控制测量复习题以及答案

1、控制测量学试题参考答案一、名词11、子午圈：过椭球面上一点的子午面同椭球面相截形成的闭合圈。2、卯酉圈：过椭球面上一点的一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈。3、椭园偏心率：第一偏心率伫第二偏心率宀二产ab4、大地坐标系：以大地经度、大地纬度和大地高来表示点的位置的坐标系。P35、空间坐标系：以椭球体中 心为原点，起始子午面与赤道面交线为X轴，在赤道面上与X轴正 交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴，构成右手坐标系O-XYZ。P46、法截线：过椭球面上一点的法线所作的法截面与椭球面相截形成圈。P97、相对法截线：设在椭球面上任意取两点A和B,过A点的法线 所作通过B点的法截

2、线和过B点的法线所作通过A点的法截线，称 为AB两点的相对法截线。 P158、大地线：椭球面上两点之间的最短线。9、垂线偏差改正：将以垂线为依据的地面观测的水平方向观测值归算到以法线为依据的方向值应加的改正。P1810、标高差改正：由于照准点高度而引起的方向偏差改正。P1911、 截面差改正:将法截弧方向化为大地线方向所加的改正。P2012、起始方位角的归算：将天文方位角以测站垂线为依据归算到椭 球面以法线为依据的大地方位角。P2213、勒让德尔定理：如果平面三角形和球面三角形对应边相等，则 平面角等于对应球面角减去三分之一球面角超。P2714、大地元素：椭球面上点的大地经度、大地纬度，两点之

3、间的大 地线长度及其正、反大地方位角。P2815、大地主题解算：如果知道某些大地元素推求另外一些大地元素, 这样的计算称为大地主题解算。P2816、大地主题正算：已知已点的大地坐标，至 弘的大地线长及 其大地方位角，计算煦点的大地坐标和大地线在F2点的反方位 角。17、大地主题反算：如果已知两点的大地坐标，计算期间的大地线 长度及其正反方位角。18、地图投影：将椭球面上各个元素（包括坐标、方向和长度）按 定的数学法则投影到平面上。P3819、高斯投影：横轴椭圆柱等角投影（假象有一个椭圆柱横套在地球椭球体外，并与某一条子午线相切，椭球柱的中心轴通过椭球体 中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两

4、侧各一定范围内的地 区投影到椭圆柱上，再将此柱面展开成投影面）。P3920、平面子午线收敛角：直角坐标纵轴及横轴分别与子午线和平行 圈投影间的夹角。21、方向改化：将大地线的投影曲线改化成其弦线所加的改正。22、长度比：椭球面上某点的一微分元素与其投影面上的相应微分元素的比值。P7023、参心坐标系：依据参考椭球所建立的坐标系（以参心为原点）。24、地心坐标系：依据总参考椭球所建立的坐标系（以质心为原点）。25、站心坐标系：以测站为原点，测站上的法线（垂线）为Z轴（指 向天顶为正），子午线方向为x轴（向北为正），y轴与x,z轴垂直构 成左手系。二、填空题：1、 旋转椭球的形状和大小是由子午椭园

5、的个基本几何参数 来决定的，它们分别是长半轴、短半轴、扁率、第一偏心率、第二 偏心率。2、决定旋转椭球的形状和大小，只需知道5 个参数中的 2个参数就够了，但其中至少有一个长度元素。3、传统大地测量利用天文大地测量和重力测量资料推算地球椭球的 几何参数，我国1954年北京坐标系应用是 克拉索夫斯基 椭 球，1980年国家大地坐标系应用的是 7 5国际椭球（1 9 7 5年 国际大地测量协会推荐）椭球,而全球定位系统（GPS）应用的是 WGS-84（1 7届国际大地测量与地球物理联合会推荐）椭球。4、两个互相垂直的法截弧的曲率半径，在微分几何中统称为主曲率半径，它们是指M 和N 。5、椭球面上任

