《地下工程测量学》课程设计指导书

一、课程设计的性质和目的

    《地下工程测量学》课程设计是在学习《地下工程测量学》课程的基础上。进行的一项重要的专业基础训练之一。通过课程设计，可使学生结合地下工程的具体实例，全面应用所学的地下工程测量学的基本理论，编写地下工程具体实例的技术设计，从而使学生巩固和加深所学的书本知识，培养学生分析问题、解决问题和设计工作的能力。

二、课程设计的基本内容和要求

要求学生每人完成某地下工程具体实例的技术设计书一份，从中了解地下工程测量项目设计的全过程，掌握编制技术设计的思路、基本原则和优化设计的方法，通过理论联系实际，加深对《地下工程测量学》所学内容的理解。为达到上述目的，要求设计书做到：

1、设计方案在精度上是保证的，技术上是可行的，经济上是合算的。

2、全部设计内容要求概念清楚，层次分明，论据充分，重点突出。

3、语句简洁流畅，文字正确工整。

4、插图和图案安排合理，绘制准确、清晰、美观。

5、编写须遵守以下格式：

（1）章、节标题一律居中（如一行写不下，回行时也要居中）。标题后不加标点符号。

（2）靠边的小标题和每一端开始一律空两格，每个一字，标点符号一律占一格，但外文和数字要靠拢，回行一律顶格写。

（3）各种计量单位一律用正式公布的中文名称。

（4）正文中如有名词，短语或正文需要说明时，可在正文中要加注之外的右上角加阿拉伯数码①；同时在本页末留出适当的行数，划一段横线与正文隔开。空两格写出相应的号码，后边写注文。论文中包括原书名称、编写者、出版社、出版年月及原书页码等。

（5）句号（。）、逗号（，）、分号（；）、冒号（：）、省略号（……）、以及括号等要写清楚，书名一律用《》表示。

（6）数学公式一律写于居中；式中代号说明这样书写：“式中”两字须顶格，后面不加冒号，空一格写代号说明。

（7）设计书中的表格和插图要与正文相呼应，并编上序号。

三、课程设计的具体任务

本次课程设计任务是以**煤矿设计图纸以及有关材料为基础，编写**煤矿测量工作设计书。

根据高级控制低级、由地面到井下的原则，此次课程设计的具体任务是：（１）建立**煤矿地面控制网（因前续课程中已经开设了《控制测量课程设计》，所以本次课程设计对地面控制网不作详细设计仅加以叙述）；（２）设计平面联系测量及高程联系测量方案，为全面锻炼学生的能力，平面联系测量方案要求进行两井定向和陀螺定向方案的设计。并进行误差预计验证方案的可行性；（３）设计地下控制测量方案。即地下15″导线的布设方案以及地下一级水准线路的布设方案。并进行误差预计验证方案的可行性；（4）确定最后的测量方案。

四、课程设计技术设计书编写提纲及其说明

1、工程概况

此部分可参照附录中给出的内容编写。

2、设计依据的规范、坐标系统的选择以及起始数据的分析

(1)设计依据的规范

设计的技术依据为：

a、原国家煤炭部颁布的《煤矿测量规范》1976年版；

b、国家测绘总局、国家地质总局制定的《1:1000，1:2000，1:5000比例尺地形地质工程测量规范》1979年版。

(2) 投影面和投影带的选择

应从满足矿山工程测量的需要入手，选择最合理的坐标系统、投影面和投影带，分析和解决这一问题的原则是：

a、应与周围各煤矿或单位采用同一坐标系统；

b、应与国家坐标系统取得一致或可靠联系；

c、投影变形应尽可能最小。

目前我国工测部门的控制网，较常用的坐标系统有下列几种

高斯正形投影3°带坐标系统；坐标系统（任意带坐标系统，计算表面为平均高程面，子午线选在测区；计算表面选择抵偿高程面，子午线与3°分带子午线一致；计算表面仍为参考椭球面，子午线选在抵偿投影变形的任意位置）。

