工程测量基础作业答案.doc
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1、工程测量基础思考题及参考答案作业一1什么叫大地水准面?它有什么特点和作用?2什么叫绝对高程、相对高程及高差?3测量上的平面直角坐标系和数学上的平面直角坐标系有什么区别?4什么叫高斯投影?高斯平面直角坐标系是怎样建立的?5已知某点位于高斯投影6带第20号带,若该点在该投影带高斯平面直角坐标系中的横坐标-306579.210m,写出该点不包含负值且含有带号的横坐标及该带的中央子午线经度。参考答案:1通过平均海水面的一个水准面,称大地水准面,它的特点是水准面上任意一点铅垂线都垂直于该点的曲面,是一个重力曲面,其作用是测量工作的基准面。2地面点到大地水准面的垂直距离,称为该点的绝对高程。地面点到假设水
2、准面的垂直距离,称为该点的相对高程。两点高程之差称为高差。3测量坐标系的X轴是南北方向,X轴朝北,Y轴是东西方向,Y轴朝东,另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排,这些正好与数学坐标系相反。4、假想将一个横椭圆柱体套在椭球外,使横椭圆柱的轴心通过椭球中心,并与椭球面上某投影带的中央子午线相切,将中央子午线附近(即东西边缘子午线范围)椭球面上的点投影到横椭圆柱面上,然后顺着过南北极母线将椭圆柱面展开为平面,这个平面称为高斯投影平面。所以该投影是正形投影。在高斯投影平面上,中央子午线投影后为X轴,赤道投影为Y轴,两轴交点为坐标原点,构成分带的独立的高斯平面直角坐标系统。5Y=20(-306579.
3、210m+500000m)=20193420.790。作业二1用水准仪测定、两点间高差,已知点高程为=12.658m,尺上读数为1526mm,尺上读数为1182mm,求、两点间高差为多少?点高程为多少?绘图说明。2何谓水准管轴?何谓圆水准轴?何谓水准管分划值?3水准测量中为什么要求前后视距相等?4S3型水准仪有哪几条主要轴线?它们之间应满足哪些几何条件?为什么?哪个是主要条件?5.在表2-1中进行附合水准测量成果整理,计算高差改正数、改正后高差和高程。表2-1 附合水准路线测量成果计算表点号路线长L(km)观测高差 hi(m)高差改正数(m)改正后高差(m)高程H(m)备注BMA 1.5 +4
4、.362 7.967已知1 0.6 +2.4132 0.8 -3.1213 1.0 +1.2634 1.2 +2.7165 1.6 -3.715BMBBB 11.819已知 fhh测 (HBHA) fh容40 参考答案:1hAB=+0.344m,hB=13.002m2通过水准管圆弧零点的切线,称为水准管轴。通过圆水准器零点的法线,称为圆水准轴。水准管上两相邻分划线间的圆弧(2)所对的圆心角,称为水准管分划值。3为了消除视准轴不平行与水准管轴的误差,消除或减少地球曲率和大气折光对高差的影响4水准仪的轴线主要有:视准轴,水准管轴,圆水准轴,仪器竖轴。水准仪轴线应满足的几何条件为:1) 圆水准轴应平
5、行于仪器竖轴();2) 十字丝中丝应垂直于仪器竖轴(即中丝应水平);3) 水准管轴应平行于视准轴()。5点号路线长L(km)观测高差 hi(m)高差改正数(m)改正后高差(m)高程H(m)备注BMA 1.5 +4.362-0.015+4.347 7.967已知112.314 0.6 +2.413-0.006+2.407214.721 0.8 -3.121-0.008-3.129311.592 1.0 +1.263-0.010+1.253412.845 1.2 +2.716-0.012+2.704515.549 1.6 -3.715-0.015-3.730BMB.B 11.819已知6.7 fh
6、h测 (HBHA)+66mm fh容40104mm -9.85mm/km -66mm作业三1. 如何将经纬仪的起始方向水平度盘读数配置成08009000?2. 何谓竖盘指标差?如何消除竖盘指标差?3. 用J6型光学经纬仪按测回法观测水平角,整理表3-1中水平角观测的各项计算。表3-1 水平角观测记录测站目标度盘读数半测回角值一测回角值各测回 平均角值备 注盘 左盘 右 OA 0 00 24180 00 54B58 48 54238 49 18A90 00 12270 00 36B148 48 48328 49 184.计算表3-2竖直角观测的指标差和竖直角。表3-2 竖直角观测记录测站目标度盘
