大地测量复习题答案

大地/控制测量复习题1 大地测量的基本体系如何? 大地测量的基本体系分为：几何大地测量学，物理大地测量学及空间大地测量学（1）现代大地测量的测量范围大，它可在国家、国际、洲际、海洋及陆上、全球，乃至月球及太阳行星系等广大宇宙空间进行的（2）研究的对象和范围不断地深入、全面和精细，从静态测量发展到动态测量，从地球表面测绘发展到地球内部构造及动力过程的研究。（3）观测的精度高。（4）观测周期短。2野外测量的基准面、基准线各是什么?测量计算的基准面、基准线各是什么?为什么野外作业和内业计算要采取不同的基准面? 野外测量的基准面是大地水准面、基准线是铅垂线。测量计算的基准面是参考椭球面、基准线是法线。由于地球内部质量分布不均匀及地壳有高低起伏，所以重力方向有局部变化，致使处处与重力方向垂直的大地水准面也就不规则，即无法用数学公式准确地表达出来，所以它不能作为大地测量计算的基准面。所以必须寻找一个与大地体相近的，且能用简单的数学模型表示的规则形体代替椭球。3名词解释（1）大地水准面：平均海水面是代替海水静止时的水面，是一个特定重力位的水准面。 （2）大地体：大地水准面向陆地延伸形成的封闭曲面所包围的地球实体。（3）总地球椭球：使其中心和地球质心重合，短轴与地轴重合，起始子午面与起始天文子午面重合，在全球和大地体最为密合的地球椭球。 （4）参考椭球：具有一定几何参数、定位及定向的用以代表某一地区大地水准面的地球椭球叫做参考椭球。 （5）大地水准面差距：从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离（6）水准椭球： 4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。5现代大地测量定位技术，除传统的方法以外，主要还有哪些方法？简要说明它们的基本原理及特点。（1）GPS测量全球定位系统GPS可为各位用户提供精密的三维坐标、三维速度和时间信息。特点：应用领域广泛（2）甚长基线干涉测量系统 甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端，用射电望远镜，接收银河系或银河系以外的类星体发出的无线电辐射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直接测定基线长度和方向的一种空间技术。特点：定位精度高（3）惯性测量系统 惯性测量系统是利用惯导技术，同时快速地获得大地测量数据的一种新技术。惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对装有惯性测量系统的运动载体从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置和其他大地测量数据。特点：完全自主式，全天候，全能快速，机动灵活。6为什么在直伸形支导线中，边长测量误差主要引起纵向误差，而测角误差和起始方位角误差则主要引起横向误差？ 由于量边有误差，将使导线点在导线长度方向产生位移，这种位移称为纵向误差。 由于测角有误差，将使导线点在导线长度的垂直方向上产生位移，这种位移称为横向误差7城市或工程导线测量共分哪些等级和布设形式？主要技术指标是什么？等级：二、三、四等和一、二级布设形式：8何谓照准目标的相位差?它属于何种误差性质?作业中应采取什么措施来减弱其影响？照准实体目标时，未能正确地照准目标的真正中心轴线，从而给观测带来的误差称为照准目标的相位差。措施：半数测回在上午观测，半数测回在下午观测。微相位差照准圆筒。9什么是微相位差照准圆筒？作为观测时的照准目标起到什么作用？ 微相位差照准圆筒： 作用：减弱照准目标的相位差10我国光学经纬仪系列分为J07，J1、J2、J6等型号，试述J字及其右下角码数字各代表什么含义？J字表示“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，右下角码数字表示该仪器一测回水平方向中误差。11正确理解光学测微器行差的意义。光学测微器行差是指测微器在度盘上两相邻分划线间角距的实际量得值与理论设计值之差。或度盘半格的名义值与测微器实际量得值的差值12. 何谓隙动差？如何消除它的影响？ 旋进测微螺旋和旋出测微螺旋，照准特制分划尺上同一分划线在测微器分划尺上的读数之差在作业时只采用需旋进测微螺旋进行读数13什么是经纬仪的三轴误差？如何测定？它们对水平角观测有何影响？