测量学作业答案

测量学作业第一次作业：第一章第三章第一章作业1 测量学的基本任务是什么？答：确定地面点的点位。2 测量工作中常采用哪几种基准面？各自定义和作用是什么？答：(1)大地水准面：由静止的海水面扩展延伸而形成的闭合曲面。作用：测量外业工作的基准面。 (2)旋转椭球面：椭圆绕其短轴旋转而成的闭合曲面，其形状和大小可由长半径a，短半径b，以及扁率确定。作用：精确确定地面点的点位的基准面。(3)圆球面：计算精度要求不高时，近似代替椭球面进行计算的基准面。作用：近似确定地面点的点位的基准面。(4)水平面：小范围内（一般在R10km），近似代替大地水准面进行计算的基准面。作用：近似确定地面点的点位的基准面。3 测量学里可以选用哪几种坐标系？各自如何表示地面点的位置？答： a) 地理坐标系：研究和测量整个地球的形状和大小，或进行大面积的测量工作时，可采用地理坐标系。i. 大地地理坐标系:用大地经度 L 和大地纬度B来表示。ii. 天文地理坐标系:用天文经度 l 和天文纬度j来表示。b) 平面直角坐标系:在R10km的范围内,以水平面作为该区的基准面，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上。c) 高斯平面直角坐标系：以中央子午线的投影线为X轴，赤道的投影线为Y轴，两轴的交点为坐标原点O而建立起来的平面直角坐标系。4 水准面是不是水平面？在什么范围内可将水准面当作水平面处理？为什么？答： （1） 水准面不是水平面。水准面：由静止的海水面扩展延伸而形成的闭合曲面。水平面：近似代替大地水准面进行计算的基准面。（2） 当测量的半径在10公里以内时，进行角度测量和距离测量时可用水平面代替水准面。（3） 原因：球面三角形化为平面三角形时每个角的球面角超影响为，P为平面三角形的面积，当三角形的边长为10km时，算得0.07。因此，在半径为10km的面积内进行普通测量时，水平面代替水准面所产生的水平角度误差可以忽略不计。5 测定地面点位置的基本观测元素是什么？答：水平角、水平距离和高差（高程）是确定地面点空间位置的三个基本观测要素。6某地假定水准面的绝对高程为67.785m，测得一地面点的相对高程为267.328m，请推算该点的绝对高程，并绘一简图加以说明。解：67.785+267.232335.017m 图：略。7测量的三项基本工作是什么？答：测角，测距，测高程。8测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同？为什么？答： 测量上选用的平面直角坐标系，规定纵坐标轴为X轴，表示南北方向，向北为正；横坐标为Y轴，表示东西方向，向东为正；坐标原点可假定，也可选在测区的已知点上。象限按顺时针方向编号。数学中的平面直角坐标系与此相反，纵坐标轴为Y轴，向上为正；横坐标为X轴，向右为正；坐标原点两轴交点。象限按逆时针方向编号。原因：测量上取南北线为标准方向，主要是定向方便，而象限采取顺时针方向编号，目的是便于将数学上的三角和解析几何的公式直接应用到测量计算。第二章作业1. 测量工作常用的标准方向是什么？何谓真方位角、磁方位角、坐标方位角？何谓子午线收敛角、磁偏角？答：在测量过程中一般采用真北方向、磁北方向和坐标北向为标准方向。真方位角：指以真北方向为标准方向，顺时针转向某直线的水平夹角。磁方位角：指以磁北方向为标准方向，顺时针转向某直线的水平夹角。坐标方位角：指以坐标北向为标准方向，顺时针转向某直线的水平夹角。 子午线收敛角：高斯平面直角坐标系的坐标北向与真北方向的夹角。磁偏角：由于地球的磁北极与地理北极不一致，因此，在地球任意一点上的磁北方向与真北方向一般说来都不重合，两者所夹角度称磁偏角。2. 已知某直线CD的磁方位角为15030，又知此地区的磁偏角为西偏330，问直线DC的真方位角为多少？解：=+=15030+（-330）+180=3273. 分微尺光学经纬仪由哪几部分组成？其作用各是什么？答：分微尺光学经纬仪可分解为照准部、水平度盘和基座三大部分。作用：照准部由望远镜、水准器和竖盘所组成。望远镜用于瞄准目标并使其瞄准的目标清晰而准确。水准器的作用是指示水平度盘是否水平。竖盘是专门用于观测竖角的。水平度盘是用来测量水平角度的。基座的下部和三脚架头的中心螺旋相连接，可将整个仪器固定在三脚架上。4. 经纬仪有哪些主要轴线？各轴线间应满足什么条件？