7、读数指标差竖直角备 注盘 左盘 右 OA79 20 24280 40 00B98 32 18261 27 54C90 32 42270 27 00D84 56 24275 03 185. 用DJ6型光学经纬仪观测某一目标,盘左竖直度盘读数为7l4524,该仪器竖盘(盘左)注记如l2题表3-2所示,测得竖盘指标差=+24,试求该目标正确的竖直角为多少?参考答案:1利用经纬仪度盘变换手轮,打开保护盖,转动手轮,此时水平度盘随着转动。待转到08009000位置时,将手松开,关闭度盘变换手轮保护盖,水平度盘即为0800900的位置。2当视线水平且竖盘水准管气泡居中时的竖盘读数与应有的竖盘指标正确读数(
8、即90的整倍数)有一个小的角度差,称为竖盘指标差,即竖盘指标偏离正确位置引起的差值。采用盘左、盘右位置观测取平均计算得竖直角,消除竖盘指标差的影响。3表3-1 水平角观测记录测站目标度盘读数半测回角值一测回角值各测回 平均角值备 注盘 左盘 右 OA 0 00 24180 00 5458 48 30B58 48 54238 49 1858 48 24 58 48 27A90 00 12270 00 3658 48 3658 48 30B148 48 48328 49 1858 48 3258 48 344竖直角观测记录测站目标度盘读数指标差竖直角备 注盘 左盘 右 OA79 20 24280
9、40 00+12+10 39 48B98 32 18261 27 54+6-8 32 12C90 32 42270 27 00-9-0 32 51D84 56 24275 03 18-9+5 03 27518015/00/作业四1.距离测量有哪几种方法?光电测距仪的测距原理是什么?2.某钢尺的尺长方程为lt=30m+0.006m+1.210-530m(t -20C),使用该钢尺丈量AB之间的长度为29.9358m,丈量时的温度t =12C,使用拉力与检定时相同,AB两点间高差hAB=0.78m,试计算AB之间的实际水平距离?3.斜视距测量平距计算公式可以是DAB=100(下-上)sin2L?假
10、设已知=下-上=1.254m,竖直度盘读数L=884536。求DAB=?4.某直线段的磁方位角=3030,磁偏角=025,求真方位角=?若子午线收敛角=225,求该直线段的坐方位角=?5.图4-1中,A点坐标xA=345.623m,yA=569.247m;B点坐标xB=857.322m,yB=423.796。水平角=153627,=842545,=964714。求方位角,。图4-1作业四参考答案:1距离测量的方法有:直接量距法(钢尺量距)、光学量距法(视距测量)和物理法(光电测距)。光电测距是采用电磁波或光波在两点间传播的时间计算距离。为了提高光电测距的精度,应采用间接测时手段相位测时法,2D
11、AB=29.9288m。3因为L是盘左竖直度盘读数,DAB=100(下-上)cos2a,a=90- L,所以DAB=100(下-上)cos2(90-L)= 100(下-上)sin2L。=下-上=1.254m,竖直度盘读数L=884536,DAB=125.341 m。4= M+=3030+025=3055。= A-=3030-225=302735。5=3440755.4。=1794422.4,=2751837.4,=1920551.4。作业五1.何谓全站仪?它有哪几部分组成?一般具有哪些测量功能?2.简述全站仪如何进行坐标测量。3.简述全站仪各部分的作用。4.简述全站仪如何进行水平角测量作业五参
12、考答案:1全站仪是指在测站上一经观测,其斜距、竖角、水平角等均自动显示,并能立即得到平距、高差和点的坐标。全站仪由电子经纬仪、光电测距仪和数据记录装置组成。进行水平角测量、竖直角测量、距离测量、坐标测量;利用应用软件还可进行前方交会、后方交会、道路横断面测量、悬高测量以及按设计坐标进行点位放样等功能。2坐标测量可按以下程序进行: (1)坐标测量前的准备工作。(2)输入仪器高。(3)输入棱镜高。(4)输入测站点数据。(5)输入后视点坐标。(6)设置起始方向坐标方位角。(7)设置气象改正数:在进行坐标测量前,应输入当时的大气温度和气压。(8)三维坐标测量:精确照准立于待测点的棱镜中心,按坐标测量键