（3）起始数据的选择

投影面和投影带确定之后，应收集并分析测区内的高级控制点情况，确定可以利用的起始数据。该煤矿在进行地质勘探时，在地面井口附近布设有两个D级GPS控制点可资利用。

3、地面控制测量方案设计

   本章不作详细设计仅加以叙述。

4、联系测量方案设计

   （1）平面联系测量方案设计

根据**煤矿设计图纸以及地面控制点位置设计地面及井下导线连接方案（一般连接导线的角度观测中误差地面为±5″，地下为±7″），应详细叙述连接导线测量所采用的测量仪器、测回数、测量限差及精度指标。并进行误差预计验证方案的可行性。求出的井下起始边方位角中误差不应大于±24″，满足精度要求后应进一步求出井下起始边中误差对井下最远点点位中误差的影响值。

（2）陀螺定向测量方案设计

目前国内经常采用的陀螺经纬仪为瑞士威尔特生产的GAK1（标称精度为±20″）和徐州光学仪器厂生产的JT15（标称精度为±15″）。经国内众多生产单位的使用表明，瑞士威尔特生产的GAK1一次定向中误差可达到±10″左右，因此进行误差预计时，可采用该精度指标进行计算。

陀螺定向测量方案设计应首先选择定向设备（陀螺经纬仪），并详细叙述陀螺定向测量的测量方法、测量限差及精度指标。并进行误差预计验证方案的可行性。满足精度要求后应进一步求出井下起始边中误差对井下最远点点位中误差的影响值。

（3）长钢尺导入高程方案设计

 详细叙述长钢尺导入高程的方案，包括：所用设备、测量过程、测量限差及精度要求。并进行误差预计求出导入高程的中误差。其一次导入高程的中误差可根据两次导入高程的高差互差求定。因，故。

5、地下控制测量方案设计

根据**煤矿设计图纸以及地下起始边位置设计井下导线测量及水准测量方案，应详细叙述导线测量及水准测量所采用的测量仪器、测量方法、测回数、测量限差及精度指标。并进行误差预计验证方案的可行性。满足精度要求后应进一步求出导线测角、量边误差对井下最远点点位中误差的影响值，及水准测量误差造成的井下最远点高程中误差。

6、设计方案总结

根据上述各方案的误差预计结果，评定上述所选方案的可行性，最终确定设计方案。

7、附录

7.1 矿井概况

**煤矿位于于山东省滕州市的西北方，滕州市滨湖镇境内，隶属于枣庄市峄城区，其地理坐标为：东经：116°50′46″～116°56′39″，北纬： 35°04′08″～ 35°07′47″。矿井东部以第27勘探线为界，与东大煤矿为邻；西部以45-13断层为界；北部与朝阳煤矿为邻；南部以大刘庄断层为界，与锦丘、滨湖、东大煤矿相邻见。井田南北宽约2.5～2.6 km，东西长约9.9 km，面积21.8816 km2，其中陆地部分约17.1 km2、湖区部分约4.8 km2。开采标高-180~-1040m。

7.2交通位置

矿井距市区约23 km。东临京沪铁路；区内公路四通八达，济(宁) ～微(山)公路从工业广场东大门外经过，向北可直达邹城市、济宁市；向南可直达微山县城、枣庄市。西部濒临独山湖，矿区附近设有岗头港和辛安港航运码头，南距独山湖留庄港航运码头约4km，可全年通航百吨船只，经京杭运河向北可达济宁、嘉祥及河北省南部一些县市，向南可达苏、浙、沪一带，交通十分便利。

7.3自然地理

1、地形与地貌

井田内地势平坦，地势由东北向西南逐渐降低，地面标高＋34.2～37.1m。一般在＋36m左右，相对高差小，属山前冲积、洪积及湖积平原区。总的趋势为西高东低。

2、河流与湖泊

井田内地表水系发育，大小河流与沟深纵横交错。北沙河系季节性河流，发源于邹城市东群山，由东向西南流经井田东南侧，汇入独山湖，每年枯水期有4～6个月，洪水多发生在7月。

