平面联系测量的任务是将地面的平面坐标和方位角传递到井下经纬仪导线的起始点和起始边上，使井上下采用同一坐标系统。在平面联系测量中，方位角的传递有着重要的意义。
平面联系测量简介
平面联系测量的任务是将地面的平面坐标和方位角传递到井下经纬仪导线的起始点和起始边上，使井上下采用同一坐标系统。
由此可见，离起点越远，由起始边方位角误差所引起的导线各点点位误差就越大。至于坐标误差一般不超过20mm，影响甚微。这说明，在平面联系测量中，方位角传递的误差是主要的。因此把平面联系测量简称为矿井定向，并用井下导线起始边方位角的误差作为衡量矿井定向精度的标准。我国《煤矿测量试行规程》中规定，采用几何方法定向时，通过一个立井两次独立定向所求得的井下起始边方位角互差不得超过2´。
平面联系测量平面联系测量的方法
矿井定向（即平面联系测量）的方法有以下几种：
（1）通过平硐或斜井的几何定向；
（2）通过一个立井的几何定向（即一井定向）；
（3）通过两个立井的几何定向（即两井定向）；
（4）陀螺经纬仪定向。
前三种属于几何方法，后一种属于物理方法。
平面联系测量一井定向
通过一个竖井的几何定向，就是在井筒内悬挂两根钢丝，钢丝的一端固定在井口上方，另一端系上重锤自由悬挂至定向水平。再按地面坐标系统求出两根钢丝的平面坐标及其连线的方位角；在定向水平通过测量把垂线与井下永久导线点联系起来，这项工作称为连接。这样便能将地面的坐标和方向传递到井下，从而达到定向的目的。因此，整个定向工作分为投点与连接两部分，现分叙如下。
1.投点
所谓投点，就是在井筒中悬挂重锤线至定向水平。在由地面向井下定向水平投点时，由于井筒内风流、滴水等因素的影响，致使钢丝偏斜。
仅1mm的投点误差，却能引起方位角误差达2´多。要减少投向误差，必须加大两垂球线间的距离和减少投点误差e。但由于井筒直径有限，两垂线间的距离不能无限增大，一般不超过3-5m。因此，在投点时必须采取措施减少投点误差。通常用下述方法：
1）采用高强度小直径的钢丝，以便加大垂球重量（一般30-50kg），并减少对风流的阻力；
2）将重锤置于稳定液中，以减少钢丝摆动；
3）测量时，应关闭风门或暂停扇风机，并给钢丝安上挡风套筒，以减少风流的影响等等。
此外，挂上重锤线后，还应检查钢丝是否自由悬挂。常见的检查方法有比距法（比较井上、下两钢丝间距）、信号圈法（自地面沿钢丝下放小铁丝圈，看是否受阻）、钟摆法（使钢丝摆动，观察摆动周期是否正常）等。确认钢丝自由悬挂后，即可开始连接工作。
2.连接
连接的方法很多，我国普遍采用连接三角形法和瞄直法。瞄直法精度低，仅适用于小型矿井。
1）连接三角形法
连接三角形法的内业包括解三角形和导线计算两部分。根据上述角度和丈量的边长，将井上下看成一条由E—D—C—A—B—C´—D´—E´组成的导线，按一般导线的计算方法求出井下起始边的方位角和起始点的坐标。
为了校核，一井定向应独立进行两次，两次独立定向求得的井下起始边的方位角互差不得超过2´。当外界条件较差时，在满足采矿工程要求的前提下，互差可放宽至3´。
2）瞄直法
在连接三角形中，如使C和C´点位于AB的延长线上，即成瞄直法，此种情况下，只要在C与C´点安置经纬仪，测出CA、AB、BC´边长，就可完成定向任务。但实际上要把连接点C和C´精确地设在AB线上是比较困难的。只有非常熟练的测量人员操作，才能达到精度要求。因此，这种方法仅在精度要求不高的小型矿井定向中才较为适用。
平面联系测量两井定向