答：视准轴：物镜中心与十字丝中心的连线，亦称视线；水准管轴 ：过水准管顶点的切线；竖轴：仪器照准部的旋转中心；水平轴H：望远镜的旋转中心；水平度盘面：水平度盘所在的平面。 （1）水准管轴 竖轴 （2）视准轴 水平轴 （3）水平轴 竖轴 （4）水平度盘面竖轴， 水平轴/水平度盘面5. 何谓水平角？何谓竖直角？何谓一测回？水平角和竖直角观测有哪些异同点？ 答：水平角：空间两直线经垂直投影在水平面上的角度。竖直角：在同一垂直面内倾斜视线与水平线之间的夹角。一测回：盘左、盘右各测角一次，称一测回。异同点：结合书自己总结。6. 角度观测前，经纬仪为什么必须进行对中、整平？怎样进行对中、整平？答：由水平角的定义可知，用经纬仪观测水平角时，必须保证使经纬仪水平度盘中心安置在欲测角之顶点上，这一过程即为对中；同时，也必须保证仪器的竖轴垂直，即使仪器的水平度盘处于水平位置，这一过程即为整平。对中：A、 先打开三脚架，使架头的中心大致对准测站点，同时保持架头大致水平；B、 装上仪器，看对中器是否对准测站点，否则整体移动脚架和仪器，使对中器对准测站点。 整平：A、转动照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋，然后转动这两个脚螺旋使气泡居中；B、将照准部旋转90，转动另一只脚螺旋，使气泡居中；C、重复以上两个步骤，使照准部转至任何位置时气泡都居中为止。7. 竖角观测时，如何消除竖盘指标差的影响？答：消除指标差的影响可采用盘左、盘右取平均值的方法以及根据求出的指标差对盘左、盘右含有指标差的竖角进行改正的方法。8. 竖角观测过程中，同一竖直面内不同高度的两点，在竖盘上的读数是否一定一样，为什么？竖角观测过程中指标差的影响如何消除？ 答：（1）不一样，竖盘指标与水准管固连，当望远镜转动时，指标并不随之转动。（2）消除指标差的影响可采用盘左、盘右取平均值的方法以及根据求出的指标差对盘左、盘右含有指标差的竖角进行改正的方法。第三章作业1. 钢尺量距时，影响量距的精度主要有哪些？如何提高钢尺量距精度？答：（1）钢尺伸缩误差，刻度刻画不均匀误差,零刻度磨损误差，读数时视线与刻度线不竖直误差. （2）多测几次取平均值，更换零刻线重复测量，读数时视线于刻度线竖直。2. 经纬仪视距法测距时，必须获取哪些数据，才能计算出水平距离和高程？答：由视距公式知，要计算出水平距离，必需知道上十下视距丝所截尺间隔t；视线的倾角，比例常数C。由高差公式知，要计算出高程必需知道，测站A点高程，仪器高i，目标高L，视线的倾角。3. 光电测距仪为什么需要“粗测”和“精测”两把“测尺”？答：由于测距仪只能测出，整数测不出。为了解决扩大测程与提高精度的矛盾，可以采用一组测尺共同测距，以短测尺（又称精测尺）保证精度，用长测尺（又称粗测尺）保证测程，从而也解决了“多值性”的问题。4. 光电测距仪的测距精度是如何表示的？试说明式中各符号的意义。答：测距仪的精度表示：。A为仪器标称精度中的固定误差，以mm为单位；B为仪器标称精度中的比例误差系数，以mm/km为单位；D为测距边长度，以km为单位。第二次作业：第四章第五章第四章作业1. 试述水准测量的原理。答：水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，对竖立在地面两点上的水准尺上分别读取水平视线的读数，以测定两点间的高差，从而由已知点的高程推算未知点的高程。2. 水准测量作业时，必须注意的事项有哪些？答：1)转点起着传递高程的作用，在相邻转站过程中，尺位要严格保持不变，否则，会给高差带来误差，而且转点上的读数一为前视读数，一为后视读数，两个读数缺一不可。2)按规范要求每条水准路线测量测站个数应为偶数站。以消除两根水准尺的零点误差和其它误差。3)前、后视距应大致相等，这样可以消除因视准轴不平行水准管轴而引起的i角误差。3. 进行水准测量时，为什么要将水准仪安置在前、后视距大致相等的地方？瞄准水准尺时，为什么要使管水准器的气泡居中？答：（1）前、后视距应大致相等，这样可以消除因视准轴不平行水准管轴而引起的i角误差。（2）只有当管水准器的气泡居中时才能保证仪器的竖轴应处于铅垂状态。4. 设A点的高程为30.000 m，欲测B点高程，中间通过点1。第一站瞄准A点尺的读数为1. 024m，瞄准B点尺的读数为1.534m；第二站瞄准1点尺的读数为1.436m，瞄准B点尺的读数为0.910m。