在观测时采用什么措施来减弱或消除这些影响？ 经纬仪的三轴误差：视准轴误差、平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差视准轴误差原因：望远镜的十字丝分划板安置不正确；望远镜调焦镜运行时晃动；气温变化引起仪器部件的膨胀，特别是仪器受热不均匀使视准轴位置变化。视准轴误差对水平方向观测值的影响为，取盘左盘右读数平均值即可抵消。水平轴倾斜误差原因：仪器左、右两端的支架不等高、水平轴两端轴径不相等都会产生水平轴倾斜误差。水平轴倾斜了角，对水平方向观测值的影响为，取盘左、盘右读数平均值即可消除。垂直轴倾斜误差原因：找准不的水准管轴不严格垂直于竖轴；仪器整平不够精确；在测量过程中由于外界因素的作用。若已知水平轴倾斜角，由于垂直轴倾斜角而引起水平轴倾斜对水平方向观测值的影响的公式措施：尽量减少垂直轴的倾斜角值；测回间重新整平仪器；对水平观测值施加垂直轴倾斜改正数。14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?不能通过盘左和盘右取平均值的方法来消除。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，因此由于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，因而对任一观测方向在盘左、盘右观测结果的平均值不能消除这中年误差的影响。15为什么说垂直轴倾斜误差对方向观测值的影响与观测目标的垂直角和方位有关？ 垂直轴本身不垂直时，水平轴的位置也不正确，当照准部在旋转时，水平轴的倾斜角也在不断变化，而且视准轴的位置也不正确，照准的方向也会有偏差。16何谓水平折光差?为什么说由它引起的水平方向观测误差呈系统误差性质?在作业中应采取什么措施来减弱其影响? 光线通过密度不均匀的空气介质时，经过连续折射后形成一条曲线，并向密度大的一方弯曲，实际照准方向与理想的照准方向的微小夹角叫做微分折光，其在水平方向的投影叫做水平折光差。 微分折光的水平分量（又称为旁折光）影响着视线的水平方向，对精密测角的观测成果产生系统性质的误差影响 措施：在选点时，应避免使视线靠近山坡、大河或与湖泊的岸线平行，并应尽量避免视线通过高大建筑物、烟囱和电线杆等实体的侧方。在造标石时应使橹柱旁离视线至少10cm，一般在有微风或阴天进行观测。17当某照准方向的垂直角超过3时，该方向如何进行2C互差比较，为什么？ 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18电磁波测距仪有哪些分类方法？各是如何分类的?p241按测定时间T的方法、按测程分、按载波源分、按载波数分、按反射目标分按测定时间T的方法，可分为脉冲式测距仪、相位式测距仪按测程分：长程、中程、短程测距仪按载波源分：光波、微波、按载波数分：单载波、双载波、三载波按反射目标分：漫反射目标、合作目标、有源反射器。19电磁波测距仪表示标称精度的公式有哪些？ M=A+B*D20为什么电磁波测距仪一般都采用两个以上的测尺频率？利用单一频率能否进行距离测量？为什么？由于测相器只能测定余长,而不能测出整周数。而且由于测相精度只能达到，所以想要用单一频率的测量来获得距离的单值解，则精度和测程就不可能兼顾，相位式测距仪一般采用一组“测尺”共同测距，即用精测频率测定余长以保证精度，设置多级频率来解算N而保证测程，从而解决“多值性”问题。用两个频率测量同一距离所得的相位相位差，就等于用其差频频率测量距离的相位差，因此可以用频率的观测结果来见解求得相应于差频频率的观测结果21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。 原理：它是用一种连续波作为“运输工具”，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。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。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。22测距误差共有哪些？哪些属于比例误差？哪些属于固定误差？P316 测距误差分为固定误差、比例误差、仪器和反射镜的对中误差、置平改正误差、偏心改正误差等。与距离长短无关的测相误差，常数误差称为固定误差。与距离成比例的真空光速值误差，频率误差和大气折射率误差称为比例误差。