测量学(第2版) 熊春宝主编 伊小东副义主编 天津大学出版社.doc
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1、 第一章1.名词解释:测量学、测定、大地水准面、地球椭球面、绝对高程、相对高程、6度帯、高斯平面直角坐标、参心坐标系、地心坐标系、正高、大地高。答:测量学:研究地球的形状和大小以及确定地面、水下空间点位的科学。测 定:指用测量仪器对被测点进行测量、数据处理,从而得到被测点的位 置坐标,或根据测的数据绘制地形图测 设:指把图纸上设计好的工程建筑物、构建物的位置通过测量在实地标 定出来。大地水准面:通过平均静止的海水面并向大陆、岛屿延伸而形成的闭合曲面。地球椭球面:把拟合地球总形体的旋转椭球面。绝对高程:地面点到大地水准面的铅垂距离。相对高程:选定一个任意的水准面作为高程基准面,这时地面点至此水准
2、面 的铅垂距离。6度帯:指从格林尼治首子午线起每隔经差6划分的投影带。高斯平面直角坐标:以中央子午线投影为X轴,赤道投影为Y轴,两轴交点 为坐标原点建立的坐标系。参心坐标系:是以参考椭球的几何中心为基准的大地坐标系。地心坐标系:是以地球质心为原点建立的空间直角坐标系,或以球心与地球 质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系 正高:指地面点到大地水准面的铅垂距离。 大地高:指地面点沿法线至地球椭球面(或参考椭球面)的距离。4.测量学的平面直角坐标系与数学上的平面直角坐标系有何不同?答:测量学的平面直角坐标系是以X轴为纵轴,Y轴为横轴,且象限编号按顺时 针方向的,而数学上的直角坐标系恰恰相反
3、。5.简述我国采用的高斯平面直角坐标的建立方法。答:(1)、分带,采取6分带,从格林肯治首子午线起每隔6划分为一个投影带,由西向东将椭球面等分为60个带,并依次编号N,6带中央子午线的精度L。与其带号N的关系为:L。=6N-3 (2)、投影,设想将一个平面卷成一个空心椭圆柱,把它横套在地球椭球面 上,使椭圆柱的中心轴线位于椭球赤道面内且通过球心,将椭球面上需投 影的那个6带的中央子午线与椭圆柱面重合,采用等角投影的方式将这 个6带投影到椭圆柱面上,然后沿着椭圆柱面过南北极的两条母线将椭 圆柱面切开并展成平面,便得到此6带在平面上的影像。 (3)、建立坐标系,经投影所得的影像平面中,中央子午线和
4、赤道的投影是 直线,且互相垂直,因此以中央子午线投影为X轴,赤道投影为Y轴,; 两轴交点为坐标原点,既得高斯平面直角坐标系。6.设我国某处P点的横坐标Y=19729513.12m,问该坐标只是按几度帯投影计算而得?P点位于第几度帯?P点位于中央子午线东侧还是西侧,据中央子午线有多远?该点在投影帯中真实的自然横坐标是多少?答:因为19位于13-23之间,所以该坐标值是按6带投影计算而得,P点位于第19带,在中央子午线东侧,距中央子午线229513.12m ,该点在投影带中真实的自然横坐标是 Y=229513.12m7.目前我国统一采用的高程系统和大地坐标系统各叫什么?我国的高程原点在哪里?答:目
5、前我国统一采用的高程系统是1985年国家高程基准,大地坐标系是2000国家大地坐标系,我国的高程原点在青岛。9.测量基本原则是什么?为什么要遵循这些原则?答:布局要“从整体到局部”,程序是“先控制后碎部”,精度按“由高级到低级”,工作做到“步步有检核”,这样才能确保测量结果精确可靠。10.测量工作中,地球的曲率对测量距离和高程距离的影响如何?答:当距离等于10km时,地球曲率影响距离测量而产生的相对误差为1:1220000,而目前最精密的距离测量容许误差为其长度的1:1000000,因此在半径为10km的范围内用水平面代替大地水准面,可以不考虑地球曲率对水平距离测量的影响。进行高程测量时,即使
6、距离很短也不能用水平面代替大地水准面。第二章1. 什么是前视,什么是后视?它们之间有何关系?答:设在地面A,B两点上竖立标尺,在A,B两点之间安置水准仪,利用水准仪提供的一条水平视线,分别街区A,B两点标尺上读数a,b,若已知A点高程,则规定A点水准尺读数a为后视读数,B点水准尺读数b为前视读数。前视读数减后视读数则是高差,即hab=HB-HA=a-b,式中,若ab,hab为正,表示B点高于A点;反之ab,hab为负,B点低于A点。2. 水准测量路线布设的形式有哪几种?它们之间有何关系?答:水准测量路线布设的形式有三种,即附合水准路线,闭合水准路线,支水准路线。附合水准路线是从已知高程的水准点