试求B点高程。解： 30000+（1.024-1.534）+(1.436-0.910)=30.016（m）5. 为了标定建筑物混凝土底板木桩B的设计高程为28.000m（见图4-15）。已知A的高程为29.559m，水准尺安置在A点上，其后视读数为0.769 m,问前视读数为多少时，水准尺零点处于28.000m的高程上？解： b=(29.559+0.769-28.00)=2.328（m） 第五章作业1. 什么叫偶然误差？什么叫系统误差？试各举两个例子。答：偶然误差：在相同观测条件下作一系列观测，若观测误差在大小、正负上表现出不一致性，即从单个误差上看，纯属偶然，没有规律性；但实际上服从一定的统计规律变化的误差。系统误差：在相同观测条件下作一系列的观测，若观测误差在大小、正负上表现出一致性，或按一定规律变化的误差。偶然误差举例：如读数误差，系统误差：i角误差，行差，指标差2. 某直线共丈量六次，其值为：120.38m, 120.40m,120.37m, 120.39m, 120.35m和120.36m。试求其算术平均值、算术平均值的中误差和相对误差。丈量次序观测值L(m)改正数v(cm)VV中 误 差 计 算123456120381204012037120391203512036+0-2+1-1+3+2041194算术平均值： =120.38观测值中误差：m=1.9cm算术平均值中误差：0.8cm算术平均值相对中误差:1/15000v=+3vv=93. 在图上量得一圆的半径为25.4mm，已知其量测结果的中误差为0.2mm，试计算该圆圆周长的中误差。解：C=2R*3.14 按照误差传播定律及题意：M = （0.2*6.28） = 1.3mm 4. 有一三角形（如图5-2)，其中角观测了4个则回，平均值中误差，角用同样仪器观测了8个测回，试计算：(1) 角8个测回的平均值中误差；(2)由角和角的平均值计算第三角的中误差；(3)设角的权为单位权，求角和角的权。解： (1) ，= 4.6(2) =8.0 第三次作业：第六章第八章 第六章作业1. 测量控制网有哪几种形式？各在什么情况下采用？答：（1）控制网分为平面控制网和高程控制网。 （2）平面控制网：用于测定平面坐标的控制。 高程控制网：用于测定高程坐标的控制。2. 闭合导线ABCDA的观测数据如图6-21所示，其已知数据为：， DA边的方向角。试用表格计算B、C、D三点的坐标，见导线计算表格。点号观测角度改正后角度坐标方位角边 长m坐标增量改正后的坐标增量坐 标DxDYDxDYxYa500.00500.0a87 30 87 29 4541 16 45239.89+180.28 +0.05+158.26+0.01180.33158.27b107 20 107 19 45680.33658.27328 36 30232.38+198.37+0.05-121.04+0.01198.42-121.03c75 56 75 55 45878.75537.24224 32 15299.33-213.36 +0.06-209.94 +0.01-213.30 -209.93d89 15 89 14 45665.45327.31133 47 00239.18-165.50 +0.05172.68 +0.01-165.45172.69a和360 01 00360 00 001010.78-0.21-0.040.000.00辅助计算角度闭合差计算= 3600100 60 120 坐标闭合差 -0.21 ，-0.04 导线全长闭合差0.21导线全长相对闭合差K 1/4813=1/48003. 什么叫前方交会、后方交会和边长交会？在这些交会定点时，采取什么方法来检核外业观测结果和内业计算？答：前方交会: 在两个已知点上设站，对未知点进行观测，测量水平角并计算点的位置。后方交会: 在未知点上安置仪器，对三个已知控制点进行角度观测，最后计算未知点位置。 边长交汇：在两个已知点上设站，对未知点进行距离观测并计算点的位置。 检核：为了检查测量结果的正确性，必须在P点上对第四个已知点进行观测，即再观测角。根据A、B、C三点算得P点坐标，再与已知点C和D的坐标反算方向角和，则 ， 计算 ，将与观测角相比较 ，当交会点是图根等级时，的容许值为。第七章作业1. GPS定位的基本原理是什么？