6、意一点的平均曲率半径R等于该点 子午曲率半径M影,当mo=O.9996时，称为横轴墨卡托投影（UTM投影） 。24、写出工程测量中几种可能采用的直角坐标系名称（写出其中三 种）：国家3度带高斯正形投影平面直角坐标系、抵偿投影面 的3度带高斯正形投影平面直角坐标系 、任意带高斯正形投影 平面直角坐标系 。25、所谓建立大地坐标系，就是指确定椭球的形状与大小 ，椭 球中心 以及椭球坐标轴的方向（定向）。26、椭球定位可分为 局部定位 和 地心定位 。27、参考椭球的定位和定向，就是依据一定的条件，将具有确定参 数的椭球与地球的相关位置确定下来。28、参考椭球的定位和定向，应选择六个独立参数，即表示

7、参考椭球定位的三个 平移参数和表示参考椭球定向的三个 绕坐标轴的旋转参数。29、参考椭球定位与定向的方法可分为两种，即一点定位 和多点定位。30、参心大地坐标建立的标志是参考椭球参数和大地原点上的其算 数据的确立。31、不同大地坐标系的换算，包含9个参数，它们分别是三个平移 参数 、三个旋转参数、个尺度参数和两个地球椭球元素变化 参数。32、三角网中的条件方程式，一类是与起算数据无关的，称为独立 网 条件,包括图形条件 、水平条件 和极条件。33、三角网中的条件方程式，一类是与起算数据有关的，称为 起 算数据条件或强制符合条件 条件,包括 方位角（固定角）、基线（固定边）及 纵横坐标条件。34

8、、写出条件平差时三角形中角度改正数与边长改正数的关系式: Va = -cosC v-cosB叫.）o35、写出|、备接平差时手网中万向误拳方程式的一般形式：Vki= - 5砍- -or耿-7iT輕 + oT秋 + ki j_ Jki =讥- N灯- Z&。%弘SkiSki36、间接平差时，一测站所有方向误差方程式中的常数项之代数和 为0。37、写岀间接平差时边长误差方程式的一般形式：Vskj=-cosafQw+cosa：）Qy +sinQ：；,+L o38、大地经度为12T 07的点，位于6。带的第2 1带,其中央子午线经度为123。39、大地经度为132 25的点，位于6带的第2 3 带,其

9、中央子午线经度为135。40、大地线方向归算到弦线方向时，JII页时针为正，逆时针为负。41、坐标平差中，史赖伸约化两三角网“方向误差方程式的一般形式为Vki=- +尊我一尊耿一尊輕+孚秋+iki O42、地面上所有水平命的观珈値均攻垂线为依据,而在椭球上 则要求以该点的 法线 为依据。43、高斯平面子午线收敛角由子午线投影曲线量至纵坐标线，顺时针为正，逆时针为负 。44、天文方位角q是以测站的 垂线 为依据的。三、选择与判断题：1、包含椭球面一点的法线，可以作 2 法截面,不同方向的法截弧的曲率半径4。 唯个多个 相同不同2、子午法截弧是 2 方向,其方位角为4。 东西南北任意 0或1809

10、0或270任意角度3、卯西法截弧是 1 方向,其方位角为5。 东西南北任意0。或18090。或270任意角度4、任意法截弧的曲半径Ra不仅与点的纬度B有关，而且还与过该点的法截弧的3 有关。 经度/ 坐标X方位角A5、主曲率半径M是任意法截弧曲率半径Ra的极大值极小值平均值6、主曲率半径N是任意法截弧曲率半径Ra的 o极大值极小值 平均值7、M、R、N三个曲率半径间的关系可表示为1。N R MR M NM R NR N M8、单位纬差的子午线弧长随纬度升高而 ,单位经差的平行圈弧长则随纬度升高而1。缩小增长相等不变9、某点纬度愈高，其法线与椭球短轴的交点愈 ,即法截线偏 3。高低上下10、垂线

11、偏差改正的数值主要与 和 3 有关。测站点的垂线偏差照准点的高程观测方向天顶距测站点到照准点距离11、标高差改正的数值主要与 有关。测站点的垂线偏差照准点的高程观测方向天顶距测站点到照准点距离12、截面差改正数值主要与 4 有关。测站点的垂线偏差照准点的高程观测方向天顶距测站点到照准点距离13、方向改正中，三等和四等三角测量 4。 不加截面差改正，应加入垂线偏差改正和标高差改正； 不加垂线偏差改正和截面差改正，应加入标高差改正； 应加入三差改正；不加三差改正；14、方向改正中，等三角测量 3。 不加截面差改正，应加入垂线偏差改正和标高差改正； 不加垂线偏差改正和截面差改正，应加入标高差改正；