3、气象

本区属性季风型气候，具有年温高、热量丰富、夏雨集中、春风大、回暖早、四季分明的气候特点。历年平均气温13.5℃。1月份气温最低，历年最低气温-21.8℃（1957年1月中旬）。7月份气温最高，历年最高气温40.4℃（1966年7月中旬）。年平均降水量768.3mm，历年最大年降水量1245.8mm，最小年降水量388.9mm，降水多集中在7、8月份。五十年一遇最高洪水位+37m左右(1957年)，历年平均蒸发量1903.5mm，日最大蒸发量29.2mm，蒸发量为降水量的2.48倍。地处季风带，四季风向变化较大，全年以东南风为主，其次是南东南风，南风和东风。春季、夏季和秋季均以东南风为主，冬季北风、西北风、北西北风较多，其次是东风、东东北风和东北风，以4月份大风最多，最大风速29米/秒(1969年7月22日)，夏季雷雨、大风亦较多。冰冻期为12月至翌年3月，最大冻土深度为0.29m。

4、地震

    本区属地震烈度7度区，根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，本区所属地震动峰值加速度分区为0.10～0.15g。

5、社会经济概况

矿区所在的滕州市工业经济经过多年发展，逐步形成了煤炭、电力、纺织、建材、化工、建筑、机械、轻工等门类齐全，布局合理的生产体系。区内矿产资源丰富，煤炭工矿业尤为发达。农业主要粮食作物有：小麦、玉米、地瓜等，经济作物有：棉花、花生、大麻等。农副产品丰富，人民安居乐业。

7.4 地质采矿技术条件

**煤矿位于滕北煤田西部，区域地层区划属华北地层区，鲁西地层分区，济宁地层小区。

1区域地层

本区域除东北部有太古界、寒武系、奥陶系和侏罗系地层出露之外，其余均被第四系所覆盖。据钻孔揭露资料，第四系之下发育有：石炭系、二迭系、侏罗系和第三系，缺失元古界、志留系、泥盆系、三迭系和白垩系。

(一)太古界泰山群(Art)

厚度大于6000m，出露于滕州市、邹城市、微山县交界处。主要为一套深变质岩系和混合花岗岩。

(二)寒武系(∈)

分下、中、上统，总厚度380～750m，出露于嘉祥县南部和邹城市、微山县与滕州市交界处。

下统包括馒头组、毛庄组，厚200m左右，主要为浅海相白云质灰岩、豹皮状灰岩、泥质灰岩、竹叶状灰岩、夹有灰绿、紫红、土红色页岩，局部呈互层状。

中统包括徐庄组、张夏组、厚度240m左右。下部为浅海相暗紫色云母页岩和砂岩，夹白云质灰岩、灰岩、泥质灰岩。上部则为浅海相鲕状灰岩、厚层泥质灰岩和豹皮状灰岩、产德氏虫科三叶虫化石。

上统包括崮山组、长山组和凤山组，厚280m左右，为浅海相黄绿色页岩与薄层石灰岩互层、生物碎屑灰岩和白云质灰岩，产德氏虫科三叶虫和光盖虫科三叶虫化石。本系与下伏太古界地层呈不整合接触。

(三)奥陶系(O)

分下、中统，厚度750m左右，出露于嘉祥县、兖州滋阳山、邹城市西南等地，分布较广，为浅海相中～厚层灰岩、豹皮状灰岩、白云质灰岩、夹薄层钙、铝质泥岩、局部产头足类和腹足类动物化石。本系与下伏寒武系地层呈整合接触。

(四)石炭系(C)

分中、上统，厚度205m左右，区内无地表出露，据钻孔揭露资料，其广泛分布于滕州市、兖州市、济宁市、宁阳县、单县、金乡县、巨野县、郓城、鱼台县、汶上县、东阿县、齐河县及微山县等地。

中统本溪组，厚度35m左右，为海陆交互相沉积，主要由杂色粘土岩夹2～3层石灰岩组成，底部是铁铝质泥岩。

上统太原组，厚度170m左右，为海陆交互相沉积，以深灰色粉砂岩、泥岩为主，夹有砂岩、薄层灰岩及煤层，为本区的主要含煤地层之一，产动、植物化石，蜓科化石尤为丰富。本系与下伏奥陶系地层呈假整合接触。

(五)二迭系(P)

分下、上统，厚度在600m以上，其分布范围与石炭系相同。包括山西组、下石盒子组、上石盒子组。

山西组厚100m左右，为近海型陆相含煤地层，主要由灰绿、灰、灰白色细砂岩、中砂岩及深灰色粉砂岩、砂质泥岩组成。下部一般含有可采煤层1～2层，为本区主要含煤地层之一。富产植物化石。