当一个矿有两个立井，且在定向水平有巷道相通并能进行测量时，定向工作应采用两井定向方法。两井定向就是在两个竖井中各挂一根垂线，然后在地面和井下定向水平用导线测量的方法把两根垂线连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标和方位角传递到井下。
两井定向时，两垂线之间的距离比一井定向大得多。两井定向由投点误差引起的投向误差大大减少，井下起始边方位角的精度也随之提高，这就是两井定向的最大优点。而一井定向受井筒直径限制，两垂线间距离则小得多。所以，凡有条件的矿井，在选择定向测量方案时，应首先考虑用两井定向。
同一井定向一样，两井定向的全部工作包括投点、连接和内业计算。
1.投点
投点的方法与一井定向相同，但因两井定向投点误差对方位角的影响小，投点精度要求较低，而且每个井筒中只悬挂一根钢丝，所以投点工作比一井定向简单，而且占用井筒时间短。
2.连接
由近井点向两悬垂线A、B布设经纬仪导线，测定A、B点位置。如果两井筒相距较远，可在两井筒附近各设一个近井点，分别与A、B点相连接，而不在两井间布设导线。井下连接时，则通过测量导线A—1—2—3—4—B将定向水平的两垂球线连接起来。
3.内业计算
由于在一个井筒内仅投下一个点，因此，井下导线边的方位角，就不能象一井定向那样直接推算出来。为此，须在井下采用假定坐标系统的方法，并经过换算，才能获得与地面坐标系统一致的方位角。
平面联系测量陀螺经纬仪定向
立井采用几何方法定向时，因占用井筒而影响生产，且设备多，组织工作复杂，需要较多的人力、物力。用陀螺经纬仪定向就可克服上述缺点，且可大大提高定向精度。
1.陀螺经纬仪的工作原理
陀螺经纬仪是由陀螺仪和经纬仪结合而成的定向仪器，可以精确地测出某一边的天文方位角，再加入子午线收敛角就可求出坐标方位角。
所谓陀螺，是指高速旋转的钢体。以陀螺制成的仪器称为陀螺仪；没有任何外力作用，并具有三个自由度的陀螺仪称为自由陀螺仪。自由陀螺仪具有定轴性和进动性两个特征。定轴性是指陀螺轴不受外力作用时，它的方向始终指向初始恒定方向；进动性是指陀螺轴受外力作用而产生规律地偏转的效应。
矿用陀螺经纬仪采用的是具有两个完全自由度和一个不完全自由度的所谓钟摆式陀螺仪。
陀螺仪由于具有定轴性和进动性两个特征，它在地球自转作用的影响下，其轴绕测站的子午线作简谐摆动，摆的平衡位置就是子午线方向。将陀螺仪与经纬仪结合起来，利用陀螺仪定出子午线方向；经纬仪测出定向边与子午线的夹角，这样就可以测出地面或井下任意边的大地方位角。
2.陀螺北方向值的观测
陀螺北方向指的是陀螺子午线方向，即陀螺轴在摆动平衡位置所指的方向。陀螺北方向值的观测通常采用逆转点法。所谓逆转点，是指陀螺轴绕子午线摆动时偏离子午线最远处的东西两个位置，分别称为东、西逆转点。按逆转点法观测陀螺北方向值的方法如下：
在测站上安置仪器，观测前将水平微动螺旋置于行程中间位置，并于正镜位置将经纬仪照准部对准近似北方，然后启动陀螺。此时在陀螺仪目镜视场中可以看到光标线在摆动。用水平微动螺旋使经纬仪照准部转动，平稳匀速地跟踪光标线的摆动，使目镜视场中分划板上的零刻度线与光标线随时重合。当光标达到东西逆转点时，读取经纬仪水平度盘上的读数。
3.陀螺经纬仪定向
定向前应选好在地面测定仪器常数的已知边，在井下选好测定方位角的定向边。定向边的长度应大于30m，陀螺仪定向的作业过程如下：
由于仪器结构本身的误差，致使陀螺经纬仪所测定的陀螺子午线和真子午线不重合，二者的夹角（即方向差值）称为仪器常数，用△表示。在井下定向测量前和测量后，应在地面同一条已知这（一般是近井点的后视边）上各测3次仪器常数。所测出的仪器常数互差应小于2´。测定仪器常数实质上就是测定已知边的陀螺方位角，根据已知边陀螺方位角，便可求出仪器常数△。