7、BMA出发,沿未知高程点1、2、3进行水准测量,最后测到另一已知高程水准点BMB上。闭合水准测量是从已知水准点BMC出发,沿未知水准点1、2、3进行水准测量,最后又测回到这一已知水准点BMC上。支水准路线是从已知水准点BMD出发,经过一个(或几个)未知高程点,最后既不附和到另一已知水准点,也不回到原水准点上。3. 现有一附合水准路线,已知首尾两起算点BM1、BM2的高程为HBM1=63.697m,HBM2=62.887m,路线上依次有A、B、C三个未知点, 其观测成果为:h1A=+0.752m,hAB=-0.820m,hbc=+0.643m,hc2=-1.465m,各测站的测站数分别为:n1A
8、=15,nab=11,nbc=9,nc2=15,试推算A、B、C各点高程。答:测段编号点名测站数实测高差(m)改正数(m)改正后的高差(m)高程(m)1BM115+0.752+0.024+0.776063.697A64.473211-0.820+0.0176-0.8024B63.670639+0.643+0.0144+0.6574C64.328415-1.465+0.024-1.4410BM262.88750-0.890.08-0.81辅助计算fh=-0.89-(62.887-63.697)=-0.08m -fh/n=0.0016m/站 fh容=12n=84.8mm4.什么是视差?视差产生的原
9、因是什么?如何消除视差?答:由于物镜调焦不完善,导致目标实像与十字丝平面不完全重合出现相对移动现象,称为视差。其原因由于物镜调焦不完善,使目标实像不完全成像在十字丝平面上;在目镜端观测者眼睛略作上下少量移动,如发现目标也随之相对移动,即表示有视差存在;再仔细进行物镜调焦,直至成像稳定清晰。7.图2-30为图根闭合水准路线观测成果,已知HBM=57.151m,试求A、B、C各点的高程?答:fh=h1-h2+h3+h4=-0.01 s=s1+s2+s3+s4=4.13HA=-fh/s*s1+h1+HM=57.977mHB=-fh/s*s2+h1+HM=56.062mHC=-fh/s*s3+h1+H
10、M=56.619m11. 在相距80m的A、B两点中间安置水准仪,A点尺上读数a1=1.321m,B点尺上读数b1=1.117m,在B点附近2m处重置仪器,得A尺上读数a2=1.695m,B尺上读数b2=1.466m,问此水准管轴是否平行于视准轴?如果不平行,视准轴是向上倾斜还是向下倾斜?倾斜多大的角度?答:挡仪器在中间时可抵消仪器产生的误差,因此A、B的高差hAB=a1-b1=0.204m当仪器放在离B点较近时b2较准确a2不准确,a2准确的读数应为:a1-b1+b2=1.6701.695因此可得视准轴是向上倾斜的。第三章1.试述水平角和竖直角的定义?答:水平角是由一点到两个目标的两个方向线
11、铅垂面所构成的夹角。竖直角是在同一竖直面内视线与水平线之间的夹角。4.经纬仪有哪些主要轴线?它们之间的相互关系是什么?答:经纬仪有水平轴,横轴,竖轴,视准轴,水准管轴;横轴竖轴视准轴,三条相互垂直。5.水平角和竖直角观测时,采用盘左盘右的方法观测各能消除哪些误差?答:1.消除视准轴不垂直于横轴的误差 2.横轴不垂直于竖轴的误差 3.竖盘指标差6.采用经纬仪进行角度测量时,对中和正平的目的是什么?答:1、对中使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。(垂球对中、光学对点器对中、强制对中、激光对 中)2、整平使仪器的竖轴竖直。即水平度盘水平。9.将经纬仪安置在测站O点,采用测回法观测由目标A、
12、B两点与测站O点构成的水平角AOB。盘左时,测得左目标A的读数为00112,右目标B的读数为1800142;盘右时,测得目标B的读数为00106,左目标A的读数为1800106,试求水平角AOB的一侧回值。答:AOB的一测回值:(1800142-00112)+(1800124-00106)/2=180001910.用经纬仪观测一目标的竖直角时,测得盘左读数为820048,盘右读数为2780048,试求竖直度盘的指标差和此目标一测回的竖直角。答:目标竖盘位置竖盘读数半测回竖直角指标差一测回竖直角A左820048759124880000右278004880048第四章1.为何钢尺量距时,即使往返丈
