精密工程测量复习大补贴

精密工程测量部分重点选择：20X1分简答：6X10分论述：2X10分黑体部分类似必考题目由于总结那天楼主有事没能去，可能有不全之处，仅供保过用，如有疑问请以教材为准第一章概论1.精密工程测量要求的精度为1mm—2mm，甚至达亚毫米级；因此，目前精密测量工作，很大部分仍结合传统工程测量的方法进行着。2.俫佧TCA2003自动跟踪型全站仪，其标称精度达（0.5，1mm+1x10−6D）；测距方面ME-5000（0.2mm+0.2X10−6D）。3.在一些特殊要求的精密工程测量工作中，研制和开发了许多专用仪器和设备。例如精密测距仪，Distinvar，Distometer等，在几米到50米的范围的精度可达0.03mm左右，满足了高精度量距工作的要求；激光干涉原理组成的自准直反射系统精密长度测距仪，在60米内的误差小于0.01mm；精密偏距测量装置，在100m基准线上偏距测定的误差不大于0.05mm。4.精密工程测量发展的几个方向：（1）对经典测量理论和方法的研究；（2）减弱环境因素作用的影响；（3）研究合理的数据处理方法；（4）专用测量仪器的进一步研究；5.精密工程测量实现的精度和方法（P6表1-1）第二章数据可靠性及异常值检验1.提高精度的措施：（1）选择合宜的仪器及设备；（2）合理处理外部环境因素的影响；（3）科学的数据处理；2.粗差和异常值的检验及剔除方法：（粗差和异常值的区别和联系联系：粗差是异常值的一种，异常值包括粗差。区别：粗差：观测条件突然变化或其他突发性因素作用，如观测者不仔细或环境条件突变、仪器误差等导致；异常值：对物体的观测结果与物体本身正常的变化规律明显不符而产生，即被观测体本身显著变化使观测结果不符合观测体变化规律而产生的量值。）（此部分了解）粗差的检验方法：（1）数据探测法，将粗差归纳入函数模型误差，即把包含有粗差的观测误差看作数学期望发生变化而方差不变的正态分布；（2）抗差最小二乘改进法，把粗差归入随机模型进行处理，即把包含有粗差的观测误差看作数学期望不变而方差发生变化的正态分布，此方法认为许多干扰分布接近于拉普拉斯分布，因此可以采用拉普拉斯分布作为干扰分布部分。异常值的检验：对于不是粗差的异常值有两种方式：（1）单个异常值检验：ESD统计检验法和狄克松检验法；（2）多个异常值检验：样本分位值检验法此外，稳健估计方法对于异常值和粗差均适用，且具有较好的灵活性。第三章精密测量方法及精度分析1.角度测量及误差：（1）仪器对中误差（公式3-9）；目标的偏心误差；照准误差（公式3-12、公式3-14）；（2）竖轴倾斜误差：竖轴倾斜对两个方向构成的水平角测量误差为：△=△2-△1=V[cos(β+𝛽′)tanα2-cosβtanα1]由上式可知，竖轴倾斜对水平角观测的影响，不仅与V有关，而且与竖轴倾斜的方向及所测方向的夹角β有关，也与所测方向的竖直角α有关。（3）环境条件的影响：影响垂直角观测误差的是光路沿线垂直方向分布的温度梯度，而影响水平角观测误差的是光路沿线水平方向分布的温度梯度。在精密工程测量的水平观测中，由于视准线一侧紧靠太阳照晒的建筑物而穿过，或者视准线所经处一侧为山体而另一侧为凌空面，很容易在光线两侧形成较大的水平温度梯度场，使光线产生弯曲，产生旁折光影响。为减弱旁折光的影响，高精度测角时应严格避开明显的折光区，或者选择良好的观测条件。例如，在阴天微风的天气进行观测，或者根据本地区折光场变化的特点，采用白天和夜间的适当时段进行观测，以便能有效的消除大部分旁折光的影响。2.精密距离测量（1）钢尺丈量尺长方程（P35公式3-21）；（2）了解P37页Distinvar装置图和原理；3.精密高程测量（1）从发展趋势来看，水准仪已从单一功能的自动置平逐渐向电子水准仪发展；（2）用于精密水准测量的仪器，首先要保证的条件是i角要小及使用中i角必须稳定，i角的稳定性直接反映了仪器的质量。