石盒子组(包括上、下石盒子组)，由于长期遭受剥蚀，地层保留不全，最大残厚658m，为一套以陆相为主的沉积岩系，主要由杂色粘土岩、泥岩、灰绿色粉砂岩、细砂岩和灰白色中、粗粒砂岩组成，本组下部常夹薄煤层(俗称柴煤)，富产植物化石。本系与下伏石炭系地层呈整合接触。

(六)侏罗系上统(J3)三台组

本组地层由于遭受后期剥蚀而保留不全，最大残厚大于1300m。仅在滕州以东见有零星出露，据钻孔揭露其分布较广，在滕州、兖州、济宁、汶上～宁阳煤田以及郓城、巨野、成武、单县、金乡、鱼台等断陷地带都有分布，主要为一套陆相碎屑岩建造，上部为灰绿色粉砂岩、细砂岩互层夹泥岩，下部为紫红、杂色砂岩、砂砾岩及砾岩，产有鱼、叶肢介和丰富的植物、孢粉化石。本系与下伏地层呈不整合接触。

(七)第三系

1、老第三系

厚度0～753m，分布在成武、郓城、梁山、汶上、宁阳至泗水一线，以土红色、灰绿色粘土岩为主，其次为红色粉砂岩、细砂岩夹砾岩，下部含有石膏层。本系与下伏地层呈不整合接触。

2、新第三系

厚度0～836m，据钻孔揭露其分布于巨野断层以西的郓城、鄄城、菏泽、曹县等地。为一套棕黄色、紫红色、杂色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩夹细砂岩，底部有砂砾岩，下部夹薄煤层。

(八)第四系(Q)

厚度0～200m，广布于平原区，为冲积、洪积和湖积相沉积，主要由棕红、黄褐、灰黄等色粘土、砂质粘土、粘土质砂和灰白、灰绿色砂、砂砾组成。产有腹足类和介形虫化石。本系不整合于下伏各系地层之上。

2井田地层

含煤地层为华北型石炭～二叠系海陆交互相沉积，煤系基底为中奥陶统石灰岩，煤系上覆盖层为上侏罗统及第四系松散沉积物。矿井地层系统自下而上分别为奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系和第四系。

(一)奥陶系

钻孔最厚度101.36m。根据岩性组合特征可分为上、下段。其中：上段残厚69.30m，主要为浅灰、灰褐色厚层石灰岩。下段为浅灰、棕灰色白云质灰岩、泥质灰岩夹灰绿色薄层钙质泥岩。

(二)石炭系

1、本溪组

厚度28.50～44.45m，平均厚度34m。由石灰岩、粘土岩、铝土泥岩及少量砂岩组成。顶部十二灰常具砾状、云朵状等搅动构造。上部十四灰质纯致密，色灰白，夹灰绿色薄层粘土岩，平均厚度10.11m，岩性特征明显。位于十二、十四灰之间的泥岩呈灰绿色，矿物成份以伊利石为主。底部泥岩多呈紫杂色，成分以高岭石为主，次有伊利石、三水铝土、褐铁矿。

2、太原组

厚度162.65～184.82m，平均173m。其岩性主要为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及少量细、中粒砂岩，间夹11层薄层石灰岩和16层薄煤层。石灰岩则以三、五、八、九、十下灰最为稳定，石灰岩多呈深灰、棕灰、灰色，颗粒组分为生物屑，排列杂乱。多产蜓科、腕足类、珊瑚、海百合茎等动物化石。泥岩、砂质泥岩则多为深灰、灰黑色，矿物成分以伊利石为主，产炭化植物化石碎片，星散状、团块状黄铁矿，鲕状、结核状菱铁矿。泥岩中水平层理、缓波状层理发育。砂岩多为灰色长石石英砂岩，分选中等，胶结物大部分为硅、钙质，部分为泥、铁质。层理类型比较复杂，常见波状层理，小型斜层理、混浊层理。

(三)二叠系

由于遭受后期剥蚀，地层保留很不完整，钻孔揭露最大残厚为.90m，一般残留厚度约40m左右，主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及部分粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。    砂岩的主要矿物成分为石英、长石，硅、钙质胶结。层理类型复杂，有波状层理、小型斜层理、韵律层理、浑浊层理等。砂质泥岩、泥岩多分布于煤层附近。

