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三维坐标测量及剖面数字测图实现方法 大红山铜矿生产技术部------瓦学坤 摘要：通过全站仪设站定向在巷道剖面线方位上测量得到三维坐标，将三维坐标数在Excel中计算处理得到剖面上的展点坐标；或者在巷道剖面线方向上再次设定假定方位角测量直接得到展点坐标，根据展点坐标在AutoCAD上批量展绘测量点，从而实现剖面数字测图。 关键词：全站仪 三维坐标 展点坐标 剖面数字测图 一、提出问题 科学技术的进步，电子计算技术的渗透，使得防水和防尘好、测量精度高、测量速度快、测程远的电子测量全站仪在环境恶劣的矿山地下工程数字测图的广泛应用，特别是EDM免棱镜激光测量，给矿山地下巷道工程测图工作带极大方便。然而，在矿山缓倾斜矿体开采过程中，其巷道工程在高程上带倾角施工，平面上方位不一，用全站仪在统一的坐标系下设站进行剖面图测量，其三维坐标点无法在剖面上反映真实长度，数字下载后，通过相关软件在AutoCAD上批量展绘测量点无法实现通过AutoCAD辅助设计绘制剖面图，测量工作极不方便。 如果对统一坐标系下的三维坐标进行数字处理，反求得测站点至各测点的平距，或在测量剖面图的过程中全站仪设站定向时考虑到在剖面线上设置假定方位直接测量，得到剖面上展点三维坐标，则解决问题有不同的途径。 二、实现方法 = 1 \* GB4 ㈠、统一坐标系下设站测量 后视B点,在A点设站定向得出剖面线方位角α即为剖面线方向,在全站仪中设置EDM为免棱镜激光测量类型,在跟踪测量模式下。沿巷道剖面线方向对巷道顶、底板进行测量获取点的三维坐标（X、Y、Z）。（巷道平面图1） 1、全站仪三维坐标测量计算的基本公式为： X=XA+S cosαcosδ Y=YA+Ssinαcosδ Z=ZA+Ssinδ+i-v 式中：S为斜距,α为方位角，δ为垂直角，i为仪高， v为贴高（一般V为0值）。 2、展点坐标计算公式为： 由于XA、YA、ZA、α为已知测站点坐标，各测点X、Y、Z已经测量得到，则反求剖面上测站点至测点的平距D，则公式为： D=± = 1 \* GB2 ⑴ 以测站点A（X、Y、Z）坐标为起算点将各测量点三维坐标转换为剖面上的展点坐标可按下式计算： X′= XA+D = 2 \* GB2 ⑵ Y′= YA+D = 3 \* GB2 ⑶ z′=Z = 4 \* GB2 ⑷ 在 = 2 \* GB2 ⑵、 = 3 \* GB2 ⑶式中，当X-XA＞0或Y-YA＞0时，则D为正； 当X-XA＜0或Y-YA＜0时，则D为负； 3、数字处理 由上式看出，所求剖面上的展点坐标其实质是计算剖面上展绘起点至各测点的距离。由于测点较多，计算麻烦，可将所测三维坐标数字下载复制到Excel中，并在相应单元格中对上面 = 1 \* GB2 ⑴、 = 2 \* GB2 ⑵、 = 3 \* GB2 ⑶、 = 4 \* GB2 ⑷式进行编程计算，从而将三维坐标（Y、X、Z）转换为剖面上的展点三维坐标数字（Y′、X′、Z′）。将处理得到的剖面上的展点坐标（Y′、X′、Z′）编辑保存为相应软件的展点类型文件，则可在AutoCAD上批量展点绘制剖面图。 在展点坐标中，只有测站点坐标为与平面图一致的直角坐标 （展点坐标数字处理界面图） 转换计算程序清单： （1）、单元格E5、E6、...... 计算平距D 公式:= SQRT((MID(E2,5,8)-B5)*(MID(E2,5,8)-B5)+(MID(E3,5,8)-C5)*(MID(E3,5,8)-C5)) = SQRT((MID(E2,5,8)-B6)*(MID(E2,5,8)-B6)+(MID(E3,5,8)-C6)*(MID(E3,5,8)-C6)) （2）、单元格F5、F6...... （ 计算Y′） 公式:=IF(B5-MID(E2,5,8)=0, MID(E2,5,8)+E5,MID(E2,5,8)-E5) =IF(B6-MID(E2,5,8)=0, MID(E2,5,8)+E6,MID(E2,5,8)-E6) （3）、单元格G5、G6...... （计算X′） 公式:=IF(C5-MID(E3,5,8)=0, MID(E3,5,8)+E5,MID(E3,5,8)-E5) =IF(C6-MID(E3,5,8)=0, MID(E3,5,8)+E6,MID(E3,5,8)-E6) （4）、单元格G5、G6...... （计算Z′） 公