《數(shù)字測(cè)量》第6章思考題與習(xí)題參考答案

《數(shù)字測(cè)量》第6章思考題與習(xí)題參考答案[6-1]簡(jiǎn)述距離測(cè)量的方法，各適用于什么情況?答：根據(jù)所使用的測(cè)量?jī)x器和方法的不同，距離測(cè)量可分為：鋼尺量距、視距測(cè)量和光電測(cè)距等。（1）鋼尺量距。鋼尺量距是利用經(jīng)檢定的鋼尺直接量測(cè)地面兩點(diǎn)間的距離，又稱(chēng)為距離丈量。適用于地勢(shì)平坦的地面短距離量距。（2）視距測(cè)量。視距測(cè)量是一種間接測(cè)距方法，它是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲（上、下絲）及標(biāo)尺（水準(zhǔn)尺），根據(jù)光學(xué)原理同時(shí)測(cè)定兩地面點(diǎn)間水平距離和高差的一種簡(jiǎn)易方法。其測(cè)距的相對(duì)誤差約為1/300，低于鋼尺量距；測(cè)定高差的精度低于水準(zhǔn)測(cè)量。視距測(cè)量主要用于模擬法地形測(cè)量的碎部測(cè)量中。（3）光電測(cè)距。光電測(cè)距是用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測(cè)距信號(hào)，以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。適用于各種需要測(cè)距的情況。[6-2]用鋼尺丈量?jī)A斜地面距離有哪些方法?各適用于什么情況?答：用鋼尺丈量?jī)A斜地面距離方法有兩種。（1）平量法。沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏?shì)起伏不大時(shí)，可將鋼尺拉平分段丈量，各段平距的總和即為要量的直線(xiàn)距離。（2）斜量法。當(dāng)傾斜地面的坡度比較均勻時(shí)，可以按平坦地面量距方法先沿傾斜地面丈量出AB的斜距L，再測(cè)出AB的傾斜角或高差，然后按下式計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離D：[6-3]如何衡量距離測(cè)量精度？用鋼尺丈量了AB、CD兩段水平距離。AB往測(cè)為126.780m，返測(cè)為126.735m；CD往測(cè)為357.235m，返測(cè)為357.190m。問(wèn)哪一段丈量精度高?為什么?兩段距離的丈量結(jié)果各為多少?答：距離測(cè)量精度采用相對(duì)精度來(lái)衡量。AB距離的的丈量結(jié)果：CD距離的的丈量結(jié)果：故CD邊距離丈量精度高于AB邊。[6-4]簡(jiǎn)述鋼尺量距的誤差來(lái)源及注意事項(xiàng)。答：鋼尺量距的誤差主要有以下幾種：（1）尺長(zhǎng)誤差如果鋼尺的名義長(zhǎng)度和實(shí)際長(zhǎng)度不符，則產(chǎn)生尺長(zhǎng)誤差。尺長(zhǎng)誤差對(duì)量距的影響是累積的，丈量的距離越長(zhǎng)，誤差就越大。因此新購(gòu)置的鋼尺必須經(jīng)過(guò)檢定，測(cè)出其尺長(zhǎng)改正值。（2）溫度誤差鋼尺的長(zhǎng)度會(huì)隨溫度而變化，當(dāng)丈量時(shí)的溫度和標(biāo)準(zhǔn)溫度不一致時(shí)，將產(chǎn)生溫度誤差。按照鋼的膨脹系數(shù)計(jì)算，溫度每變化1℃，丈量距離為30m時(shí)對(duì)距離的影響為0.4㎜。（3）鋼尺傾斜和垂曲誤差在高低不平的地面上采用鋼尺水平法量距時(shí)，鋼尺不水平或中間下垂而成曲線(xiàn)時(shí)，都會(huì)使量得的長(zhǎng)度比實(shí)際要大。因此丈量時(shí)必須注意鋼尺水平。（4）定線(xiàn)誤差丈量時(shí)鋼尺沒(méi)有準(zhǔn)確地放在所量距離的直線(xiàn)方向上，使所量距離不是直線(xiàn)而是折線(xiàn)長(zhǎng)度，使丈量結(jié)果偏大，這種誤差稱(chēng)為定線(xiàn)誤差。丈量30m長(zhǎng)的距離，當(dāng)偏差為0.25m時(shí)，所量距離偏大1㎜。（5）拉力誤差鋼尺在丈量時(shí)所受到的拉力應(yīng)與檢定時(shí)拉力相同。若拉力變化±2.6kg，尺長(zhǎng)將改變±lmm。（6）丈量誤差丈量時(shí)在地面上標(biāo)志尺端點(diǎn)位置處插測(cè)釬不準(zhǔn)，前、后尺手配合不好，余長(zhǎng)讀數(shù)不準(zhǔn)等都會(huì)引起丈量誤差，這種誤差對(duì)丈量結(jié)果的影響符號(hào)、大小不定。在丈量中要盡力做到對(duì)點(diǎn)讀數(shù)準(zhǔn)確，配合協(xié)調(diào)。[6-5]何謂視距測(cè)量?其有哪些特點(diǎn)和用途?答：視距測(cè)量是一種間接測(cè)距方法，它是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲（上、下絲）及標(biāo)尺（水準(zhǔn)尺），根據(jù)光學(xué)原理同時(shí)測(cè)定兩地面點(diǎn)間水平距離和高差的一種簡(jiǎn)易方法。