(四)上侏罗统蒙阴组

最大残厚283.85m，按其岩性组合特征可将其分为三个岩性段。其中：第三段最大残厚83.20m。主要由灰、灰绿色厚层状粉砂岩组成，夹少量细砂岩、砂质泥岩。小型斜层理、波状层理发育，为浅湖相、滨湖相沉积。第二段厚度79.55～146.40m。主要为灰、灰绿、紫红色粉砂岩与中、细砂岩互层，底部为砾岩。砂岩矿物成分主要为石英，其次为长石，胶结物为钙质、泥质，砂岩内波状层理，小型斜层理很发育。底部砾岩呈紫杂色，砾石成份以石英岩、石灰岩为主，含有大量砂，分选差，圆化程度较佳，钙质胶结，本段为滨湖、浅湖相沉积。第一段厚度60.30～94.05m，主要由紫红色粉砂岩及部分砂岩组成。砂岩成分以石英为主，胶结物以钙质、铁质为主，有少量凝灰质。砾岩的砾石成分为石英岩、石灰岩及岩屑，含有大量砂，圆化程度低，分选差，钙质胶结。砂岩内波状层理，斜层理发育。本段为滨湖相、冲积相沉积。

(五)第四系

厚度71.40～123.85m，厚度由东北而西南逐渐增厚。主要由粘土、砂质粘土、粘土质砂、砂层组成，局部夹粘土砂姜。属洪积、冲积、湖积相沉积。

3 煤系地层

    **煤矿的主要含煤地层为山西组和太原组、本溪组不含煤。

1、3上煤层

井田内3上煤层已基本被剥蚀殆尽，共有6个钻孔见到3上层位，其中3点有煤层（34-2、35-4、39-11），其余三点被冲刷。3上煤层位于山西组中部，平均上距2煤层16.72m，平均下距3下煤层33.03m。见煤点煤层厚度1.69～1.88m，平均1.78m，煤层结构简单，主要集中分布于井田东部34、35勘探线的南端及井田西部39勘探线的南端。煤层赋存总面积836911m2，仅占井田总面积的5.6%，其中风氧化部分511241m2，占井田总面积的3.4%，正常煤层部分325670m2，仅占井田总面积的2.2%。煤层赋存区煤层厚度1.69～1.88m，煤厚变异系数5.40%，为稳定型简单结构局部可采中厚煤层。

2、3下煤层

位于山西组下部，下距三灰38～45m，上距3上煤层33.03m，共有55个钻孔穿过3下层位，其中见煤者仅18点，其余均被冲刷。在18个见煤点中可采者15点，不可采者3点，见煤点煤层厚度0.10～8.81m，平均3.93m。可采性指数为0.83，煤厚变异系数为92.90%。煤层厚度变化大，遭受冲刷的迹象又较普遍，属不稳定型局部可采厚煤层。3下煤层一般含夹石一层，个别点(33-17、36-4)可见到3层夹石，夹石厚度变化较大，煤层结构较复杂。3下煤层集中分布于井田东北部和西南部两个区域，其中：东北部区(33～38线间)是3下煤层保存最佳的地段，共有15点见煤，除33-1号孔以外，其余均可采，见煤点厚度1.52～8.81m，平均4.72m。西南部区(39～41线间)则有39-11、41-3、41-18号孔见煤，煤层厚度0.35～0.66m，平均0.50m，其中仅41-18号孔的煤厚达可采。

3、12下煤层

位于太原组中部，煤层厚度0.30～2.37m，平均1.20m。可采范围内厚度变化不大，除在井田西南角的41-3、41-17、39-15和35-27号孔无煤及37-26、38-1、39-4号孔见煤但不可采外，其余地段均达可采。可采性指数0.95，煤厚变异系数32.20%。煤层结构较简单，仅少量见煤点含夹石1～2层，其岩性为泥岩、炭质泥岩，夹石厚0.03～0.04m。属较稳定型可采薄煤层。

4、14煤层

位于太原组中部，煤层厚度0.35～1.10m，平均0.67m。平均上距12下煤层3.12m，煤层结构简单。沿39勘探线方向发育宽约500m，长达3000m余的无煤带。煤层可采性指数0.67，煤厚度异系数21.60%。煤层结构较简单，仅5个钻孔见煤点含夹石1层，其岩性为泥岩、炭质泥岩，夹石厚0.05～0.10m。属不稳定型局部可采薄煤层。

