计合理,没有超出精度范围。图见最后卫星遥感影像图设计一、控制网设计任务书对选定的一幅卫星遥感图片,面积约为100200平方千米,标定一直控制点,设计测绘地形图(1:5000)工程所需控制点,按课程这几大纲要求进行控制网设计。二、本次设计要求与提示 根据已知点确定比
24、例尺,估算面积,确定控制网登记和点数。如面积为150平方千米,平均边长为5km,则GPS点数约为8点(含已知点)。可设计首级为E级的GPS网,网形设计构网后进行精度估算,制定观测纲要。GPS点的水准高程设计方案应有联测的二等水准路线,设计好后,进行高程精度估算,制定观测方案。加密控制点设计为一级导线,去其中2条E级边进行附和导线设计,进行精度估算,制定观测方案。三、本次设计成果 1.GPS网首先对测区有一个大概的了解,根据上述对GPS网的要求选择合适的点,我选了总共12个点(含已知的3个点),分别用1-9对选定的未知点标记,采用4台GPS接收机额作业方法,分为6个时段,独立基线为18条。然后对
25、GPS网中点在Google Earth 上面找到点的位置,把相应的经纬度转换成国家80坐标,利用X , Y值计算两点之间的实际距离,最后对每条独立基线定权。设计基线的观测精度为:10mm+10D(km)根据此式将每条独立基线的权值确定。然后应用MATLAB软件对其进行精度估算,程序如下:B=zeros(36,18);JK=1,2;2,5;1,4;1,99;3,99;3,4;5,99;5,4;4,8;3,6;6,7;4,7;9,99;9,99;8,99;8,99;8,7;6,99;i=1;while 1; if i=19; break; endj=JK(i,1);k=JK(i,2); B(i-1
26、)*2+1,(j-1)*2+1)=1; B(i-1)*2+2,(j-1)*2+2)=1; if k=99; a=1; else B(i-1)*2+1,(k-1)*2+1)=-1; B(i-1)*2+2,(k-1)*2+2)=-1; end i=i+1;endQ=blkdiag(0.977,0.977,1.177,1.177,0.805,0.805,1.034,1.034,1.052,1.052,0.485,0.485,0.736,0.736,1.147,1.147,0.772,0.772,2.809,2.809,1.936,1.936,1.112,1.112,0.8615,0.8615,0.7
27、904,0.7904,1.493,1.493,0.7679,0.7679,1.8645,1.8645,0.6799,0.6799);P=inv(Q);BTPB=B*P*B;Qxx=inv(BTPB);得到的Qxx结果如下: 经观察,3号点的Qxx最大,为0.84098;其中误差为:5*0.9170=4.585因此此次设计没有超限,符合标准。2水准网选取了31个未知点,利用已知点D027和四个GPS点来控制水准网的精度。应用MATLAB软件对其进行精度估算,程序如下:B=zeros(38,31);JK=1,99;1,2;2,3;3,4;4,5;5,99;7,99;7,8;8,9;9,99;11,
28、99;11,12;12,13;13,18;18,28;28,27;27,99;29,99;29,30;30,31;31,99;13,14;14,15;15,16;16,17;17,99;19,99;19,20;20,10;10,6;6,13;20,21;21,22;22,23;23,24;24,25;25,26;26,27;i=1;while 1; if i=39; break; endj=JK(i,1);k=JK(i,2); B(i,j)=1; if k=99; a=1; else B(i,k)=-1; end i=i+1;endQ=blkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1
29、,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1);P=inv(Q);BTPB=B*P*B;Qxx=inv(BTPB);得到的Qxx结果如下:经观察得:23号点的Qxx最大为2.3393,精度计算如下: =10* =15.295mm20mm所以水准网设计合理,没有超出精度要求。3导线网选取了10个点作为加密控制点B=zeros(25,20);JKH=-2,-1,1;1,-2,2;2,1,3;3,2,4;4,3,5;5,4,6;6,5,7;7,6,8;8,7,9;9,8,10;10,9,-3;-3,10,-4;JK=-2,-1;1,-2
30、;2,1;3,2;4,3;5,4;-3,5;-4,-3;-3,-4;6,-3;7,6;8,7;9,8;10,9;11,10;-5,11;-6,-5;XYJS=92750,6438;92625,7188;91825,7188;91250,7937;90937,7188;89750,6438;89062,6125;88375,6125;88375,6937;88062,7500;ro=2062.65; i=1; while 1 if i=13; break; endj=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0; j=10+abs(j); end if k=0;
31、k=10+abs(k); end if h=0; h=10+abs(h); end dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2); dxjh=XYJS(h,1)-XYJS(j,1);dyjh=XYJS(h,2)-XYJS(j,2); sjko=dxjk*dxjk+dyjk*dyjk; sjho=dxjh*dxjh+dyjh*dyjh;j=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3); if j=0&k=0 A=0; end if j=0 B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjko;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjko; end if k=0 B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjko;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjko; end if k=0&j=0 B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjko;B(i,j*2)=-r
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