12、应加入三差改正；不加三差改正；15、地图投影问题也就是o 建立椭球面元素与投影面相对应元素间的解析关系式 建立大地水准面与参考椭球面相应元素的解析关系式 建立大地坐标与空间坐标间的转换关系16、方向改化 2只适用于一、二等三角测量加入 在一、二、三、四等三角测量中均加入 只在三、四等三角测量中加入17、设两点间大地线长度为S,在高斯平面上投影长度为s,平面上两点间直线长度为D,则1。 SD sD sS Ss18、长度比只与点的 2 有关,而与点的 1 无关。方向 位置长度变形距离19、测边网中 3。不存在图形不存在方位角条件不存在基线（固定边）条件 不存在固定角条件20、我国采用的1954年北

13、京坐标系应用的是1975年国际椭球参数克拉索夫斯基椭球参数WGS-84椭球参数贝塞尔椭球参数21、我国采用的1980图家大地坐标系应用的是_。1975年国际椭球参数克拉索夫斯基椭球参数WGS-84椭球参数贝塞尔椭球参数22、子午圈曲率半径M等于 3。M r WcosB M =MN23、就球面卜任意一点的平均曲率半径R等于 4 o仝A” = Rn/? = ?7? = VMN24、25、26、27、28、孚午圈是大地线（对）。不同大地坐标系间的变换包含7个参数（错 ）。平行圈是大地线（错 ）o定向角就是测站上起始方向的方位角（对 ）o条件平差中，虽然大地四边形有个别角度未观测，但仍可以列 出极条件

14、方程式（对）。29、高斯投影中的3度带中央子午线一定是6度带中央子午线，而 6度带中央子午线不一定是3度带中央子午线（错）。30、高斯投影中的6度带中央子午线一定是3度带中央子午线，而3度带中央子午线不一定是6度带中央子午线（对）o31、控制测量外业的基准面是4大地水准面参考椭球面法截面水准面32、控制测量计算的基准面是 2。大地水准面参考椭球面法截面高斯投影面33、同一点曲率半径最长的是（2）。子午线曲率半径 卯酉圈曲率半径 平均曲率半径 方位角为45。的法截线曲率半径34、我国采用的高程系是（3 ）o正高高程系近似正高高程系正常高高程系动高高程系四、冋答题：1、大地坐标系是大地测量的基本坐

15、标系，其优点表现在什么方面？ 要点：以旋转椭球体建立的大地坐标系，由于旋转椭球体是一个规 则的数学曲面，可以进行严密的数学计算，而且所推算的元素（长 度、角度）同大地水准面上的相应元素非常接近。2、什么是大地线？简述大地线的性质。要点：椭球面上两点间的最短程曲线叫做大地线。大地线是一条空间曲面曲线；大地线是两点间唯一最短线，而 且位于相对法截线之间，并靠近正法截线，与正法截线间的夹角为 = *；大地线与法截线长度之差只有百万分之一毫米，所以在实际 计賢中，这样的差异可以忽略不计；在椭球面上进行量测计算时， 应当以两点间的大地线为依据。在地面上测得的距离，方向等，应 当归化到相应的大地线的方向和

16、距离。P163、4、何为大地线微分方程？写岀其表达形式。所谓大地线微分方程，是指表达dLdB.dA各与dS的关系式。血=如_亦 d豎进LfgBdS简述三鼠测量中，各等级三角测量应如何加入三差改正？要点：在一般情况下，一等三角测量应加入三差改正，二等三 角测量应加垂线偏差改正和标高改正，而不加截面差改正；三等三角测量可不加三差改正，但当加10时或H 200077时，则应加垂线 偏差改正和标高改正，这就是说，在特殊情况下，应该根据测区的 实际情况作具体分析，然后再作岀加还是不加入改正的规定。5、简述大地主题解算直接解法的基本思想。要点：直接解算极三角形PiNP2o比如正算问题时，已知数据 是边长S

