东华理工大学控制测量考试考点.doc

*垂线偏差:同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角u，即是垂线偏差。2)原因有三点，第一，地球各处重力不均匀，第二，参考椭球面方位不同，第三，椭球面的大小不同。*大地水准面: 大地水准面是指与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面。是正高的基准面。*大地体:由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体。*总地球椭球:卫星大地测量出现后，可以通过卫星得到全球各种测量资料，同时顾及地球的几何和物理参数，推算出与大地体吻合最好的地球椭球，就是总地球椭球*参考椭球: 形状和大小与大地体相近，并且两者之间的相对位置确定的旋转椭球。 *大地水准面差距:大地水准面差距是从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离。*大地高：地面点沿法线到参考椭球面的距离。*正高：地面点沿重力作用线到大地水准面的距离。*正常高：地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离。*导线纵向误差:导线的位移误差在导线起点和终点连线方向上的分量*导线横向误差:导线的位移误差在导线起点和终点连线方向上的垂直分量*国家大地控制网：由已知的三个规范的经过gps联合网平差后得到以三维地心坐标为特征的高精度的全国性的水平控制网。*独立网：当三角网中只有必要的一套起算数据时。*非独立网：当三角网中具有多于必要的一套起算数据时。*全圆方向观测法：在一测回内把测站上所有观测方向，先盘左位置依次观测，后盘右位置依次观测，取盘左、盘右平均值作为各方向的观测值。此时上下半测回构成一个闭合圆。*测站平差：根据测站上各测回的观测成果求取各方向的测站平差值，同时还要计算一测回方向观测值的中误差和测站平差值得中误差，以评定测站上的观测质量*测站偏心：仪器中心偏离了通过标石中心的垂线。*测站归心元素：仪器、照准目标和标石的中心在水平面上投影间的距离及其与零方向的夹角。*测站点归心元素包括测站点偏心距与偏心角；*照准点归心元素包括照准点偏心距与偏心角。*照准点归心元素：照准点归心元素包括照准点偏心距与偏心角。*视准轴误差：仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差。*水平轴倾斜误差：仪器的水平轴不与垂直轴正交所产成的误差。*仪器加常数 乘常数 :由于仪器电子中心与其机械中心不重合而形成的，乘常数是由于测距频率偏移而产生的。*周期误差；测距仪内部的光电信号串扰而引起的按照一定的距离为周期重复出现的误差。*群折射率：真空中的光速与许多频率相近的单色波叠加而成的群单色波速度之比。*水准原点：用作国家高程控制网起算的水准测量基准点。*1985国家高程基准：以青岛的多年平均海平面作为全国高程统一起始面。*理论闭合差：在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差*何谓垂线偏差?造成地面各点垂线偏差不等的原因有哪些?大地水准面的铅垂线与椭球面的法线之间的夹角称为垂线偏差。原因：大地水准面的长波、所采用的椭球参数、地球内部质量密度分布的局部变化。*控制测量学的基本内容：一建立控制网的原理与方法，二精密仪器及使用；三转换计算；四各种网型的平差计算。*大地水准面和铅垂线是野外测量作业的基准面和基准线。参考椭球面和法线是测量计算的基准面和基准线。野外的基准面和基准线方便测量，而测量计算的时候选用参考椭球面和法线便于计算。*控制网的布设方法：三角测量法、导线测量方法、三边网、边角网、 天文测量法，GPS测量。惯性测量系统。甚长基线干涉测量系统。*建立控制网的基本方法有哪些 1.常规大地测量法：1.1）三角测量法2）导线测量方法3）边角网和三边网2.天文测量法3.1）GPS测量2）甚长基线干涉测量系统3）惯性测量系统。*国家平面控制网的布设原则：分级布网，逐级控制；有足够的精度；有一定的密度；有统一的技术规格和要求。*国家水准网的布设原则？从高到低、逐级控制；2.水准点分布应满足一定的密度；3.水准测量达到足够的精度；4.