竖井联系测量陀螺定向法

陀螺定向法是采用光学垂准仪(或重锤球)投出井上、井下在同一铅锤线上的点位,根据井上、井下陀螺定向成果,求算投点在空间的平面夹角,使得井上、井下的导线连成一体,把井上导线坐标、方位传递到井下导线。

TC1610全站仪,GAK1+T2陀螺经纬仪,NL光学垂准仪。

(1)竖井投点

井上、井下导线布置情况J1、A为井上已知导线点,Z1、Z2、Z3为井下待求导线点。在井口选定T1、T2两个点位,在井盖上相应位置预留有可遮盖的小孔,将垂准仪置于小孔上方,垂准仪在井上及井下投下T1和T1′、T2和T2′。T1、T1′在空间上为2个点,但投影到同一平面时就成为1个点;T2、T2′情况相同。井上、井下导线通过投点连成一闭合环。

(2)陀螺经纬仪定向

定向时采用逆转点法进行。对一条边定向时,完成一端定向为半测回,完成两端定向为一测回。由于井筒上下不宜安置陀螺经纬仪,故井上选择AJ1为定向边,井下选择Z1Z3为定向边,进行陀螺定向观测。求出陀螺仪的定向常数,并进行改正。

假定陀螺经纬仪测得的AJ54陀螺方位角为N0,Z1Z3陀螺方位角为N5。

(3)导线边角测量

①测b0、b1、b4、b5、b6角度;

②量d1、d2、d3、d4、d5、d6边长。

(4)空间夹角计算b2为AT1、T1′Z1在空间上的夹角,b3为AT2、T2′Z2在空间上的夹角。

(5)导线计算

根据以上导线测量成果,进行导线平差计算。坐标、方位从井上导线点传递到井下导线点,Z1、Z2、Z3坐标成果用于指导施工。

联系三角形法是一种传统的竖井联系测量方法

TC1800全站仪;10kg重锤2个;Φ0.5mm高强钢丝60m;小绞车、导向滑轮及经过比长的钢卷尺等。

(1)导线布设

导线布设情况如图3。垂线1、垂线2是通过竖井绞车及导向滑轮悬挂并吊有垂锤的高强钢丝。Z、A为已知的地 面导线点,B、G为待求的井下导线点,井下、井上三角形布设时应满足下列要求:

① 垂线边距a、a′应尽量布置长些;

② e、f、e′、f′角度应尽量小,最大不应大于2°;

③b/a、b′/a′'之比值应尽量小,最大值不应大于1 5。

(2)三角形测量

①测e、f、e′、f′角度;

②量a、b、c、a′、b′、c′边长。

(3)三角形平差计算

根据a、b、c、f求j:sinj=bsinf/a

c的计算值:c算=bcosf+asinj

c的不符值:h=c算-c

a边改正值:Δa=-h/4

b边改正值:Δb=-h/4

c边改正值:Δc=h/2

以改正后的边长a、b、c为平差值,按正弦定理计算出i、j,即为平差后的角值。f改正很小,仍采用原测角值。

采用上述方法可计算出井下三角形平差后的边角a′、b′、c′、i′、j′。f′改正很小,仍采用原测角值。

(4)坐标和方位传递计算

已知A点坐标为XA、YA,AZ方位角为Z0。根据平差后的三角形边角进行计算。

① BG方位角Z0′

AF方位角Z1=Z0+e

FE方位角Z2=Z1+180+j

E′B方位角Z3=Z2+180-j′

求算边BG方位角Z0′=Z3+180+e′

②B点坐标

XB=XA+ccosZ1+acosZ2+c′cosZ3

YB=YA+csinZ1+asinZ2+c′sinZ3

(5)重复观测

进行联系三角形测量时,为保证精度,要重复观测数组。每组只将两垂线位置稍加移动,测量方法完全相同。由各组推算井下同一导线点之坐标和同一导线边之坐标方位角。各组数值互差满足限差规定时,取各组的平均值作为该次测量的最后成果。