测量学综合复习题(201411)

1《工程测量学》综合复习参考资料基本概念1、地形图：是指将一定范围的地物、地貌按规定的比例尺和符号经综合取舍测绘到图纸上的正射投影图。2、比例尺：图上长度与实地距离长度的比值。用1/M表示，M越大比例尺越小。3、系统误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。4、偶然误差：在相同观测条件下，对某一量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均不一定，但总体上符合某一种统计规律，则这种误差称为偶然误差。5、中误差：是一个描述测量精度的指标；指的是在相同观测条件下对同一未知量进行n次观测，所得各个真误差平方和的平均值，再取其平方根，称为中误差。中误差越小表示精度越高。6、精度：是指误差分布的密集或离散程度，也就是指离散度的大小。7、视准轴（视线）：望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。8、水准管分划值：每两毫米弧长所对的圆心角。分划值越小，则精度越高。9、大地水准面：通过平均海水面的水准面（或平均海水面向陆地延伸所形成的水准面）。10、水准测量：利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。11、高程：地面点到高程基准面的铅垂距离。高差，同一高程系统内两点的高程之差。12、绝对高程：地面某点到大地水准面的铅垂距离。13、相对高程：地面点至假定水准面的铅垂距离，或称假定高程。14、水平角：地面上一点到两目标的方向线在水平面上投影所形成的角，称为水平角。角值为（0°-360°）。15、竖直角：竖直平面内倾斜视线与水平视线的锐角。上仰为正，下俯为负，角值为（-90°-90°）。16、指标差：在竖直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x，x即为竖盘指标差。17、直线定向：确定直线与标准方向线之间水平角度的关系。18、坐标（磁）方位角：由坐标（磁）北方向顺时针旋转到某直线的角度称为该直线的坐标方位角。角值范围为（0°-360°）19、直线定线：距离测量测量中，在直线方向上标定若干个分段点的工作。20、等高线：地面上高程相同的相邻点相连而成的闭合曲线称为等高线。实践操作题1、简述测回法测水平角的主要步骤和相应的角度计算方法设用测回法测量AOB，先在A、B两点上立好测钎，将经纬仪置于O点，进行对中、整平，然后按以下步骤观测：（1）正镜，照准A，配置度盘，读取水平读盘读数a1，记入观测手簿；（2）顺时针转动望远镜照准B，读取水平读盘读数b1；由正镜方向两读数差可以计算出上半测回水平角βL=b1-a1（3）倒转望远镜，瞄准B，读取水平读盘读数b2；（4）逆时针方向转动望远镜，瞄准A，读取水平读盘读数a2计算下半测回水平角βR=b2-a2若上下半测回角度差小于限差，则取平均值作为最后的角度，否则重新观测。如下表：2测站测回度盘位置目标度盘方向读数半测回值一测回角度备注12345678OⅡ左A90°11′48″91°33′06″91°33′03″B181°44′54″右A270°12′12″91°33′00″B1°45′12″2、当采用双面尺法进行四等水准测量以确定两点间的高差时，一测站的主要观测步骤如何实现，如何进行观测数据的检核并计算两点间的高差。用双面尺法进行水准测量时，一测站的主要观测步骤包括：（1）安置水准仪，整平；使离前、后尺距离尽可能相等，在后视点和前视点上立水准尺；（2）瞄准后视尺，精平，读水准尺黑面读数；旋转水准尺，再读红面读数；计算黑红面读数差与尺常数比较，看是否超限，若超限则重新观测；否则瞄准前视尺开始观测；（3）瞄准前视尺，精平，读水准尺黑面读数；旋转水准尺，再读红面读数；计算黑红面读数差与尺常数比较，看是否超限，若超限则重新观测；否则可以计算高差；（4）根据黑面读数、红面读数分别计算高差，计算二者之间的差值，若差值小于限差则取高差平均值作为最终高差，若超过限值则应重新进行测量。