其測(cè)距的相對(duì)誤差約為1/300，低于鋼尺量距；測(cè)定高差的精度低于水準(zhǔn)測(cè)量。視距測(cè)量主要用于模擬法地形測(cè)量的碎部測(cè)量中。[6-6]推導(dǎo)在普通視距測(cè)量中視線(xiàn)水平和視線(xiàn)傾斜兩種情況下計(jì)算水平距離和高差的公式。答：（1）視線(xiàn)水平時(shí)的視距測(cè)量計(jì)算公式（2）視線(xiàn)傾斜時(shí)的視距測(cè)量計(jì)算公式[6-7]下表所列為視距測(cè)量成果，計(jì)算各點(diǎn)所測(cè)水平距離和高差。測(cè)站高程H0=50.OOm，儀器高i=1.56m，點(diǎn)號(hào)上絲讀數(shù)下絲讀數(shù)中絲讀數(shù)豎盤(pán)讀數(shù)豎直角高差水平距離高程備注11.8450.9601.4086°28′3°32′5.60488.16455.60422.1650.6351.4097°24′-7°24′-19.702150.46230.29831.8801.2421.5687°18′2°42′3.00263.853.00242.8751.1202.0093°18′-3°18′-9.646175.540.354[6-8]簡(jiǎn)述相位法測(cè)距原理。答：在A點(diǎn)安置測(cè)距儀，在B點(diǎn)安置反射棱鏡，測(cè)距儀發(fā)射的調(diào)制光波到達(dá)反射棱鏡后又返回到測(cè)距儀。設(shè)光速C為已知，如果調(diào)制光波在待測(cè)距離D上的往返傳播時(shí)間為，則距離D的計(jì)算式為：相位法測(cè)距是將發(fā)射光波的光強(qiáng)調(diào)制成正弦波的形式，通過(guò)測(cè)量正弦光波在待測(cè)距離上往返傳播的相位移來(lái)解算距離。測(cè)距儀在A點(diǎn)發(fā)射的調(diào)制光在待測(cè)距離上傳播，被B點(diǎn)反射棱鏡反射后又回到A點(diǎn)而被接收機(jī)接收，然后由相位計(jì)將發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)進(jìn)行相位比較，得到調(diào)制光在待測(cè)距離上往返傳播所產(chǎn)生的相位移，其相應(yīng)的往返傳播時(shí)間為。式中，為正弦波波長(zhǎng)，把稱(chēng)為測(cè)距儀的測(cè)尺。將上式與鋼尺量距公式相比，測(cè)距儀就是用這把長(zhǎng)為的“光尺”去測(cè)量距離，N為整尺段數(shù)，為不足一整尺段之余數(shù)。[6-9]寫(xiě)出光電測(cè)距儀的標(biāo)稱(chēng)精度公式，并舉例說(shuō)明其含義。答：光電測(cè)距儀的標(biāo)稱(chēng)精度公式如三鼎STS-720系列全站儀的標(biāo)稱(chēng)精度可按式（6-24）表示為±（2mm+2Dppm）。其中1ppm=1mm/1km=1×10-6,即每測(cè)量1km的距離將產(chǎn)生1mm的比例誤差。[6-10]簡(jiǎn)述光電測(cè)距儀測(cè)距誤差來(lái)源及注意事項(xiàng)。答：（1）真空光速測(cè)定誤差真空光速測(cè)定誤差，其相對(duì)誤差為：也就是說(shuō)，真空光速測(cè)定誤差對(duì)測(cè)距的影響是1km產(chǎn)生0.004mm的比例誤差，可以忽略不計(jì)。（2）精測(cè)尺調(diào)制頻率誤差目前，國(guó)內(nèi)外廠商生產(chǎn)的紅外測(cè)距儀的精測(cè)尺調(diào)制頻率的相對(duì)誤差一般為=（1-5）×10－6=1-5ppm，其對(duì)測(cè)距的影響是1km產(chǎn)生1-5㎜的比例誤差，誤差大小與距離長(zhǎng)度成正比。因此，需要通過(guò)對(duì)測(cè)距儀進(jìn)行檢定，以求出比例改正數(shù)對(duì)所測(cè)距離進(jìn)行改正。（3）氣象參數(shù)誤差大氣折射率主要是大氣溫度t和大氣壓力p的函數(shù)。一般：大氣溫度測(cè)量誤差為1℃或者大氣壓力測(cè)量誤差為3㎜Hg時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生1ppm的比例誤差。嚴(yán)格地說(shuō)，計(jì)算大氣折射率n所用的氣象參數(shù)t、p應(yīng)該是測(cè)距光波沿線(xiàn)的積分平均值，由于在實(shí)踐中難以測(cè)到，所以一般是在測(cè)距的同時(shí)測(cè)定測(cè)站和鏡站的t、p并取其平均值來(lái)代替其積分值。由此引起的折射率誤差稱(chēng)為氣象代表性誤差。實(shí)驗(yàn)表明，選擇陰天、有微風(fēng)的天氣測(cè)距時(shí)，氣象代表性誤差較小。（4）測(cè)相誤差測(cè)相誤差包括自動(dòng)數(shù)字測(cè)相系統(tǒng)的誤差、測(cè)距信號(hào)在大氣傳輸中的信噪比誤差等，信噪比為接收到的測(cè)距信號(hào)強(qiáng)度與大氣中雜散光的強(qiáng)度之比。前者決