23为什么说城市和工程建设高程水准网是国家高程控制网的组成部分？简要说明城市和工程建设高程控制网的基本规格。 国家高程控制网是通过高精度的几何水准测量方法建立的。水准测量是建立工程高程控制网的主要办法，为了统一水准测量的规格，并考虑到城市和工程建设的特点，水准测量的等级依次分为二、三、四等。首级高程控制网不应低于三等水准。24平面控制测量作业中，我们将确定控制点位的工作称为选点，而把高程控制测量时所进行的相应工序称为水准测量选线，这是为什么？图上设计完成后，需进行实地选线，其目的在于为了使设计方案能符合实际情况，以确定切实可行的水准路线和水准点的具体位置。25何谓水准原点？何谓1985国家高程基准？水准原点：高程控制网起算的水准测量基准点1985国家高程基准：用青岛水准原点和根据青岛验潮站1952年到1979年的验潮数据确定的黄海平均海水面所定义的高程基准。 其水准原点起算高程为72.260m。26我国水准仪系列包括S05、S1、S3、S10等型号，试问S字母及下角码数字各代表什么含义？S字母表示“水准仪”的汉语拼音的第一个字母，下角码数字表示该仪器以毫米为单位的每千米往返高差中数的偶然中误差标称值。27试述精密水准仪、水准尺与普通水准仪、水准尺的异同点。 精密水准仪、水准尺与普通水准仪、水准尺结构相同，用途相同，不同点有：精密水准仪望远镜光学系统质量更高，仪器结构更坚固稳定，测微器装置精度更高，管水准器灵敏度更高。补偿器装置的性能更高。对于精密水准尺来说，受湿度和温度影响要十分微小，甚至为零，分划必须十分正确与精密，尺身比普通的增加两个扶尺环，另外普通水准尺为红黑双面尺，精密水准尺为单面黑线分划尺。28精密光学水准仪上的平行玻璃板有什么作用？测微器是将水准尺上1cm细分为多少份？作用：通过调节测微螺旋，平行玻璃板移动，并带动测微分划尺作相应移动，同时水平视线上下平行移动，使读数发生变化。测微器是将水准尺上1cm细分为100份。29在进行三、四等水准测量时，为什么要求前后视距差不得大于所规定的限差？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。30什么是水准仪的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? 与水准轴既不在同一平面内，也不相互平行，而是两条空间直线。在垂直平面上投影的交角，称为i角误差，在水平面上投影的交角，称为交叉误差。31试述精密水准测量中的各种误差来源?仪器误差：i角的误差影响，角误差的影响，两水准标尺零点差的影响，水准标尺每米长度误差的影响外界因素：温度变化对i角的影响，大气垂直折光的影响，仪器和水准标尺垂直位移的影响。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的误差。32大地测量上使用哪几种高程系统？说明各种高程系统的意义及相互关系？如何求地面上一点在各高程系统中的高程值？正高高程系：是以大地水准面为高程基准面，地面上任一点的正高系指该点沿铅垂线方向至大地水准面的距离。正常高高程系：将正高系统中不能精确测定的 用正常重力代替 ，便得到另一种系统的高程，称为正常高。大地高高程系：是以椭球面为高程基准面，地面上任一点的大地高程，即该点沿法线方向至大地水准面的距离。33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？ 一对水准标尺基、辅分划读数差常数：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。 一对水准标尺零点差：两水准标尺的零点误差之差。消除误差：在水准测量工作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。34水准测量作业时，一般要求采取下列措施：(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。试述上列措施分别可以减弱哪些误差的影响？还有哪些主要误差不能由这些措施得到消除？ 不能消除的误差：两水准尺的零点误差35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? 由于水准面是一重力等位面，正常重力的大小与纬度有关，当纬度一定时，两水准面之间的距离与重力成反比，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。