基于AutoCAD图解矿山两井定向的计算方法研究

　　针对矿山两井定向内业计算步骤多、公式复杂、过程繁琐、需要进行数据平差、耗时长且易算错的情况，探讨了利用AutoCAD 绘图软件的坐标展点、旋转、缩放、查询、距离和角度量测等功能进行两井定向的图解计算方法，并通过实例与传统计算结果进行比较。结果表明: 测角闭合差、坐标闭合差和全长闭合差都是完全一致的，平差后的坐标差值最大为1. 9 mm，最小为0. 2 mm，符合《矿山测量规程》的要求。验证了AutoCAD 图解计算精度的可靠性，同时显示了利用AutoCAD 图解计算直观性和快捷的优点，为矿山测量人员解算两井定向提供了一种新的简便计算方法。

　　引言

　　在矿山工程中，为了满足矿井建设、生产、管理和安全的需要，必须建立井上下统一的坐标系统，对于采用平硐或斜井开采的矿井，可以用导线测量的方法直接将地面的坐标导入至井下; 而对于立井开采的矿井，进行井上下联系测量则需要一井定向或两井定向。一井定向是在一个井筒内悬挂2根钢丝，将地面点的坐标和边长方位角传递到井下; 两井定向则是在2 个井筒内各悬挂1 根钢丝，通过地面和井下导线测量将其联系起来，从而将地面坐标系统中的点坐标和边长方位角传递到井下。两井定向和一井定向相比，一井定向投点边长短、计算简单，但精度低，不常使用; 两井定向由于2 点相距较远，投点误差影响小，定向精度高，但计算复杂、步骤多且易出错。如今，AutoCAD 已广泛应用于机械、建筑、电子、航天、矿山、土木工程、测绘等领域，成为工程设计领域中应用最多的计算机绘图软件。利用AutoCAD 相应功能进行图解计算两井定向，将使其变得简单、直观、速度快、效率高、不易出错并能保证计算精度，具有一定的可操作性，笔者探讨利用AutoCAD 图解计算两井定向相关数据的原理与方法，并通过实例验证了AutoCAD 图解计算结果的可靠性与结果精度。

　　4、利用AutoCAD 图解计算注意事项

　　1) 展点前需要根据测区的最小坐标和最大坐标设置图形界线，精度至0. 1 mm。

　　2) 由于高斯平面测量坐标系与AutoCAD 的数学坐标系不同，展点和坐标查询时需要将X 和Y 坐标对换，坐标方位角是顺时针旋转，而数学坐标系中的角度是以逆时针方向旋转的，所以在旋转测量角度前加负号。

　　3) 旋转和缩放导线前，需将导线整体设置为AutoCAD 中多段线形式，不能用直线的方式相连。

　　4) 使用AutoCAD 中ID 命令查询各点坐标时，须使用“对象捕捉”模式精确查询，还可以方便地查询和标注每条导线边坐标方位角。

　　5) 利用AutoCAD 图解计算，只适用于坐标测量的计算，对于高程的计算需单独进行。

　　6) 利用AutoCAD 作图计算，只适用于单一形式的导线测量，对于地下空间交叉导线、结点导线的几何解算方法还有待于进一步探讨。

　　5、结语

　　对于两井定向，采用不同的数学模型和计算方法，其计算结果都是有微小差别的，而利用AutoCAD进行两井定向的图解计算，可以做到简单快捷、直观明了，减少测量人员的内业计算工作量，提高工作效率，还可以直观检查或避免测量与计算过程中的错误，通过实例验算，计算的成果和精度与传统公式法计算是一致的，该方法同样适用于地面支导线和无定向附合导线测量的计算，在矿山工程和线路工程测量中可以推广应用。