测量学复习资料

第一篇第一篇 一 绪论一 绪论 1 测测量学学 是一门研究地球的形状和大小 以及测量地面点的位置和 高程 将地球表面的地形及其他信息测绘成图的学科 2 水准面水准面 处于自由静止状态的水面 性质性质 水准面上处处与重力方 向垂直 通过任何高度的点都有一个水准面 因而水准面有无数个 3 大地水准面大地水准面 平均海平面向陆地延伸所形成的闭合水准面 它所包围的形体称为大地体 大地水准面和铅垂线是测量依据的基准 面和基准线 4 参考椭球定位 参考椭球定位 在一定条件下 确定参考椭球在地球体内的位置和 方向 5 如何进行参考椭球定位 如何进行参考椭球定位 P P4 4 6 测量工作的实质 测量工作的实质 测定地面点的空间位置 通常以点在球面上的位 置和点对于海平面的高程来确定 7 测量上使用的平面直角坐标系与数学上的坐标系有何不同 为什么 测量上使用的平面直角坐标系与数学上的坐标系有何不同 为什么 答 测量上使用的平面直角坐标系中 令通过原点的南北线为纵 坐标轴 X 与 X 轴相垂直的方向为横坐标 Y 坐标轴将平面分成 4 个象 限 其顺序依顺时针方向排列 各点坐标规定由原点向上 向右为正 数学上 坐标系中 通过原点的南北线为纵坐标 Y 与 Y 轴相垂直的方 向为横坐标轴 X 坐标轴将平面分成 4 个象限 其顺序依逆时针方向排 列 因为测量工作中规定所有直线的方向都是以纵坐标轴北端顺时针 方向量度的 经过这种变换 既不改变数学公式 又便于测量中方向 和坐标的计算 8 高斯投影 高斯投影 是按照一定的数学法则 把参考椭球面上的点 线投影 到可展开面上的方法 是实现球面与平面转换的科学方法 9 高斯投影的特点高斯投影的特点 椭球体面上的角度投影到平面上的角度投影到 1 平面上之后 其角度相等 中央子午线投影后为直线且长度不变 2 其余子午线投影均为凹向中央子午线的对称轴线 赤道也投影为直 3 线 并与中央子午线垂直 其余纬线的投影均为凹向赤道的对称曲线 10 6 6 带 带 从 0 子午线起 每隔经差 6 自西向东分带 依次用 1 60 编号 带号 N 与相应的中央子午线 L0的关系是 N L 6 1 式中 L 某地的经度 11 3 3 带带 从 1 5 子午线起 每隔经差 3 自西向东分带 依次用 1 120 编号 带号 n 与相应的中央子午线 L 0的关系是 N L 3 0 5 L 0 3 n 12 高斯直角坐标系 高斯直角坐标系 利用高斯投影 以中央子午线投影为纵轴 X 以 赤道投影为横轴 Y 所构成的平面直角坐标系 13 高程 高程 地面点到大地水准面的垂直距离 14 测量的基本问题 测量的基本问题 测量地面点的平面位置和高程 15 测量的基本工作 测量的基本工作 距离测量 角度测量 高程测量 16 确定地面点位置的三个基本几何要素 确定地面点位置的三个基本几何要素 距离 角度 高程 17 控制测量 控制测量 首先在整个测区内选择一些密度较小 分布合理且具有 控制意义的控制点 然后用比较精密的仪器和方法 把它们的位置测 定出来 以保证整体的精度 测定控制点的工作称为控制测量 18 碎步测量 碎步测量 通过必要的计算 精确求出控制点的平面位置和高程 并将点展绘到图上 然后从这些控制点为测站来测绘周围的地形 直 至测完整个地区 这部分工作称为碎步测量 19 观测误差来源 观测误差来源 仪器误差 人的感官能力限制和外界环境 温度 湿度 风力 大气折光等 的影响 以上三个客观条件称为观测条件 20 观测误差分类 观测误差分类 