13、量的精度很高,也不能消除尺长误差?答:尺长误差具有累积性,其大小与所丈量的距离成正比。2.下列情况对钢尺量距有何影响?丈量结果比实际距离大还是小?钢尺实际长度比名义长度长;定线不准;钢尺不准;拉力忽大忽小;温度比钢尺检定时低;读数不准。答:偏小偏大偏大偏小偏大大或偏小3. 用标杆目估定线,在距离为30m处标杆中心偏离直线方向0.25m,由此产生的量距误差是多少?答:l=(30+0.25)-30=0.001m4.如图4-18所示,试推算各边坐标方位角。答:BC=4234+6019+180=28253CD=28253+28447-180-360=2740DE=2740-12357+180=8343
14、5. 已知图4-19中AB边坐标方位角aab=13748,各点观测角值已标于图中,试推算五边形的各边的坐标方位角。答:设顺时针为测量前进方向则BC=13748-12418+180=19330 CD=19330-9545+180=27745DE=27745-11234+180=34511EA=34511-9128+180-360=73436. 什么是直线定线?什么是直线定向?答:在距离测量时,得到的结果必须是直线距离,若用钢尺丈量距离,丈量的距离一般都比整尺要长,一次不能量完,需要在直线方向上标定一些点,这项工作就叫直线定线。直线定向是确定一直线与基本方向的角度关系。7. 已知A点的磁偏角为东偏
15、0 13,过A点的子午线收敛角为-2 ,直线AB的坐标方位角aab=216 30 ,求AB边的真方位角和磁方位角。答:真方位角:21630-2=21628磁方位角=21630+2+013=21645。第五章1. 水准测量所测得的高程、全站仪所测得的高程和GPS所测得的高程三者依据的各是什么基准面?请解释这三种基准面。答:水准测量以大地水准面为基准面;全站仪是以过测站点的水平面为基准面的;GPS测量是以地球椭球面为基准面的大地水准面:是一个物理面(重力等位面),其形状是不规则的;地球椭球面:是一个纯数学面(一个椭圆绕其短半轴转一周而成),其形状是规则的。2. 全站仪一般有哪几种测量模式?试简述全
16、站仪的基本操作步骤。答:有测角模式测距模式侧坐标模式基本操作步骤:对中、整平按电源键开机竖直度盘0基准设置倾斜补偿大气改正测站点坐标、仪器高的设置零方向配度盘观测目标4.GPS系统由哪几部分组成?试简述GPS定位测量的工作原理。答:GPS系统由空间部分、地面支撑系统、用户设备部分组成。工作原理:基准站上安置的接收机,对所有可见GPS卫星进行连续观测,并将其观测数据,通过无线电传输设备(也称数据链),实时地发送给用户观测站(流动站);在用户观测站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地解算并显示用户站的三维坐标及其精度
17、,其定位精度可达1cm2cm。5. GPS的卫星信号可分为哪几种码?每种码的作用是什么?答:GPS的卫星信号可分成测距码、数据码。测距码:用户接收机可通过复制卫星所发射的伪随机码,与接收码进行比对,来准确地测定期间的时间延迟。数据码:数据码又称导航电文,它包含卫星的星历、卫星的工作状态、时间系统、卫星钟的运行状态、卫星轨道的摄动改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码的信息等,它是利用GPS进行定位测量的基础数据。6. GPS的定位方式有哪几种?试比较它们的优缺点。答:GPS的定位方式有绝对定位、相对定位、静态定位、动态定位等绝对定位精度只能达到米级;相对定位精度达到毫米级,相比于绝对定位精度高
18、得多。9. GPS测量的主要误差来源有哪些?如何消除或减弱这些误差?答:有卫星误差传播误差接收机误差其他误差卫星误差中的卫星钟差可采用中差模型改正,改正获得残差可采用查分相对定位中的求差法进一步消除;卫星轨道误差可通过引入卫星轨道偏差的改正参数或利用在两个观测站上对同一卫星进行同步观测求差。2、传播误差中电离层折射产生的误差可利用双拼接收机进行观测改正,或采用电离层折射模型加以修正,或利用相对定位的同步观测求差法消除;对流层折射产生的误差可采用对流层折射模型进行修正,或利用相对定位的同步观测求差法加以消除;多路径效应可选择屏蔽良好的天线、延长观测时间等消除或减弱。3、接收机误差中的一起分辨误差
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- 测量学第2版 熊春宝主编 伊小东副义主编 天津大学出版社 测量学 熊春宝 主编 伊小东副义 天津 大学出版社
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