10/7/2025煤礦測量學主講:付智華10/7/2025

第一章

煤礦測量學的基礎(chǔ)知識10/7/2025

本章知識點測量學概述測量工作的概述比例尺測量誤差的概述地面點位置的確定測量常用計量單位10/7/2025第一節(jié)測量學概述測量學：研究地球的形狀、大小以及確定地球表面各點間相對位置的一門學科1.1.1測量學定義生產(chǎn)實踐需要測量學利用工具測量、發(fā)展進一步指導實踐通俗意義上的測量學：利用測量工具、方法確定地面點與點之間的關(guān)系（距離、角度、高差）10/7/20251、測定（測繪）

2、測設（放樣）

1.1.2測量學任務第一節(jié)測量學概述采集信息信息處理繪圖讀圖信息處理放樣（測）（算）（繪）（看、讀）（算）（標定）10/7/2025測定10/7/2025測設10/7/2025第一節(jié)測量學概述礦山測量學1.1.3測量學的分類攝影測量學

地圖制圖學

普通測量學

大地測量學公路隧道鐵路建筑10/7/2025第一節(jié)測量學概述1.1.4測量學的作用地面測量井下測量

井上下聯(lián)系測量

地面控制測量地面施工測量繪制井上下對照圖

測繪地形圖

井下控制測量

測繪采掘工程圖

井下施工測量平面聯(lián)系測量高程聯(lián)系測量10/7/2025第二節(jié)地面點位的確定

確定地面點的空間位置需用三個量，在測量工作中一般用:某點在基準面上投影位置（x,y）該點離基準面高度（H）測量工作的實質(zhì)：確定地面點的空間位置10/7/2025第二節(jié)地面點位的確定ABabcXC

基準面

ZY10/7/2025第二節(jié)地面點位的確定地球表面高低起伏大，海洋面積71%，地球是被海水面包圍的球體1.2.1大地水準面10/7/2025第二節(jié)地面點位的確定◆水準面——靜止海水面所形成的封閉曲面。N個◆大地水準面——其中通過平均海水面的水準面。1個1.2.1大地水準面10/7/2025

大地水準面作為點平面位置的投影面，高程的起算面第二節(jié)地面點位的確定水準面大地水準面所以

外業(yè)測量工作基準面——大地水準面

外業(yè)測量工作基準線——鉛垂線10/7/2025絕對高程：

地面點沿鉛垂線到大地水準面的距離，稱為該點的絕對高程或海拔、標高，簡稱高程，以H表示。大地水準面1.2.2高程第二節(jié)地面點位的確定10/7/2025我國的高程系統(tǒng)：水準原點：全國高程的起算點。1985年國家高程基準（72.260m）1956年黃海高程系（72.289m）目前我國統(tǒng)一采用1985年國家高程基準

。水準原點H0驗潮站大地水準面10/7/2025大地水準面假定水準面相對高程：地面點沿鉛垂線到假定水準面的距離稱為相對高程或假定高程，用H′表示。1.2.2高程第二節(jié)地面點位的確定何為假定水準面呢？？？？？？根據(jù)工程的需要，如果某一地區(qū)引用絕對高程有困難，或者為了施工方便，也可以選擇一個假定的水準面做為高程啟起算面。提示：在一個特定區(qū)域只能選擇一個水準面10/7/2025高差：地面上相鄰兩點的高程之差，常用h表示。高差有正負之分：正為上坡，負為下坡。1.2.3高差第二節(jié)地面點位的確定10/7/20251、地理坐標：用經(jīng)度和緯度來表示地面點位坐標

適用于：在地球橢球面上確定點位。分為：（1）天文地理坐標(天文經(jīng)度

，天文緯度

)（2）大地地理坐標(大地經(jīng)度L，大地緯度B)如：北京東經(jīng)116o28′北緯39o54′1.2.4地面點的坐標第二節(jié)地面點位的確定10/7/2025S緯線NO地軸：地球的自轉(zhuǎn)軸(NS)，N為北極，S為南極。子午面：過地球上某點與地軸（旋轉(zhuǎn)軸）所組成的平面。子午線：子午面與地球面的交線，又叫經(jīng)線。起始子午面：通過英國格林尼治天文臺的子午面NGS

。緯線：垂直于地軸的平面與地球面的交線。赤道平面：垂直于地軸并通過地球中心的平面WME。赤道：赤道平面與地球面的交線。WE赤道赤道平面起始子午面起始子午線G

橢球上的基本概念10/7/2025經(jīng)度：過P點的子午面NPS與首子午面NMS所構(gòu)成的二面角叫做P點的大地經(jīng)度，用L表示。緯度：過P點的法線Pn與赤道面的夾角叫做P點的大地緯度，用B表示。赤道平面OPM大地經(jīng)度L大地緯度BnLB起始子午面（首子午面）

SNL取值范圍：東經(jīng)0~180?西經(jīng)0~180?B取值范圍：北緯0~90?南緯0~90?10/7/2025內(nèi)業(yè)計算、繪圖★方法：將地球劃分成若干帶，然后將每帶投影到平面上?！锾攸c：投影后角度保持不變，中央子午線投影后一條直線，且長度不變。外業(yè)測量、地球表面變形2、高斯平面直角坐標系：適用于：研究范圍較大。1.2.4地面點的坐標第二節(jié)地面點位的確定1.2.4地面點的坐標10/7/2025

高斯平面直角坐標系（1）高斯投影的概念

高斯投影是一種等角橫切橢圓柱投影。它是由德國數(shù)學家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后經(jīng)德國大地測量學家克呂格(Kruger，1857～1923)加以補充完善，故又稱“高斯—克呂格投影”，簡稱“高斯投影”。