13、,短暂时间后,坐标测量完成,屏幕显示出待测点(目标点)的坐标值。测量完成。3全站仪各部分的作用如下:(1)测角部分相当于电子经纬仪,可以测定水平角、竖直角和设置方位角。(2)测距部分相当于光电测距仪,一般采用红外光源,测定至目标点(设置反光棱镜或反光片)的斜距,并可归算为平距及高差。(3)中央处理单元接收输入指令,分配各种观测作业,进行测量数据的运算。(4)输入、输出部分包括键盘、显示屏和接口。(5)电源部分有可充电式电池。4(1)基本操作方法选择水平角显示方式水平角显示具有左角(逆时针角)和右角(顺时针角)两种形式可供选择,进行测量前。应首先将显示方式进行定义。水平度盘读数设置a水平方向置零
14、。测定两条直线间的夹角,可将其中任一点作为起始方向,并通过键盘操作,将望远镜照准该方向时水平度盘的读数设置为000000,简称为水平方向置零。b方位角设置(水平度盘定向)。当在已知点上设站,照准另一已知点时,则该方向的坐标方位角是已知量,此时可设置水平度盘的读数为已知方位角值,称为水平度盘定向。此后,照准其它方向时,水平度盘显示的读数即为该方向的方位角值。 (2)水平角测量用全站仪测水平角时,首先选择水平角显示方式。然后精确照准后视点并进行水平方向置零(水平度盘的读数设置为000000),再旋转望远镜精确照准前视点,此时显示屏幕上的读数,便是要测的水平角值,记录入测量手簿即可。用全站仪测水平角
15、亦可采用下述方法:先照准左目标,读取水平度盘读数a,然后照准右目标,读取水平度盘读数b,则所测水平角为:=ba。作业六1GPS全球定位系统由几部分组成?有什么优点?2空间卫星的主要功能有哪些?3GPS信号接收机的任务是什么?作业六参考答案:1GPS全球定位系统由三部分组成:由GPS卫星组成的空间部分;由若干地方站组成的控制部分;以GPS接收机为主体的用户部分。其优点为:用途广泛、自动化程度高、观测速度快、定位精度高、经费节省和效益高。2 (1)接收和存储由地面监控站发来的导航信号,接收并执行监控站的控制指令;(2)卫星上设有微处理机,可进行必要的数据处理。(3)通过星载的高精度原子钟产生基准信
16、号,提供精确的时间标准。(4)向用户连续不断地发送导航定位信号。(5)接收地面主控站通过注入站送给卫星的调度指令。3GPS信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出观测站的三维位置,甚至三维速度和时间,最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。作业七l怎样区分测量工作中的误差和粗差?2偶然误差和系统误差有什么不同?偶然误差有哪些特性?3为什么说观测值的算术平均值是最可靠值?4在什么情况下采用中误差衡量测量
17、的精度?在什么情况下则用相对误差?5某直线段丈量了4次,其结果为:98.427m,98.415m,98.430m,98.426m。使用CASIO fx-3950P计算器在单变量统计模式下计算其算术平均值、观测值中误差,并计算算术平均值中误差和相对误差。6设对某水平角进行了五次观测,其角度为:632612,632609,632618,632615,632606。计算其算术平均值、观测值的中误差和算术平均值的中误差。作业七参考答案:1测量中的误差是不可避免的,只要满足规定误差要求,工作中可以采取措施加以减弱或处理。粗差的产生主要是由于工作中的粗心大意或观测方法不当造成的,含有粗差的观测成果是不合格
18、的,必须采取适当的方法和措施剔除粗差或重新进行观测。2这两种误差主要在含义上不同,另外系统误差具有累积性,对测量结果的影响很大,但这种影响具有一定的规律性,可以通过适当的途径确定其大小和符号,利用计算公式改正系统误差对观测值的影响,或采用适当的观测方法、提高测量仪器的精度加以消除或削弱。偶然误差是不可避免的,且无法消除,但多次观测取其平均,可以抵消一些偶然误差,因此偶然误差具有抵偿性,多次观测值的平均值比一次测得的数值更接近于真值,此外,提高测量仪器的精度、选择良好的外界观测条件、改进观测程序、采用合理的数据处理方法如最小二乘法等措施来减少偶然误差对测量成果的影响。偶然误差特点归纳起来为:1在
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