具体计算可参考下面的四等水准测量记录手簿。（红色或加粗字体为需要计算的内容！3、说明全站仪或经纬仪测量时一测站上进行光学对中和整平的主要步骤和方法。（1）光学对中器对点；（使用脚螺旋）（2）粗平仪器(使用脚架)，精平仪器（使用脚螺旋）；（3）平移基座精确对点，然后精平仪器（使用脚螺旋）。（4）再次确认是否精确对中整平，如果没有，重复上述步骤直至完成。4、结合实际操作说明水准测量时一测站上主要的工作步骤包括哪些，如何根据观测读数计算两点高差？测站编号后尺下丝前尺下丝方向及尺号标尺读数(m)K+黑-红(mm)高差中数(m)备注上丝上丝后视距前视距黑面红面视距差∑d（1）（4）后（3）（8）（14）（18）（2）（5）前（6）（7）（13）（9）（10）后—前（15）（16）（17）（11）（12）10.4442.295后0.3445.029+2-1.8500.2442.091前2.1936.980020.020.4后—前-1.849-1.951+2-0.4-0.421.9641.142后1.7826.568+1+0.8291.5990.764前0.9535.639+136.537.8后—前0.8290.9290-1.3-1.73水准测量时一测站上的工作步骤为：（1）在两点中间位置安置水准仪，在两点立尺，对仪器进行粗略整平；（2）瞄准后视点A，精平，读取后视读数a；（3）瞄准前视点B，精平，读取前视读数b；（4）计算高差h=后视读数-前视读数=a–b。5、结合实验操作说明视差是如何产生的？如何消除？产生视差的原因是指目标实像所在的平面没有与十字丝分划板平面重合。消除的方法是仔细调节物镜、目镜调焦螺旋，直到眼睛上、下移动时读数不变为止。简答题1、什么是测量学？它的主要内容是测定和测设，分别是指什么工作？测量学是研究是空间点位置信息的测定、处理、存储、管理和应用的学科。测量学的核心内容（或基本任务）是研究如何测定地面点的空间位置（平面位置和高程）。测定是使用测量仪器和工具，将测区内的地物和地貌的特征点的位置测量出来，按图式的要求缩绘成地形图，供规划设计、工程建设和国防建设使用。测设测设（放样）：根据工程设计图纸上待建建筑物、构筑物的轴线位置、尺寸及其高程，算出其各特征点与控制点之间的距离、角度、高差等设计数据，然后以地面施工控制点为依据，将待建的建、构筑物的特征点在实地标定出来。2、测量工作的两项基本原则是什么，应如何理解其意义和作用？（1）“从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级”。意义在于：保证全国或测区统一的坐标系统和高程系统；使地形图或其它工作可以分幅测绘；减少误差积累，保证测量成果精度。（2）“步步有检核”。意义在于：保证测量成果符合测量规范，避免前方环节误差对后面工作的影响。3、简述测量平面坐标系和数学平面坐标系的主要区别。测量坐标系和数学坐标系的主要区别在于：（1）测量坐标系将竖轴作为X轴，向北作为正向，横轴作为Y轴，向东作为正向；而数学坐标系横轴为X轴，竖轴为Y轴；（2）在测量坐标系中，四个象限按顺时针方向排列；而在数学坐标系中，则为按逆时针排列。（此题可结合画图说明）4、什么是控制测量和碎部测量？控制测量：在测区内选取一些有代表性的点构成一定的几何图形（控制网），用较高精度的测量方法测量它们的平面位置和高程，作为整个测区的平面坐标系和高程坐标系的基准，此项工作叫控制测量。碎部测量：在地形测图中对地物、地貌特征点（即碎部点）进行实地测量和绘图的工作即碎部测量，也叫地形图测绘。工程测量中对应于施工放样。5、简述水准测量的基本原理及其对仪器的要求。水准测量的基本原理是通过一条水平视线对处于两点上的水准尺进行读数，由后视读数与前视读数差计算两点之间的高差，进而由已知高程推求未知点的高程。因此要求仪器：（1）必须能够精确提供水平视线；（2）必须能够瞄准远处的水准尺并进行读数。水准仪即是符合以上条件的仪器。6、用DS3水准仪进行水准测量时，为什么尽量保证前后视距相等（绘图说明）？