36何谓电磁波测距三角高程？讨论研究这种方法有什么意义？试推导其高差计算公式。电磁波测距三角高程：是通过观测测站点至照准点的竖直角，再用电磁波测距仪测取此两点间的距离，根据平面三角公式计算此两点间的高差，进而推求待定点高程。 用水准测量方法测定高程控制点的高差，其精度较高，但应用在地形起伏变化较大的山区、丘陵地区十分困难。在这种情况下，通常采用电磁波测距三角高程测量的方法。 37. 用GPS接收机测得A点的空间直角坐标系坐标为： X=-1 500 415.008(m) Y= 5 171 480.288(m) Z= 3 408 079.468(m)试计算该点在2000坐标系中的大地坐标（L,B,H）， 该点的平均曲率半径R，38为什么要研究投影？我国目前采用的是何种投影？ 就是为了将椭球面上的元素（包括坐标、方位和距离）按已订购的数学法则投影到平面上，所以要研究地图投影。我国目前采用横轴椭圆柱面等角投影，即所谓的高斯投影39控制测量对投影提出什么样的基本要求？为什么要提出这种要求？ 首先，应当采用等角投影（又称为正形投影）。这是因为假如采用正形投影的话，在三角测量中大量的角度观测元素在投影前后保持不变，这样就免除了大量投影计算工作；另外，我们测制的地图主要是为国防和国民经济建设服务，采用这种等角投影可以保证在有限的范围内使地图上图形同椭球上保持相似，这给识图用图将带来很大便利。其次，在所采用的正形投影中，还要求长度和面积变形不大，并能够应用简单公式计算由于这些变形而带来的改正数。在一般情况下，从理论上说，不管投影变形有多大，都是可以计算出来的。但计算很大的变形，比起直接在椭球面上进行数据处理，显得并不简单，从而将失去投影的意义。最后，对于一个国家乃至全世界，投影后应该保持具有一个单一起算点的统一的坐标系，但这是不可能的，因为这样的话，变形将会很大，并且难以顾及，这同上面要求相矛盾。为了解决这个矛盾，测量上往往是将这样大的区域按一定规律分为若干小区域（或带）。每个带单独投影，并组成本身的直角坐标系，然后，在将这些带用简单的数学方法连接在一起，从而组成统一的系统。因此，要求投影能很方便按分带进行，并能按高精度的、简单的、同样的计算公式和用表把各带连成整体。40椭球是一个不可展曲面，将此曲面上的测量要素转换到平面上去，必然会产生变形，此种变形一般可分为哪几类？我们可采取什么原则对变形加以控制和运用?投影变形可分为长度变形、角度变形、方向变形和面积变形。使某种变形为零，其他变形最小。41高斯投影应满足哪些条件？6带和3带的分带方法是什么？如何计算中央子午线的经度？高斯投影需满足以下三个条件：（1） 中央子午线投影后为直线；（2） 中央子午线投影后长度不变；（3） 投影具有正形性质，即正形投影条件。分带方法：6带自零度子午线起每隔经差6自西向东分带。3分带从东经1o 30起，每3o为一带。中央子午线的经度计算：6带：L=6n -33带：L=3n42高斯6投影带的实际带宽是多少？为什么这样规定？ 43正形投影有哪些特征？何谓长度比？正形投影的特征：在正形投影中长度比与方向无关。 投影后角度保持不变长度比：投影面上一小段距离与平面上相应的水平距离之比。44投影长度比公式的导出有何意义？导出该公式的基本思路是什么？距离改化时与长度变形有关，所以要解决距离改化的问题，就必须解决长度比及长度变形问题基本思路：在正形投影中，某点的长度比仅与该点的位置有关。45学习了正形投影的充要条件和一般公式之后，你对高斯投影的实质是怎样理解的？ 高斯投影由于是正形投影，故保证了投影的角度的不变性，图形的相似性以及在某点各方向上的长度比的同一性。由于采用了分带投影，这既限制了长度变形，又保证了在不同投影带中采用的简便公式和数表进行由于变形所引起的各项改正的计算，并且带与带间的互相计算也能够用相同的公式和方法进行。46高斯投影坐标计算公式包括正算公式和反算公式两部分，各解决什么问题？ 高斯投影坐标正算公式是通过大地坐标（L，B）能求出高斯平面坐标（x，y）。 高斯投影坐标反算是通过高斯平面坐标（x，y）能求出大地坐标（L，B）。47试述建立高斯投影坐标正算公式的基本思路及主要过程。48高斯投影正算是已知 (L,B) 求 (x,y) ，由于 值不大，故此公式可以认为是在 中央子午线 上 点上展开 的幂级数；反算公式中底点纬度Bf 是指 当 时的子午线弧长所对应的纬度 ，由于 值不大，故此公式可认为是在 中央子午线上 点上展开 的幂级数。49某点的平面直角坐标x、y是