一等水准网应定期复测*工程平面控制网的布设原则：分级布网，逐级控制；应有足够的精度；应有足够密度；应有统一的规格。*平面控制网技术设计包括的内容：1.作业的目的及任务范围 2.测区的自然地理条件 3.测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成果的精度分析 4.布网依据的规范，最佳方案的论证 5.现场踏勘报告 6.各种设计图表（包括人员组织，作业安排等） 7.主管部门的审批意见。*等边直伸支导线的方位角中误差、纵横向中误差与哪些因素有关：导线的纵向误差完全是由测距误差产生的，而横向误差完全是由测角误差产生的，*等边直伸附合导线的精度分析中的结论：1.导线的纵向误差完全是由测距误差产生的，而横向误差完全是由侧角误差产生的 2.直伸导线形状简单，便于理论研究 3.直伸导线的点位精度并不是最高*测距误差共有哪些？哪些属于比例误差？哪些属于固定误差？比例误差：光速值误差、大气折射率误差、测距频率误差固定误差：测相误差、加常数误差、对中误差、周期误差*经纬仪的三轴应该满足什么样的正确关系？视准轴Z应垂直于水平轴H(或称为横轴)，即ZH；横轴(H)应垂直于竖轴(V)，即HV；长水准器的水平轴L应垂直于竖轴V，即LV。*视准轴误差产生的原因，影响规律和消除影响的办法？答：原因：1.望远镜的十字分划板安置不正确 2.望远镜调焦镜运行时晃动 3.气温变化引起仪器部件的胀缩，仪器受热不均匀使视准轴位置变化。 影响规律：对盘左盘右水平方向观测值的影响大小相等，正负号相反。 消除办法：取盘左盘右的读数中数。A=1/2(L+R)*水准轴误差产生的原因，影响规律和消除影响的办法？原因：仪器的水平轴不与垂直轴正交 影响规律：i=I tan i随角增大而增大 当=0时i=0 消除办法：取盘左盘右读数的平均值 *垂直轴倾斜误差误差产生的原因，影响规律和消除影响的办法：原因：由于仪器未严格整平，而使垂直轴偏离测站铅垂线一微小角度 影响规律：a.垂直轴偏斜对水平方向观测值通过水平轴倾斜量表现出来；b.由于水平轴倾斜，从而使视准轴也偏离正确位置，使观测产生误差。消除：减小垂直轴的倾斜角+测回间重新整平仪器+对水平方向观测值施加垂直轴倾斜改正数*用两个度盘位置取平均值的方法消除视准轴误差影响的前提条件是什么? 当C值在盘左盘右观测时间段内不变，并且在一测回内不得重新调焦*垂直轴倾斜误差的影响能否用两个度盘位置读数取平均值的方法来消除？为什么?答：不能，由于垂直轴的倾斜角v的大小和倾斜方向一般不会因照准部的转动而有所改变，因此由垂直轴倾斜而引起水平轴倾斜的方向在望远镜倒转前后也是相同的，因而对任意一观测方向在盘左盘右观测结果的平均值中不能消除这种误差影响。*影响方向观测精度的误差主要分哪三大类？各包括哪些主要内容答：一、外界条件的影响：1.大气层密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响 2.水平折光的影响 3.照准目标的相位差 4.温度变化对视准轴的影响 5.外界条件对觇标内架稳定性的影响。 二、仪器误差的影响 1.水平度盘位移的影响 2.照准部旋转不正确的影响 3.照准部水平微动螺旋作用不正确的影响 4.垂直微动螺旋作用不正确的影响 三、照准和读数误差的影响*当某照准方向的垂直角超过30时，该方向如何进行2C互差比较，为什么？答：当照准目标的垂直角超过3时，该方向的2C值不与其他方向的2c值作比较，因为当照准目标的垂直角超过3时，则受水平轴倾斜误差的影响也较大，若将垂直角较大的方向的2c值与其他垂直角较小的方向的2c相比较，就显得不合理。*阐述精密测角的一般原则：1.观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行 2.观测前应认真调好焦距，消除视差 3.各测回的起始方向应均匀地分配在水平度盘和测微分划尺的不同位置上 4.在上下半测回之间到倒转望远镜，以消除和减弱视准轴误差 5.上下半测回照准目标的次序应相反，并使观测每一目标的操作时间大致相同 6.为了克服或减弱在操作仪器的过程中带动水平度盘位移的误差，要求每半测回开始观测前，照准部按规定的转动方向先预转1到2周 7.使用照准部微动螺旋和测微螺旋时，其最后旋转方向均应为旋进 8.为了减弱垂直轴倾斜误差的影响，观测过程中应保持照准部水准气泡居中*为什么存在测站偏心和照准点偏心？