毕业设计__两种贯通方法误差预计程序设计

山东科技大学本科毕业论文（设计）I摘要现在市场上没有一款正式发布的软件明确支持地下贯通误差预计，并且实际工作中使用图解法或者Excel计算繁琐复杂，在特大型贯通中又有些力所不足。基于此，本文主要使用C++语言，设计井下两种贯通方法（一井贯通和两井贯通）误差预计程序。程序直接读取点数据文件和按约定原则的贯通信息数据文件（txt文本格式文件），计算贯通点在重要方向上的误差值，极大的减少处理数据和计算繁琐度。并且改变了在增添或者删除加测陀螺定向边情况下就需要大规模重新计算的局面，使贯通测量设计提高效率。整个使用的误差预计公式，为现在贯通误差预计中使用最久最成熟的导线法误差预计公式。程序主要由两个大类，一是支导线误差预计类，二是加测陀螺定向边的方向附合导线误差预计类组成。通过main主函数的调用，简单组合，实现程序最大的灵活性。而每个类由主要的五个成员函数构成，使程序简明。最后以文本格式输出贯通误差预计详细结果和预计处理过程的相关数据。不仅对实际误差预计工作有现实意思，也为编制测量程序积累了经验。关键字：导线法贯通误差预计程序两种贯通方法误差预计程序设计IIAbstractNowadays,Wecan’tfindasoftwarethatreleasedofficiallysupportingestimationofthrougherrorundergroundinthesurveyingandmappingmarket.Besides,usinggraphicalmethodorExceltocalculateduringthepracticalworkiscomplicated.It’sinefficientinthelarge-scalebreakthroughsurvey.Therefore,thisarticlewilldesignprogramtosolveerrorpredictionoftwobackthroughways(singleshaftorientationandtwoshaftorientation).Theprogramcandirectlyreaddatafilesandbreakthroughinformationdatafiles(.txt)accordingtothecontract.Itcancalculatetheerrorvalueofholingpointontheimportantdirectionwhichgreatlysimplifytheprocess.Italsochangethesituationwhereneedtoalargescalerecalculateinthecaseofaddingordeletinggyroscopicdirectededgeswhichcanimproveefficiencyinthroughsurvey.Theerrorpredictionformulatheprogramuseisthemostlongerandmatureformulainbreakthrougherrorprediction.Theprogramconcludetwoparts:errorpredictionofbranchconductoranddirection-connectingtraversewhichhasgyroscopicdirectededges.Bycallingmainfunction,simplycombining,theprogramachievegreatflexibility.Eachclasshasfivememberfunctionmakestheprogramsimpleandclear.Finallyitcanoutputtheresultandrelateddataoferrorpredictionprocess.Thisarticleisnotonlymeaningfultotheactualwork,butalsoausefulexperienceformeasurementprogramwriting.Keywords:Wire;errorprediction;through;software山东科技大学本科毕业论文（设计）III目录1．绪论..............................................................................11.1研究的背景及意义................................................................11.2国内外研究现状...................................................................21.3研究的内容与方法................................................................42．贯通误差预计公式........................................................62.1支导线误差公式...................................................................62.2方向附合导线误差公式........................................................92.3导线最远点高程中误差的误差预计公式....................................123．