17、F】N及角A12,有三角形解算可得到另外的元素1,0及P2N, 进而求得未知量=9O-P,7V,A21 =360-/7常用的直接解法是白塞尔解法。6、简述大地主题解算间接解法的基本思想。要点：根据大地线微分方程，解出经度差dl,纬度差dB及方位 角之差Q代B厂B I厶,A|2，S)厶=厶2 -厶厶再柬出床知量0M，厶九,S).B2 =+ dB.L?=厶 + dL, A2| = A? 180 +dA常用的间接解法有高斯平均引数公式。P297、简述高斯平均引数公式的优点。要点：基本思想是首先把勒让德尔级数在匕点展开改在大地线 长度中点M展开，以使级数公式项数减少，收敛快，精度高；其次 考虑到求解中

18、点M的复杂性，将M点用大地线两端点平均方位角相 对应的m点来代替，并借助迭代计算，便可顺利地实现大地主题正 算。P318、试述控制测量对地图投影的基本要求。要点：首先应当采用等角投影；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。最后，要求投影能够方便的按照分带进行，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。9、什么是高斯投影？为何采用分带投影？要点：高斯投影又称横轴椭圆柱等角投影。它是想象有一个椭 圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线(此子午线称为 中央子午线或轴子午线)相切，椭圆柱的中心轴通过椭圆柱体中

19、心, 然后用一定投影方式，将中央子午线两侧各一定经度范围内的地区 投影到椭球柱面上，再将此柱面展开即成为投影面。由于采用了同样法则的分带投影，这既限制了长度变形，又保 证了在不同投影带中采用相同的简便公式和数表进行由于变形引起 的各项改正的计算，并且带与带间的互相换算也能采用相同的公式 和方法进行。P4010、简述正形投影区别于其它投影的特殊性质。要点：在正形投影中，长度比与方向无关，这就成为推倒正形 投影一般条件的基本岀发点。11、叙述高斯投影正算公式中应满足的三个条件。要点：中央子午线投影后为直线；中央子午线投影后长度不变; 投影具有正形性质，即正形投影条件。12、叙述高斯投影反算公式中应

20、满足的三个条件。要点：x坐标轴投影成中央子午线，是投影的对称轴；x轴上的 长度投影保持不变；正形投影条件，即高斯面上的角度投影到椭球 面上后角度没有变形，仍然相等。13、试述高斯投影正、反算间接换带的基本思路。要点：这种方法的实质是把椭球面上的大地坐标作为过度坐标。 首先把某投影带内有关点的平面坐标(x,y) 1利用高斯投影反算公式 换算成椭球面上的大地坐标(BJ),进而得到L=LO+I,然后再由大地 坐标(BJ),利用投影正算公式换算成相邻带的平面坐标(x,y) 2在计 算时，要根据第2带的中央子午线来计算经差I,亦即此时l=L-L0o14、试述工程测量中投影面和投影带选择的基本岀发点。要点

21、：1)在满足工程测量精度要求的前提下，为使得测量结果 得一测多用，这时应采用国家统一 3度带高斯平面直角坐标系，将 观测结果归算至参考椭球面上。2)当边长的两次归算投影改正不能满足要求时，为保证工程测 量结果的直接利用和计算的方便，可以采用任意带的独立高斯投影 平面直角坐标系，归算结果可以自己选定。可以采用抵偿投影面的 高斯正形投影；任意带高斯正形投影；具有高程抵偿面的任意带高 斯正形投影。 P8915、控制测量概算的主要目的是什么？要点：1)系统地检查外业成果质量，把好质量关2)将地面上观测成果归算到高斯平面上，为平差计算作好数据 准备工作；3)计算各控制点的资用坐标，为其它急需提供未经 平差的控制测量基础数据。16、简述椭球定向的平行条件和目的。要点：平行条件：椭球短轴平行于地球自转轴；大地起始子午 面平行于天文起始子午面。目的在于简化大地坐标、大地方位角同天文坐标、天文方位角 之间的换算。P11317、列条件方