测站偏心改正数和照准点偏心如何计算？r”=er/s sin(r+M) ”*电磁波测距仪的标称精度如何表示？答： mD=+-（A+BD） A代表固定误差，B为比例误差系数，D为被测距离。如果每公里的比例误差为c毫米，则mD=+-（A+CppmD）*脉冲法测距的基本原理是什么？原理：直接测定仪器所发射的脉冲信号往返于被测距离的传播时间而得到距离值。*相位式测距仪测距的求距基本公式和基本原理是什么？试简述其中的N值确定方法。D=u（N+N）D=2(N+N)N=2原理：测距时，通过测量调制波在待测距离上往返传播所产生的相位变化，间接地确定传播时间t，进而求得待测距离D。解算N的方法有直接测尺频率方式和间接测尺频率方式两种一、直接测尺频率：它是在仪器中设置2个或3个固定不变的测距频率，其一为“高频”，又叫精测频率；其余为“低频”，又叫粗测频率。利用这些固定频率测距时可直接确定N值。二、间接测尺频率：在一些远程的激光测距中改用一组数值上比较接近的测尺频率，利用其差频频率作为粗测频率，间接确定N值，从而得到与直接测尺频率方式相同的效果。*电磁波测距采用多个测尺组合，U1=1000m，U2=10m，U3=0.1m，测量两点A和B的距离，测得N1=0.453，N2=0.246，N3=0.741，试计算A和B的距离 答：k1=v1/v2=100 k2=v2/v3=100 N3=k2*N2=100*0.246=24 N2=k1*N1=100*0.453=45 D=(k1*N1)v+( k2*N2)v+N3*V3=45*10+24*0.1+0.741*0.1=*证明：用两个频率f1和f2测量同一距离所得到的相位之差等于用差频频测量距离时的相位差。答：D=c/2f1*1/2D=c/2f2*2/2上式可改写为1/2=2Df1/c 2/2=2Df2/c 两式相减并移项可得D=c/2（f1-f2）*（1-2）/2=c/2f1*s/2=us*s/2式中fs=f1-f2；s=1-2；us=c/2fs 因=N*2+=2（N+/2）=2（N+N）即D=us(N1-N2)+ (N1-N2)=us(Ns+Ns) 式中Ns=N1-N2 Ns=N1-N2由此可以看出，用*阐述用“平台法”测定周期误差的基本思路 答：列误差方程式 2组成并解算法方程式3精度评定4计算实例 V1=K-sin1X-COS1Y+f1 v2=*六段解析法测定加常数的基本思路是什么？1基本原理 2加常数K的计算 3具体作业步骤，其做法是将直线分为n个线段，经观测得到D及各分段di的长度后，则可算出加常数k。因为Di拔=Di+Vi+K 则Vi=-k+Vi+li 按间接观测平差计算单位权中误差的公式计算一次测距误差md*六段比较法测定加常数、乘常数的基本思路是什么？答：比较法系通过被检测的仪器在基线场上取得观测值，将观测值与已知基线值进行比较从而求得加、乘常数的方法，设D01-D56为21段距离观测值，V01-V56为21段距离改正数，D拔01-D拔56为经加常数、乘常数改正后的距离值，D拔01-D拔06为21段基线值。因D01+V01+K+D01R=D拔01 D02+V02+K+D02R=D拔02D56+V56+K+D56R=D拔56 则误差方程式为V01=-K-D01R+L01 V02=-K-D02R+L02 V56=-K-D56R+L56 式中L01-L56为基线值与观测值之差，如L01=D拔01-D01，进而可组成法方程式。21K+DR-L=0 DK+DDR-DL=0 由此可解出K，R.*测距误差共有哪些？哪些属于比例误差？哪些属于固定误差？答：1）比例误差：光速误差、大气折射误差、测距频率误差（与距离成正比）；2）固定误差：测相误差、加常数误差、对中误差（与距离无关）*精密水准测量外业计算时，应求出哪些高差改正数？答：1.水准标尺每米长度误差的改正数 2.正常水准面不平行的改正数3.水准路线闭合差 4.高差改正数 *影响三角高程测量精度的因素有哪些？主要因素是什么？答：垂直角观测误差、仪器高和觇标高的量测误差、大气折光误差和垂线偏差变化等 主要因素：大气折光误差、仪器高和觇标高的量测误差7*阐述光波测距的误差来源 答：光速值误差、大气折射率误差、测距频率误差、测相误差、加常数误差、对中误差、周期误差m2D=(mc/c)2+(mn/n)2+(mf/f)2D2+(入/4)m2+m2k+m2A+m2g 其中mc为真空中光速值测定中误差，mn为折射率求定中误差，mf为测距频率中误差，m为相位测定中误差，mk为仪器中加常数测定中误差，周期误差测定的中误差为Ma,对中误差为mg*电磁波测距仪所测得的距离归算到高斯平面上需要加哪些改正？