4水准测量中尽量保证前后视距相等主要是为消除视准轴不平行于水准管轴的i角误差。如图1，水准仪位于水准点A、B之间，前后视距为Sa、Sb,视准轴不平行于水准管轴，二者之间有夹角i，前后视读数为b1、a1，如果不存在i角，则前后视读数为b、a。正确高差为bahAB，观测高差为111bahAB)cos()cos()1(11iSbiSabbaahhABAB当Sa=Sb时，ABABhh1。及前后视距相等时，可以消除i角误差，同时也可减少地球曲率和大气折光的影响。7、简述角度观测时，用盘左盘右取平均数的方法可以消除哪些误差？可以消除的误差包括：视准轴不垂直于水平轴的误差，横轴不水平的误差，照准部偏心误差，竖盘指标差。因此在测量角度时必须以测回为单位进行施测。8、误差产生的原因主要有哪些？误差一般包括哪些种类？误差产生的原因主要包括：（1）外界条件的影响；（2）仪器条件的影响；（3）观测者自身条件的影响。误差包括系统误差和偶然误差两种。9、简述偶然误差的基本特性。偶然误差具有四个基本特性，即：（1）在一定观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值（有界性）（2）绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多（密集性）（3）绝对值相等的正负误差出现的机会相等（对称性）；（4）在相同条件下同一量的等精度观测，其偶然偶然误差的算术平均值随着观测次数的无限增大而趋于零（抵偿性）。10、等高线具有哪些特性？（1）同一条等高线上的点高程相等；（2）等高线必定是一条闭合曲线，不会中断；（3）一条等高线不能分叉成两条；不同高程的等高线，不能相交或者合并成一条；（4）等高线越密表示坡度越陡，越稀表示坡度愈缓；（5）经过河流的等高线不能直接跨越，应在接近河岸时渐渐折向上游，直到河底等高线处才能跨过河流，然后再折向下游渐渐离开河岸；（6）等高线通过山脊线时，与山脊线正交并凸向低处；等高线通过山谷线时，就是应与山谷线正交，并凸向高处。11、什么叫比例尺精度？它在实际测量工作中有何意义？图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。其作用主要在于：一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。12、要从地形图中获取某两点A、B构成的直线的坐标方位角，简述可以实现这一任务的两种常用方法。方法1：用量角器，根据方位角的定义，直接从平行于X轴的坐标线顺时针向AB方向量取角度；SbAiaba1Ab1BSa5方法2：通过量取A、B两点的坐标进行坐标反算。13、简述全站仪坐标测量的原理（坐标正算）？它是如何实现的？由上式可知，通过边长的测量和对应边的坐标方位角的推算可计算出坐标增量，而通过起始边的方位角和水平角可推算出对应边的方位角。全站仪测量坐标实际中，首先进行仪器定向，将全站仪纳入到测区坐标系统中，然后通过水平角的测量和距离的测量通过上述原理求解。14、什么是坐标反算？它是如何实现的？坐标反算是根据两点坐标计算两点连线距离和坐标方位角的计算过程。距离计算通过两点间的距离计算公式进行。坐标方位角计算首先根据两点坐标计算象限角，然后由象限角计算出坐标方位角。例如：15、简述用全站仪在实地测设（放样）图纸上某P点平面位置的要素计算和测设过程。要素计算：从图纸上量算待测设点P的坐标，然后计算该点与控制点连线之间AP的方位角，计算待测设点到设站控制点之间的AP的水平距离。测设过程：在控制点A安置全站仪，后视另一控制点B，置度盘为控制点AB间的方位角，然后转动全站仪使水平方向读数为AP的方位角并制动仪器，在此方向线上量取AP距离进而确定P点的位置。16、简要说GPS定位的原理；GPS定位有哪些特点？GPS定位的基本原理：是将卫星视为“飞行”的控制点（已知点），在已知其瞬间坐标的条件下，以GPS卫星和接收机天线之间的距离为观测量，进行空间距离后方交会，从而确定地面接收机的位置（X，Y，H）。定位精度高；观测站之间不需通视；操作简便；