5、16煤层

位于太原组下部，平均下距17煤层5.91m，煤层结构较简单，一般多含一层厚度0.04～0.06m的夹石，其岩性为泥岩或炭质泥岩。煤层厚度0.61～1.72m，平均1.22m。可采性指数0.99，煤厚变异系数17.00%。煤层结构较复杂，有15个钻孔见煤点含一层夹石、3个钻孔见煤点含二层夹石、1个钻孔见煤点含三层夹石，其岩性为泥岩、炭质泥岩，夹石厚0.04～0.14m。属稳定型可采薄煤层。

6、17煤层

位于太原组下部，下距本溪组十二灰约在17m左右。平均上距16煤层5.91m。煤层结构较简单，煤层厚度0.28～0.99m，平均0.62m。可采性指数0.69，煤厚变异系数10.8%。煤层结构较简单，仅8个钻孔见煤点含夹石1层，其岩性为泥岩、炭质泥岩，夹石厚0.04～0.10m。属稳定型局部可采薄煤层。

控制测量设计范本

2测量工程依据的规范和测绘资料的收集

2.1测量工程依据的规范

根据该项测量工程的具体情况，在工作中的各项技术指标及精度要求主要按如下规范执行：

1）中华人民共和国国家标准《工程测量规范》GB50026-93。

2） CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》（以下简称《GPS规程》）；

3）GB 128—1991《国家三、四等水准测量规范》

4）原国家煤炭部发布的《煤矿测量规程》。

2.2 已有测绘资料情况

1)已有控制资料的收集和利用

由山东省国土信息资料中心收集到测区附近有1980西安坐标系C级GPS点平面控制点3个（镇、马庄小学、张庄），85基准高程控制点1个（Z59）。经实地踏勘表明，镇、马庄小学、张庄点位保存完好，但张庄点完全被树木遮挡无法使用。因此采用镇、马庄小学两个控制点作为E级GPS控制网的起算点。已知控制点成果见下表： 

表2-1  已知控制点成果

***煤矿提供的充水性图、采掘工程平面图、地形地质图、地形图、工广平面图、井上下对照图、塌陷地图纸、综合水文地质图，上述图纸全面反映了该矿的生产情况，现势性较好。

2.3高程控制资料

测区内已有山东科技大学地科学院实测的四等水准点，该网以二等水准点Z59点为高程起算点。精度满足规程要求，可以使用。

3坐标系统的确定

坐标系统是描述空间矢量数据最基础的地理信息要素，是确定地理目标平面位置和高程的平面坐标系和高程系的统称，也是描述整个空间矢量数据的核心内容。本次测量工程所采用的坐标系统为：

1)平面坐标系统选择

本次测量采用1980西安坐标系，参考椭球基本几何参数为：

长半轴a＝6378140m

短半轴b＝6356755.2882m

扁率＝1/298.257

第一偏心率平方e2＝0.00669438499959

第二偏心率平方e'2＝0.00673950181947

北徐楼井田南北宽约2.5～2.6 km，东西长约9.9 km，面积21.8816 km2，，西部边界位于东经116°50′46″，东部边界为东经116°56′39″。测区位于3°带的第39带，子午线为117°。测区平均横坐标ym=-9.594km，地面平均标高为42m。其投影长度变形值为：，远小于《城市测量规范》规定的投影长度变形不得大于2.5cm/km的原则。因此本次测量采用国家统一3°高斯正形投影平面直角坐标系统，子午线取用117°，水平投影面采用1985年黄海平均海水面。