答：一、速度改正 1.第一次速度改正 k=d（n参-n） 2.第二次速度改正 k”=-d n=-（k-k2）d3/12R2 二、几何改正 1.分步法 第一次弧-弦的改正k1（d1-d2） d2=d1+k1 k1=-d3/24r2=-k2 d3/24R2 2.弦-弦的改正k23（d2-d3） k2=d2(1-H2/d2)1/2-d2=(d22-H2)1/2-d2 k3=-HMd6/R 3.第二次弦-弧的改正k4（d3-d4） k4=+d33/24R2 三、投影改正 k0=d4（ym2m/2R2m+y2/24R2m+y4m/24R4m） *国家高程控制网的布设原则？答：1.从高到低，逐级控制 2.水准点分布应满足一定的密度 3.水准测量达到足够的精度 4.一定水准网应定期复测*精密水准仪上的平行玻璃板有什么作用？为什么应用附有平行玻璃板的水准仪进行单向观测时要从读数中减去测微器常数差C？答：转动测微螺旋时，转动杆就带动平行玻璃板相对于物镜作前俯后仰，并同时带动测微分划尺做相应的移动，为了使水平视线与尺子的分划线正交，因为当平行玻璃板与水平视线正交时，测微分划尺上的初始读数是5mm，所以要在单向观测时，减去常数5mm。*水准面的不平行性是由于什么原因引起的?这种现象对水准测量会产生什么影响? 答：由于水准面是一重力等位面，正常重力的大小与纬度有关，从而导致两水准面之间的不平行。这种现象会引起经过不同路线测定某点的高程不同，使某点高程产生多值性。*精密测角原则1、观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行，以提高照准精度和减小旁折光的影响；2、观测前应认真调好焦距，消除视差，在一测回的观测过程中不得重新调焦，以免引起视准轴的变动；3、各测回的起始方向应均匀的分配在水平度盘和测微分划尺的不同位置上，以消除或减弱度盘分划线和测微分划尺的分化误差的影响。4、在上、下半测回之间倒转望远镜，以消除和减弱视准轴误差、水平轴倾斜误差等影响。同时可以由盘左、盘右读数值差求的两倍视准误差2c，借以检核观测质量；5、上、下半测回照准目标的次序应相反，并使观测每一目标的操作时间大致相同，即在一侧回的观测过程中，应按与时间对称排列的观测程序，其目的在于消除或减弱与时间成比例均匀变化的影响，如觇标内架或三脚架的扭转；6、为了克服或减弱在操作仪器的过程中，带动水平度盘位移的误差，要求每半测回开始观测前，照准部按规定的转动方向先预转12周；7、使用照准部微动螺旋和测微螺旋时，其最后旋转方向均应为旋进；8、为减弱垂直轴倾斜误差的影响，观测时应保持照准部水准气泡的居中，测回间重新整平。*倾斜螺旋有何作用？为什么规范规定只有在符合水准气泡两端影像的分离量小于1cm时才允许使用？答：倾斜螺旋的旋转可以使水准轴和视准轴同时产生微量的变化，借以迅速而精确地将视准轴整平，由圆水准器整平仪器时，垂直轴并不能精确在垂直位置，可能偏离垂直位置较大，此时使用倾斜螺旋精确整平视准轴时，将会引起视准轴高度的变化，倾斜螺旋转动量越大，视准轴高度的变化越大，如果前后视精确整平视准轴时，倾斜螺旋的转动量不等，就会在高差中带来这种误差的影响。*什么是水准仪的i角误差和交叉误差？这两项误差各对观测成果有何影响？如何检验和校正? 答：水准仪的水准管轴与视准轴投影在垂直面上所形成的夹角成为i角误差，投影在水平面上的夹角称为交叉误差I角误差的影响：s =i(s后+s前)1/检验与校正：相邻测站，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测。奇数站采用后前前后的观测顺序，偶数站采用前后后前的观测顺序，并在相邻测站上交替进行。返测的观测程序相同，这样可以清除或消弱水准仪的i角误差和交叉误差的影响（一个测站上的前后视距相等或一个测段的前后视距总和相等） *何谓一对水准标尺零点差及基、辅分划读数差常数？在作业中采取何种措施才能消除其影响？为什么？