答：由三个以上地面已知点（控制站）交会出卫星的位置，反之利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接受机）的位置。这便是GPS卫星定位的基本原理。2. 差分的作用是什么？其理论依据是什么？答：差分的作用是消除公共误差，提高定位精度。差分GPS定位技术是将一台GPS接受机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精确坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。3. GPS定位的主要误差来源有哪些？答：GPS定位测量的各种误差可归纳为三类：第1类：同卫星有关的误差，包括卫星轨道误差和卫星钟差；第2类：同信号传播有关的误差，包括电离层误差、对流层误差、周跳、接收机噪声和多路径误差；第3类：同测站有关的误差，包括接收钟差和基地站（起算点）WGS-84坐标的误差。第八章作业1 地形图与平面图有何区别？答：地形图的测绘就是将地球表面的地形按垂直投影关系，用规定的符号和一定的比例尺，测绘在图纸上；这种既能表示地面点的平面位置又能反映地面起伏状态的图称为地形图；若仅把地物的位置在图纸上表象出来，所得到的图称为平面图。2 什么是比例尺精度？它有什么用途？答：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。3 地形图符号有几类？同一地物在不同比例尺的地形图中，其符号表示是否一样？为什么？答：地形图图式中有地物符号、地貌符号及注记符号等三类。地形图是用不同的符号来表示地面上的地物和地貌的，为了便于不同单位测图、制图和用图，政府委托国家测绘局将这些符号按照不同的比例尺编篡成地形图图式形成国家标准，向全国颁布。所以，同一地物在不同比例尺的地形图中，其符号表示是一样的。4 比例符号、非比例符号、半依比例符号各在什么情况下使用？答：比例符号：用规定的符号将某一地物按比例尺缩绘在图上的符号。例如，在1:1000地形图上按比例缩绘的农田、旱地、房屋等。非比例符号：某一地物不能按比例尺缩绘在图上，只能用特定的符号表示。例如，界碑、航标、独立树、测量中的三角点、水准点等地物符号。半依比例符号：某一地物的长度能按比例尺缩绘在图上，而宽度不能按比例尺缩绘在图上的符号。通常这些地物为线状地物，如公路、铁路、围墙、电力线、通讯线、管道线等。5 等高线有哪些特性？等高线穿过道路、房屋及或河流等地物时，如何描绘，并绘图说明。答：等高线的特点主要包括：（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） 经过河流的等高经不能直接跨越，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。图略.第九章作业1. 什么是地图投影？地图投影有哪些变形？它们各有什么特点？答：(1)将地球椭球面上的点投影到平面上的方法称为地图投影。 (2)长度变形,角度变形,面积变形2. 高斯投影是属于哪类地图投影？它有什么特征？答：高斯投影是一种等角横切椭圆柱投影，特征：（1）中央子午线投影后为一条直线，且无长度变形，其余经线为凹向中央子午线投影线的对称曲线，其投影长度大于椭球面长度，且离中央子午线愈远长度变形愈大。（2）赤道的投影也为一条直线，但长度有变形，其余纬线的投影为凸向赤道投影线的对称曲线；（3）投影前后角度相等，即无角度变形。3. 高斯投影为什么要分带进行？6带和3带投影是如何进行的？答：高斯投影无角度变形，在中央子午线上也无长度变形，但除中央子午线外均存在长度变形，且离中央子午线愈远长度变形愈大。为了限制投影变形对测图的影响，必须缩小投影区域，即采用分带投影法。六度分带法：自0子午线开始，按经差6为一带，自西向东将全球分为60个条带，依次编号1，2，60，并逐带投影。三度分带法：自1.5子午线开始，按经差3为一带，自西向东将全球分为120个条带，依次编号1，2，120，并逐带投影。 4. 高斯平面直角坐标系是如何建立起来的？若某点的坐标为X=3 112 km，Y=21 257km，试说明其坐标值的含义。答：（1）以投影后的中央子午线为X轴，赤道线为Y轴，中央子午线和赤道线的交点为原点。（2）高斯投影坐标带号为21，六度带中央子午线经度为123度，该点位于中央子午线以西，因为257-5000.5. 已知某点的大地坐标为L=10915，