影响i角稳定的因素有多种，如不均匀的热辐射使望远镜筒变化而引起i角变化，调焦透镜移动不准确引起i角变化等；（3）i角的测定（i角检验）：检验i角时，如图所示，可在平整的场地预先设置标桩A和B，两根水准尺分别竖立于标桩上。把待检的水准仪先后架设于Ⅰ和Ⅱ点，分别测出A和B两点的高差𝐻Ⅰ和𝐻Ⅱ，按下式计算i角：𝑖=(𝐻Ⅱ−𝐻Ⅰ)𝜌(𝐷后−𝐷前)−（𝐷后′−𝐷前′）式中𝐷前′、𝐷后′、𝐷前、𝐷后分别为测站Ⅰ和Ⅱ点的前视及后视距离。（4）前后视不等的测量方法（P40）；（5）悬尺高程传递中公式3-38，了解原理；4.极坐标测量及精度：极坐标法的精度P49公式3-60；5.前方交会精度分析：（1）当γ90时，cos2β10，对称交会使待定点P的点位中误差最小，交会图形最为有利，如上图3-17；（2）当γ=90时，交会点P的点位中误差恒为b/ρMb，与β1、β2无关；（3）当γ90时，cos2β10，对称交会使待定点P的点位中误差最大，交会图形最为不利，如上图3-18；（4）由上可知，交会角的精度不仅与S1、S2的测量精度有关，而且与交会角γ有关；6.视准线法测量视准线法，即在两个基准点之一，以经纬仪或全站仪精确对中、整平，然后照准另一个基准点所设的标志，构成一个过此两个基准点的垂直面，并以此垂直面作为标准，逐个测定其他观测点的水平偏移量的一种方法。（P57小角法观测了解原理）7.激光准直测量激光准直分为经纬仪激光准直和波带板激光准直两种。【波带板激光准直或真空波带板激光准直的工作原理简答，教材P60大致了解原理】第四章控制基准及监测网优化1.建筑物内部布设正垂线具有进行各高程面处的水平位移监测、挠度观测和倾斜测量等多种用途；正垂线装置的主要部件包括：悬线设备、固定线夹、观测墩、垂线、重锤及油箱等；正垂线观测方法有多点观测法和多点夹线法两种；多点夹线法适用于各观测点位移变化范围不大的情况。2.监测网的优化设计应考虑的因素有：敏感性分析、可靠性分析、灵敏度分析（整体灵敏度和单点灵敏度）3.精密工程测量控制网的分哪几类？（此题答案略有疑问）按过程分：①施工测量控制网、②安装测量控制网、③变形监测网；按类型分：①精密平面控制网、②精密高程控制网；4.什么是正倒垂？画图说明原理。正垂线法：正垂线装置的主要部件包括：悬线设备、固定线夹、活动线夹、观测墩、垂线、重锤及油箱等；正垂线是将钢丝上端悬挂于建筑物的顶部，通过竖井至建筑物的底部，在下端悬挂重锤，并放置在油桶之中，便于垂线的稳定，通过测出沿垂线不同高程的测点相对于垂线固定点的水平投影距离，来求算出各测点的水平位移值。倒垂线法：倒垂线装置包括：孔底锚块、不锈钢丝、浮托设备、孔壁衬管和观测墩等。倒锤线是将钢丝的一段与锚块固定，而另一端与浮托设备相连，在浮力的作用下，钢丝被拉紧，只要锚块固定不动，钢丝将始终位于同一铅垂位置上，从而为变形监测提供一条稳定的基准线，从而可测得沿倒垂线上各点相对于铅直基准线的偏距。在垂线观测中，正垂线所测得的是相对位移，倒垂线所测得的是绝对位移，因此，工程中一般正垂线和倒垂线联合使用，将倒垂线的顶部观测点与正垂线的底部观测点置于同一高程（可称为正倒垂线“关联测点”），通过倒垂线来获得正垂线最低点的绝对位移，然后将正垂线上的各观测点的相对位移转化为绝对位移。5.引张线法观测原理和特点定义和原理：所谓引张线，就是在两个工作基点间拉紧一根不锈钢丝而建立的一条基准线。以此基准线对设置在建筑上的变形监测点进行偏离量的监测，从而可求得各测点水平位移的方法。特点和优势：引张线是直线型大坝安全监测的一种十分重要的方法，它所用的设备简单、容易加工制作，费用低廉，不受大气折光的影响，从而可获得较高的精度和稳定可靠的测量结果。此外，在采用引张线自动观测设备后，可克服观测时间长、劳动强度大等不利因素，进一步发挥引张线在安全监测中的作用。第五章精密高程传递1.画图说明加入地球曲率和大气折光改正的三角高程测量原理：如图设A、B两点间实测平距为So，A点安置仪器，仪高为ia。B点设目标，目标高为Vb。