10/7/2025NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線（2）高斯投影的原理

高斯投影采用分帶投影。將橢球面按一定經(jīng)差分帶，分別進行投影。10/7/2025（3）投影帶的劃分我國規(guī)定按經(jīng)差6o和3o進行投影分帶。6o帶自首子午線開始，按6o的經(jīng)差自西向東分成60個帶。

3o帶自1.5o開始，按3o的經(jīng)差自西向東分成120個帶。高斯投影帶劃分10/7/2025

按照6o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號的關(guān)系是：

L。=6oN－3o

（N為6o帶的帶號）例：20帶中央子午線的經(jīng)度為L。＝6o×20－3o＝117o

此帶的范圍是多少？（114o~120o

）

按照3o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號的關(guān)系是：L。=3on

（n為3o帶的帶號）

例：120帶中央子午線的經(jīng)度為L。＝3o×120＝360o

10/7/2025

6o帶與3o帶中央子午線之間的關(guān)系如圖:3o帶的中央子午線與6o帶中央子午線及分帶

子午線重合，減少了換帶計算。

工程測量采用3o帶，特殊工程可采用1.5o帶或任意帶。10/7/2025（4）高斯平面直角坐標系坐標系的建立：x軸

—

中央子午線的投影y軸

—

赤道的投影原點O

—

兩軸的交點OxyP（X，Y）高斯自然坐標注：X軸向北為正，

y軸向東為正。赤道中央子午線10/7/2025

由于我國的位于北半球，東西橫跨12個6o帶，各帶又獨自構(gòu)成直角坐標系。

故：X值均為正，

而Y值則有正有負。世界地圖赤道10/7/2025東經(jīng)73o27′~135o09′6o帶13~23，3o帶24~45故：根據(jù)帶號可以判斷屬于何種投影帶

我國統(tǒng)一6o帶分布情況10/7/2025xyo500km

=500000+=+636780.360m=

500000+=+227559.720m國家統(tǒng)一坐標：（帶號）（帶號）10/7/2025不同點：1、x，y軸互異。2、坐標象限不同。3、表示直線方向的方位角定義不同。相同點：數(shù)學計算公式相同。

高斯平面直角坐標系

與數(shù)學上的笛卡爾平面直角坐標系的異同點：高斯平面直角坐標系笛卡爾坐標系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD測量坐標系10/7/20253、獨立平面直角坐標：適用于：研究范圍較小。

當區(qū)域面積小于50平方㎞2，可直接在平面上計算）第二節(jié)地面點位的確定1.2.4地面點的坐標數(shù)學平面直角坐標系測量平面直角坐標系

10/7/2025第三節(jié)比例尺1.3.1比例尺的概念1、數(shù)字比例尺

用1/M表示。如1

500，1

1000，1

5000，······

M為比例尺分母。M越大，比例尺越小。比例尺：圖上某直線的長度與該直線的實地水平長度之比；分為數(shù)字比例尺和圖式比例尺。10/7/20252、圖式比例尺優(yōu)點：便于直接量取長度，并可減小因圖紙伸縮變形而引起的誤差。3．比例尺的精度

——相當于圖上0.1mm的實地水平距離。10/7/2025第三節(jié)比例尺1.3.2比例尺的應用礦圖采掘工程平面圖：1

50001

2000井上下對照圖圖：1

5000地形圖：1

50001.3.2比例尺的應用10/7/2025第三節(jié)比例尺1.3.2比例尺的應用圖紙打印1

5000一個方格邊長為500米1

2000一個方格邊長為500米1:1000一個方格邊長為500米1.3.2比例尺的應用礦圖建立的方格網(wǎng)，打印時每個方格網(wǎng)邊長都為10cm10/7/20251、確定地面點的三個基本要素：第四節(jié)測量工作概述1.4.1測量的基本內(nèi)容2、地面測量的三項基本內(nèi)容：角度距離高程測角量距測高差10/7/202510/7/202510/7/202510/7/202510/7/2025一是“由整體到局部、從高級到低級、先控制后碎部”；二是“步步要檢核”。第四節(jié)測量工作概述1.4.2測量工作的基本原則

在程序上“由整體到局部”；在工作步驟上“先控制后碎部”，即先進行控制測量，然后進行碎部測量；在精度上“由高級到低級”。10/7/2025

先看三個例子：第五節(jié)測量誤差的概念1.5.1測量誤差產(chǎn)生的原因

結(jié)論:這是由于尺子的原因產(chǎn)生的誤差

1、如果用兩把刻劃不一樣的尺，丈量同一段距離，用第一根尺量得距離為20m,用第二根尺量得距離為19.98m，兩者相差2cm。10/7/2025尺子1、量身高：

現(xiàn)用同一根尺對同一人量身高三次，當視線水平或向上傾斜或向下傾斜時，會量得三個不同的身高值，這三個值之間存在誤差。第五節(jié)測量誤差的概念1.5.1測量誤差產(chǎn)生的原因

結(jié)論:這時候產(chǎn)生誤差的原因主要是由人為因素造成的1.5.1測量誤差產(chǎn)生的原因10/7/20253、測三角形內(nèi)角和用經(jīng)緯儀測量一三角形內(nèi)角，除了上面所說的人和儀器的因素導致誤差外，還有環(huán)境因素，如：光的折射、視線跳動等等,都有可能使照準失真，這些現(xiàn)象是由于空氣的密度不同、空氣的對流、風力等情況所造成的,也就是由環(huán)境造成的。結(jié)論:環(huán)境因素也是造成誤差產(chǎn)生的又一個主要原因第五節(jié)測量誤差的概念1.5.1測量誤差產(chǎn)生的原因10/7/2025第五節(jié)測量誤差的概念1.5.1測量誤差產(chǎn)