系统误差 偶然误差 21 系统误差 系统误差 在相同的观测条件下的测量值序列中熟知 符号保持不 变或按某确定规律变化的测量误差 22 偶然误差 偶然误差 在相同的观测条件下的测量值序列中数值 符号不定 但又服从于一定统计规律的测量误差 统计规律性统计规律性 在一定的观测条件下 偶然误差的绝对值不会超 1 过一定的限值 绝对直销的误差比绝对值值大的误差出现的可能性 2 大 绝对值相等的正误差与负误差出现的机会相等 当观测次数 3 4 无限增多时 偶然误差的算术平均值趋向于零 23 中误差 中误差 m 2 n 为真误差 n 为 个数 24 容许误差 容许误差 在一定的观测条件下偶然误差的绝对值不应超过的限值 容 3m m 为中误差 25 相对误差 相对误差 用观测值的中误差与观测值之比 并将其分子化为 1 即用 1 k 形式表示 称为相对误差 26 重点 重点 P P17 17例 例 1 1 P P18 18例 例 2 2 复习思考题 复习思考题 7 137 13 题 题 二 水准测量二 水准测量 1 高程测量 高程测量 测定地面点高程的测量工作 分为水准测量水准测量 三角高程三角高程 测量测量 GPSGPS 高程测量高程测量 其中水准测量精度最高 2 水准测量 水准测量 是利用水准仪提供的水平线测出地面上两点间的高差 根据已知点的高程推算出未知点的高程 3 视准轴 视准轴 十字丝交叉和物镜光心的连线 也称视线 4 视差 视差 物象与十字丝平面不重合的相对移动现象 5 消除视差办法 消除视差办法 交替调节目镜和物镜的调焦螺旋 使物象和十字丝 平面重合 直至成像稳定为止 6 望远镜的使用方法与构成望远镜的使用方法与构成 P23 7 水准仪的使用步骤 水准仪的使用步骤 粗平 瞄准 精平 读数 8 水准点 水准点 沿水准路线每隔一定距离布设的高程控制点 9 水准路线 水准路线 水准测量设站观测的路线 分为 闭合水准路线 闭合水准路线 起 1 止于同一已知水准点的环形水准路线 附合水准路线 附合水准路线 起止于两已 2 知高级水准点间的水准路线 支水准路线 支水准路线 从一已知水准点出发 3 终点既不闭合也不附合于另一已知水准点的路线 10 P P31 31 表 表 2 2 2 2 11 水准测量误差 水准测量误差 仪器误差 水准管气泡的居中误差 读数误差 立 尺不竖直误差 仪器和标尺下沉误差 地球曲率和大气折光误差 误 差减弱措施得记 12 重点课后题 重点课后题 P39 第 9 11 12 题 三 角度测量三 角度测量 1 水平角测量 水平角测量 常用的观测方法有测回法和全圆测回法 方向观测法 2 竖直角 竖直角 一点至观测目标的方向线与水平面间的夹角 900 3 经纬仪的安置与使用以及目的经纬仪的安置与使用以及目的 P44 4 重点 重点 P46 表 3 1 P47 表 3 2 P51 表 3 3 5 天顶距 天顶距 目标方向线与天顶方向 即铅垂线的反方向 所构成的夹 角 6 竖直角的计算竖直角的计算 P49 左 900 L 右 R 2700 1 2 左 右 1 2 R L 1800 7 竖盘指标差 竖盘指标差 望远镜视线水平且竖盘水准管气泡居中时 竖盘指标 不恰好指在 900的整倍数 而与正确位置相差一个小的角度 x 称为竖 盘指标差 计算公式计算公式 P51 x 1 2 R L 3600 8 角度测量误差简析 角度测量误差简析 仪器误差 一是仪器制造不完善的误差 二 1 是仪器检校不完善的残余误差 观测误差 对中误差 整平误差 2 目标偏心误差 