2)高程系统选择

高程系统采用1985国家高程基准。

4   控制测量

4.1平面控制测量

根据测区的范围和已知点的分布情况，采用E级GPS网作为本次地籍测量的首级平面控制网。E级GPS网共布设点位8个（包括2个已知点）。

4.1.1 GPS点位布设与网形设计

1）选点与埋点

（1）选点

在现场选点时，特别注意了以下问题： 

a、GPS点尽量选在交通较方便、地势较高、天空开阔之处，以利于长期保存和GPS观测的实施；

b、GPS点位均选在远离水体，如测区内的水库、较大的池塘、宽阔的河流等；

c、点位均远离电视台、微波站等大功率无线电发射源和高压输电线路，在高压线比较密集的地区，实际点位较图上设计点位可以有些偏差；

d、点位附近没有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开了大面积反射墙和裸露山体；

e、为了便于今后的利用，在选点时做到点间通视。

（2）埋点

由于此次点位均选择在建筑物楼顶面上，因此点位均采用现场混凝土浇铸的方法，首先将建筑物顶面上沥青防护层剥离干净，并在顶面水泥面打入钢钉，然后用混凝土灌点位标志，规格为20cm(顶面边长)×30cm(底面边长)×15cm(高)，标志设置好后，采取覆盖、喷水等防护措施，确保标志的坚固。

所有点位的设置遵循长期保存、方便使用的原则，标志设置好后，均做了详细的点之记，便于以后查找和使用。GPS点的点名，原则上采用其所在位置命名，以便于寻找确认。

2）网形设计

根据本项目“设计书”的要求，结合工程的特点，按照整体布设，分级观测的原则，使用双频接收机进行同步观测，采用边连接方式构网，按静态定位观测方法进行观测。布设GPS网时，由非同步边构成的多边形闭合环，边数不超过10条。在规划观测时段时，适当考虑交通情况，以便于施测。E级GPS网网形见图4-1。

  图4-1 E级GPS网网图

4.1.2 GPS网的观测

1)使用仪器

E级GPS控制网的观测采用四台南方仪器公司双频接收机，仪器标称精度为±(5mm+1ppm×D)； 

仪器在使用前均进行了有关检核, 各项指标符合有关规定。

2)GPS网的观测

为了采集到高质量的GPS数据，在GPS网测量过程中，严格按照以下几点实施：

a、采用静态相对定位模式；

b、作业组严格按照编制好的观测计划表进行作业调度，使用四台南方仪器公司双频接收机，仪器标称精度为±(5mm+1ppm×D)，在作业过程中，对不合理的计划进行了调整；

c、基线每个时段观测时间≥60分钟；有效观测卫星数≥4；平均重复设站数≥1.6；卫星几何强度＜6；卫星高度角≥15°；

d、天线架设高度距地面不小于1m，严格整平对中天线，天线高的测量在观测前后各进行一次，测量值互差不大于3mm，取平均值作为最后天线高；

e、观测进行时，不能有强电磁波或强振动的影响（手机、对讲机或强噪音），作业所用汽车应停放在离天线50米以外的地方或停放在低于天线的地方，避免多路径效应或汽车内收音机等的电磁波对观测结果的影响；

f、观测过程中，在遇到异常情况导致接收机关闭时，及时通知相应各站，并重新观测该时段；

g、在每个测站上都记录测站名、天线高、观测月、日、观测者姓名、接收机和天线序号、开始观测以及结束测量的时间等内容，测量手簿在现场按作业顺序完成纪录。

h、每天观测结束后，及时将数据转存到计算机硬、软盘上，并对数据进行预处理，对数据质量进行初步评定，以此对第二天的工作计划进行合理的安排和调整，并确保观测数据不丢失。

4.1.3 GPS数据处理

数据处理之前，仔细整理外业记录手簿，按照测站初始信息如点名、时段号、观测时间、布网情况等，分别对测区的观测记录连续编印页码并装订成册；其它记录，亦分别装订成册，以备数据处理之用。

本次数据处理工作利用南方仪器公司的GPS后处理软件进行。整个处理过程主要包括基线向量解算、环闭合差检核和网平差等工作，分述如下。

1)GPS基线处理

基线向量解算主要考察三个指标：解算中误差RMS；比率，其值越大表示解算结果越可靠；参考方差，其值越小说明解算的可靠性越高。随机软件中设置了各指标的限差。

按照“技术设计书”的相关技术要求和检核项，在基线数据处理中，对GPS网分别进行了重复基线检核和环闭合差的检核（包括同步观测环检核和异步观测环检核）。

2)GPS网平差

基线解算和环闭合差计算均合格后，进行GPS网平差。网平差分别进行了在WGS—84坐标系中的三维无约束平差和含有地面起算数据的约束平差。在进行约束平差时，使用了滨湖镇、西马小学两个国家控制点作为起算数据。具体计算的各项精度指标及数据统计结果如下：