贯通误差预计程序总体设计........................................133.1数据格式设计.....................................................................133.2贯通情况讨论与程序灵活性设计........................................173.3预计过程可视性设计..........................................................244．程序详细设计.............................................................274.1读入数据类设计.................................................................274.2支导线误差预计类设计......................................................314.3加测陀螺定向边误差预计类设计........................................364.4main主函数体现程序灵活简单特性...................................395．程序在实际案例中应用...............................................415.1某煤矿开采面最弱点误差预计..........................................415.2某煤矿两井贯通误差预计...................................................45两种贯通方法误差预计程序设计IV6．结论与展望.................................................................47参考文献..........................................................................50致谢.................................................................................52附录.................................................................................53山东科技大学本科毕业论文（设计）11.绪论1.1研究背景及意义随着国际隧道协会（IAT）提出“大力发展地下空间，开始人类新的穴居时代“的倡议和中国国家发展改革委、外交部、商务部2015年3月28日联合发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》。不难看出国内基础建设又将迎来一次大力发展的机遇，特别是高速特路、地铁、高速公路的发展。地下隧道是在基础建设过程中不可缺少的工程内容，并且也是当今城市地铁、地下商业街以及城市排水管线等设施中的主要构建角色。遂道的顺利贯通是保障地下工程施工进度和质量的必要条件。地下隧道贯通需要测量工作的认真和准确，而提前制定的测量方案必将会影响整个工程进度和质量。同时在现有的测量计算和实际的工程情况中，能选择出最经济合理的测量方案是考察测绘工作者的一项重要能力。测量方案中贯通误差预计又是核心内容，所以误差预计举足轻重。现在最常用的误差预计是根据测量的测边测角中误差计算，这样得出的误差结果一般比实际值大，能保证测量成果的质量。但是传统图解法工作量大，即使使用Excel在加测陀螺边后的贯通误差预计中，经常要反复计算大量数据也非常麻烦。而且随着大型隧道越来越多，图解法一井显得力所不足。同时每个隧道的情况不一样，固定的贯通程序难以灵活多用。基于此编制出一个灵活多用，简单的一井贯通和两种贯通方法误差预计程序设计2两井贯通误差预计程序是本次毕业设计的主要内容。1.2国内外研究现状传统的贯通误差预计采用图解法，通过画图求解出地上地下各点到贯通点的距离在贯通任意坐标系x、y轴方向上的投影和与y轴方向的夹角，以此计算K点在重要方向上的误差值。虽然有贯通误差预计比较直观的优点，但这种方法过于繁琐，需要绘图、量取点的坐标最后还要计算。当贯通工程较大，贯通距离较长时，需要加测陀螺定向边的误差预计中增加或者删除一条定向边又得进行大规模重新计算。并且如果绘图比例太大则图纸过大使量取坐标难度增加。如果绘图比例太小则量取的误差较大。在制定贯通测量方案时，误差预计常常通过改变误差公式中的参数或者加测陀螺定向边，来使设计的测量方案满足工程需要，这样需要反复计算。使用Excel辅助计算是测量工作者常用的手段，特别在支导线误差预计中，方便简单。但是在加测陀螺定向边的大型贯通误差预计中还是显得繁琐复杂。也有学者对CAD进行第二次开发研究，编写贯通误差程序，例如刘明武、雷培的《基于AutoCADVBA贯通误差预计程序设计》，极大解决了贯通误差预计图解法和使用Excel计算的难题。却灵活性不足，并且误差预计过程对外是封闭的，不利于为测量方案的选择服务。贯通工程中，测量方案制定的合理与否与贯通误差预计方法的合理性是紧密相关的。目前，在贯通误差预计中还多采用传统的预计方法。贯通后实测的贯通偏差多比预计偏差小的多，能在很大程度上山东科技大学本科毕业论文（设计）3保证工程质量。当然对于不同情况的隧道贯通也提出了不少简化方法和更精确计算方法。如直伸隧道内的导线简化公式，把洞内导线测量误差所引起的隧道横向贯通误差完全由测角误差所引起，测角误差与边长成正比，且与平均边长有关，平均边长越长，则导线测量误差所引起的隧道横向贯通误差越小，该方法计算更为简便，对于直伸隧道的洞内导线来说，有参考价值。《铁路工程测量规范》(TB10101—2009)及《高速铁路工程测量规范》(TB10601—2009)中洞外GPS平面网测量误差对隧道横向贯通的影响采用误差来源分析法，该方法使用了隧道两端洞口定向点点位误差和定向边坐标方位角中误差，这些值可以事先