照准误差 读数误差 外界条件的影响 风力 日 3 晒 温度 辐射的热量等 9 重点课后习题 重点课后习题 P58 第 6 题 四 距离测量与直线定向四 距离测量与直线定向 1 距离测量 距离测量 测量两点之间长度的技术方法 目的是为了确定地面点 的位置 依使用的仪器和方法不同 分为钢尺量距 视距量距 电磁 波量距 2 直线定线 直线定线 当丈量距离较长 超过整尺长或地势起伏较大时 需要 在待测直线上插入一些点并使相邻间的距离不超过所用尺子的长度 包括目估定线法和仪器定线法 3 量距精度计算量距精度计算 P60 K DAB DBA D平 1 3900 4 视距测量 视距测量 是利用望远镜内十字丝平面上的上丝和下丝配合视距尺 根据几何光学和三角学原理 同时测定两点间的水平距离和高差 5 电磁波测距基本原理 电磁波测距基本原理 通过测定电磁波束在待测距离上往返一次时 间 t2D 利用公式 D 1 2C t2D 它的仪器分为脉冲式脉冲式和相位式相位式 6 直线定向 直线定向 确定地面上一条直线与标准方向的关系 标准方向的种 类分为 真子午线方向真子午线方向 定义 通过地面上一点及地球南北极的平面与 地球表面的交线 磁子午线方向磁子午线方向 定义 通过地球某点及地球磁南 北极的平面与地球表面的交线 坐标纵线方向坐标纵线方向 定义 平面直角坐标 系中的纵坐标轴方向 7 直线定向的方法 直线定向的方法 方位角和象限角 8 方位角方位角 由标准方向线的北端起 顺时针方向量至直线的水平角度 称为该直线的方位角 00 3600 9 磁偏角 磁偏角 由于地球磁南北极与地球南北极并不重合 因此 过地面 上某点的磁子午线与真子午线不重合 其夹角 称为磁偏角 P74 真 磁 10 子午线收敛角 子午线收敛角 由高斯分带投影可知 除了中央子午线上的点外 投影带内其他各点的坐标轴方向与真子午线方向也不重合 其夹角称 为子午线收敛角 真方位角与坐标方位角之间的关系 真 11 正反坐标方位角的关系 AB BA 1800 12 重点课后习题 P78 第 6 7 题 第二篇第二篇 五 小区域控制测量五 小区域控制测量 1 控制测量 控制测量 按控制网控制的范围 可分为国家控制网 城市控制网 小区域控制网和图根控制网 2 导线测量 导线测量 是将一系列的测点一相邻次序连成折线形式 并测定各 折线边的边长和转折角 再根据其实数据推算各测点平面位置的技术 和方法 特点 特点 导线布设比较灵活 在隐蔽地区容易克服地形障碍 且 1 易于组织观测 工作量少 经济效益高 导线边长直接测量 边长 2 精度均匀 导线网型结构简单 检核条件少 3 3 导线测量外业 导线测量外业 踏勘选点 边长测量 角度测量 4 坐标方位角的推算 坐标方位角的推算 前 后 1800 P84 5 三角高差测量 三角高差测量 通过观测各边端点的竖直角 天顶距 利用已知 点高程和已知边长确定各点高程的测量技术和方法 6 三角测量测量原理 三角测量测量原理 P95 7 GPSGPS 定位特点 定位特点 定位精度高 适应性强 自动化程度高 经济效益高 应用广泛 六 地形图测绘六 地形图测绘 1 比例尺 比例尺 地图上某一线段的长度与地面上相应线段的水平距离之比 2 比例尺的表现形式比例尺的表现形式常见的有两种 数字比例尺和直线比例尺 3 数字比例尺 数字比例尺 用分子为 1 的分数表示的比例尺 4 直线比例尺 直线比例尺 以一定长度的线段和数字注记表示的比例尺 5 比例尺精度的计算 比例尺精度的计算 P108 6 等高