答：两水准标尺的零点误差不相等，他们都会在水准标尺上产生误差；同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数，称为基辅差；故在实际水准测量作业中各测段的测站数目应安排成偶数，且在相邻测站上使两水准标尺轮流作为前视尺和后视尺。测站上顾及两水准标尺的零点误差对前后视水准标尺上读数b1，a1的影响，则测站的观测高差为 h12=(a1-a)-（b1-b)=(a1-1) a+b在测站上，顾及两水准标尺零点误差对前后视水准标尺上读数a2,b2的影响，则测站的观测高差为 h23=(b2-b)-（a2-a)=(b2-a2)-b+a则13点的高差，即I、测站所测高差之和为h13=h12+h23=(a1-b1)+（b2-2)由此可见，尽管两水准标尺的零点误差a b , 但在两相邻测站的观测高差之和中，抵消了这种误差的影响。*(1)前后视距相等；消除或减弱与距离有关的各种误差对观测高差的影响，如i角误差和垂直折光等影响。(2)按“后一前一前后”程序操作；消除仪器下沉引起的误差(3)同一测站的前、后视方向不得作两次调焦；避免测微器隙动差对观测成果的影响。(4)旋转微倾斜螺旋及测微轮最后为“旋进”。避免倾斜螺旋和测微器隙动差对观测成果的影响。不能消除两水准尺的零点误差水准气泡居中误差照准水准尺分划误差和读数误差电磁场交叉误差。*述精密水准测量中的各种误差来源及消弱其误差的措施 ：仪器误差(1)i角误差：前后视距相等，改变观测程序(往返测分别在上下午进行);(2)角误差：仪器垂直轴严格垂直;仪器脚架的两条腿，分别在水准路线的前进方向上交替安置，并平行于测线方向(3)零点差：测段偶数站;2外界因素影响(1)温度对i角的影响：打伞、改变观测程序、偶数站;(2)仪器与水准标尺下沉：前后后前，后前前后的观测顺序，往返观测(3)大气折光的影响：视线离地面一定高度前后视尽可能相等选择有利观测时间(阴天、晚上、无风观测;而日出后、日落前半小时、中午、大风等不测)(4)观测误差：水准气泡严格居中*何谓一对水准标尺零点不等差？在作业中采取何种措施才能消除其影响？为什么？两支水准标尺的零点误差之差，叫做一对水准标尺的零点不等差。在同一视线高度时，水准尺上的基本分划与辅助分划的读数差，一般称为基辅差，也称为尺常数。 消除误差：水准路线的每个测段应安排成偶数测段，且在相邻测站上使两水准标尺轮流作为前视尺和后视尺。*试述精密水准测量中的各种误差来源及消弱其误差的措施1）仪器误差1视准轴与水准轴不平行的误差1.i角误差;2.交叉误差 措施：对水准仪圆水准器进行检验和校正：对交叉误差进行检验和校正 2水准尺名义尺长误差措施：定期精确检定标尺名义米长，在测定高差中加入标尺长度误差改正对于高差较大的测段，避免使用误差较大的标尺作业期间妥善保护好标尺，防止尺长发生变化 3仪器脚架和尺垫垂直位移的影响 措施： 观测路线，选择良好的土质;尽量缩短每一站的观测时间;转点时，标尺要轻放于尺垫上，并等待半分钟后在进行观测，扶标尺的时候均匀用力（3）观测误差：水准器气泡居中的误差，照准水准标尺上分划的误差和读数误差*垂直轴倾斜误差的影响能否用两个度盘位置读数取平均值的方法来消除？为什么? 由于垂直轴的倾斜角v的大小和倾斜方向一般不会因照准部的转动而有所改变，因此由垂直轴倾斜而引起水平轴倾斜的方向在望远镜倒转前后也是相同的，因而对任意一观测方向在盘左盘右观测结果的平均值中不能消除这种误差影响*精密水准测量作业的一般规定？答：1.观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；观测时应用测伞遮蔽太阳；迁战时应罩以仪器罩。2仪器距前后水准标尺的距离的应尽量相等，其差值应小于固定的差值；二等水准测量中规定，一测站前后视距差应小于1.0m；前后数据累积差应小于3m；这样可以消除或者消减与距离有关的各种误差对观测高差的影响，如i角误差和垂直折光的影响。3对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并做记号，随着气温变化，应随时调整置平零点的位置。对自动安平水准仪的圆水准器，须严格置平。4在测站上观测时，不得两次调焦；转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋，其最后旋转方向，均应旋进，以避免倾斜螺旋和测微器隙动差对测量成果的影响。5在两相邻测站上，应