过I和A的水准面为IE和AF，IC是弧IE在I点的切线，在照准N点时，I点望远镜的指向是IM方向。R为参考椭球体面上，弧A′B′的曲率半径。则Hab=BF=MC+CE+EF-MN-NB直、反觇（即交换A、B位置进行重复观测）高差平均值可消减“两差”影响。实际上，利用这种方法地球弯曲差能够消除，而大气折光差只能有效地减弱。这是因为空气的密度每时每刻都在发生变化的缘故。2.中间法高程观测原理（P112页）3.液体静力水准测量利用静止液面传递高程的测量方法是一种古老的测量方法，流体静力水准测量不要求两点之间通视，因此容易克服障碍物的阻挡，并能实现遥测。如图所示，为测定A、B两点的高差h，将静力水准测头1和2分别安置在A、B上。由于两测头内的液体是相互连通的，当静力平衡时，两液面将处于同一水准高程面上。因此由图可得A、B两点的高差为：hAB=H1-H2=(a1-a2)-(b1-b2)式中：a1a2为容器的顶面或读数零点相对于工作底面的高度；b1b2为容器中的液面位置的读数或读数零点到液面的距离。误差因素：1、仪器误差：（1）仪器安置误差（2）液体静力水准仪观测头倾斜所引起的误差（3）.观测头的组合部件由于温度变化而产生的误差（4）量测设备误差（5）液体漏损带来的误差2、外界条件的影响:（1）温度对液体静力水准测量精度的影响（2）气压变化对液面位置的影响（3）液体静力水准仪容器中液体蒸发的影响（4）液体污染影响。fvishBAABABtan.0fvisHHhHHBAABABABABtan.0（考虑）（不考虑）fvishvishBAABABBAABABtan.tan.00)6370R242.020kmRsf（球气差6.说明双金属标的工作原理双金属标主要作为水准测量的控制点，一般采用钢管和铝管制作，由于两种金属的热膨胀系数不同，根据温度变化对两种金属管长度产生不同影响，可求得标志头由于管长变化后的高程α1、α2△t后，钢管：h钢=ε+ε钢=ε+α钢X△T铝管：h铝=ε+ε铝=ε+α铝X△Tε为孔口垂直位移，ε钢和ε铝分别为温度引起的钢管和铝管的轴向变形；而线膨胀系数α铝=2α钢；某次观测时的高程温度改正数为h铝-h钢；因此每次实测沉降为2h钢-h铝；所以，可根据两管的长度变化量随时计算出标志的高度变化量。第六章GPS在精密工程测量中的应用1.GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差来表示，其形式为σ=±√a2+(b∗d)2式中：σ为距离中误差，mm；a为固定误差，mm；b为比例误差系数，10−6；d为相邻点的距离，km。2.GPS测量按其精度划分为AA、A、B、C、D、E六个等级（AA级教材上还未更新，各等级相邻点间距要求参考教材P137）；我们日常使用的一般为C、D、E级。3.GPS点的选取原则（1）定位周围便于安置天线和GPS接收机；视野开阔，视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°。（2）定位应远离大功率无线电发射源及高压电线，以免周围磁场对GPS信号的干扰。（3）为减弱多路径效应的影响，定位周围不应有对电磁波反射强烈的物体。（4）定位选择在交通方便的地方，以提高作业效率。（5）选点时，应考虑便于用其他测量手段联测和扩展。（6）点位应选择在底面基础坚固的地方，以便于保存。4.GPS控制网的数据处理一般分为三个阶段：一是基线解算；二是闭合差检验；三是网平差解算。5.对于电离层延迟的影响，可通过以下途径来解决：（a）利用电离层模型加以改正；（b）利用双频接收机减少电离层延迟；（c）用两个观测站同步观测量求差。6.对于对流层延迟的影响，可以采用：（a）利用模型改正；（b）当基线较短、气象条件较稳定、两个测站的气象条件一致时，利用基线两端同步观测求差，可以更好地减弱大气折射的影响。7.GPS多路径示意图（P148）论述题：（2、3、4是猜的，可以忽略）1.论述对大坝进行变形观测有哪些方法？用GPS进行有什