上冊控制測量學復習題

第一章、緒論控制測量學的基本任務：在設(shè)計階段建立用于測繪大比例尺地形圖的測圖控制網(wǎng)在施工階段建立施工控制網(wǎng)在工程竣工后的運營階段，建立以監(jiān)視建筑物變形為目的的變形觀測專用控制網(wǎng)水準面：受地球表面重力場影響而形成的，是一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面，因此是一個重力場的等位面。大地水準面：與平均海水面相重合，不受潮汐、風浪及大氣壓變化影響，并延伸到大陸下面處處與鉛垂線相垂直的水準面。似大地水準面：從地面點沿正常重力線量取正常高所得端點構(gòu)成的封閉曲面?；鶞拭媾c基準線：大地水準面是測量外業(yè)的基準面，與其相垂直的鉛垂線是外業(yè)測量的基準線；參考橢球面是內(nèi)業(yè)測量的基準面，與其相垂直的法線是內(nèi)業(yè)測量的基準線。大地高：是地面點沿法線到橢球面的距離。正高：是地面點沿實際重力線到大地水準面的距離。正常高：是地面點沿正常重力線到似大地水準面的距離。垂線偏差：地面一點上的重力向量g和相應橢球面上的法線向量n之間的夾角定義為該點的垂線偏差。測定垂線偏差一般有四種方法：天文大地測量方法；重力測量方法；天文重力測量方法以及GPS方法。第二章、水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計建立國家水平大地控制網(wǎng)的方法：①常規(guī)大地測量法：1）三角測量法，2）導線測量法，3）邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)②天文測量法【推求大地方位角A=α+（L-λ）sinα稱為拉普拉斯方程式】③現(xiàn)代定位新技術(shù)：1）GPS測量，2）甚長基線干涉測量系統(tǒng)（VLBI），3）慣性測量系統(tǒng)（INS）導線網(wǎng)比三角網(wǎng)優(yōu)缺點：優(yōu)點：①網(wǎng)中各點上的方向數(shù)較少，除節(jié)點外只有兩個方向，因而受通視要求的限制較小，易于選點和降低覘標的高度，甚至無須造標。②導線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點時可根據(jù)具體情況隨時改變。③網(wǎng)中的邊長都是直接測定的，因此邊長的精度較均勻。缺點：導線網(wǎng)的缺點主要是，導線網(wǎng)中的多余觀測數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時不易發(fā)現(xiàn)觀測值中的粗差，因而可靠性不高。因此，導線網(wǎng)特別適合于障礙物較多的平坦地區(qū)或隱蔽地區(qū)。3、建立國家水平大地控制網(wǎng)的基本原則：①大地控制網(wǎng)應分級布設(shè)、逐級控制；②大地控制網(wǎng)應有足夠的精度；③大地控制網(wǎng)應有一定的密度；④大地控制網(wǎng)應有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)格和要求4、工程測量水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則：①大地控制網(wǎng)應分級布設(shè)、逐級控制；②大地控制網(wǎng)要有足夠的精度；③大地控制網(wǎng)要有足夠的密度；④大地控制網(wǎng)要有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)格和要求。5、精度估算的目的和方法:精度估算的目的是推求控制網(wǎng)中邊長，方位角或點位坐標等的中誤差，它們都是觀測量平差值的函數(shù)，統(tǒng)稱為推算元素。估算的方法有：①公式估算法②程序估算法6、等邊直伸導線的精度分析一組符號：u------點位的橫向中誤差t------點位的縱向中誤差M------點位中誤差D------端點下標Z------中點下標Q------起算數(shù)據(jù)誤差影響的下標C------測量誤差影響的下標1附合導線經(jīng)角度閉合差分配后的端點中誤差 導線的端點中誤差 式中：n—邊數(shù)，L—導線全長，S—平均邊長，—測邊中誤差，λ—測邊系統(tǒng)誤差，—測角中誤差，—AB邊長的中誤差，—起始方位角的中誤差。對于等邊直伸附合導線而言，因測量誤差而產(chǎn)生的端點縱向誤差完全是由量邊的誤差而引起的；短點的橫向誤差完全是由測角的誤差引起的。如果不是等邊直伸的，測角的誤差也將對端點的縱向誤差產(chǎn)生影響，同樣量邊的誤差也將對導線的橫向誤差產(chǎn)生影響。因此，無論縱向誤差還是橫向誤差，都包含有兩種觀測量誤差的影響。7、單一附合導線的點位誤差橢圓的特點：①各種形狀的導線，相應的誤差橢圓大小相差不多。②誤差橢圓近似于圓，說明測角和測邊的精度比例基本適當。③最弱點在導線中間。導線網(wǎng)的精度估計：測量學中已經(jīng)導出計算支導線終點點位誤差的公式長度為的導線終點點位的權(quán)及其中誤差可按下列近似公式計算式中，。所以或式中，是導線長以為單位時的長度。精密工程測量控制網(wǎng)的質(zhì)量標準：①精度標準②可靠性標準③靈敏度標準④費用標準覘標的建造方法：①實地標定櫓樁②挖基坑及澆灌坑底水平層③檢查照準圓筒是否豎直及各方向是否通視④覘標的整飾和編號。第三章、精密測角儀器和水平角觀測1、三軸誤差①經(jīng)緯儀的視準軸誤差（c值）：儀器的視準軸不與水平軸正交所產(chǎn)生的誤差。消除方法：取盤左、盤右實際讀數(shù)的中數(shù)②經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差（i角）：儀器的水平軸不與垂直軸正交所產(chǎn)生的誤差。消除方法：取盤左、盤右實際讀數(shù)的平均值③經(jīng)緯儀的水平軸傾斜誤差（v角）：由于儀器未嚴格整平，而使垂直軸偏離測站鉛垂線一微小角度。消除方法：1）盡量減小垂直軸的傾斜角v值2）測回間重新整平儀器3）對水平方向觀測值施加垂直軸傾斜改正數(shù)2、影像精密測角的因素：①外界條件的影響：1）大氣層密度的變化和大氣透明度對目標成像質(zhì)量的影響2）水平折光的影響3）照準目標的相位差4）溫度變化對視準軸的影響5）外界條件對覘標內(nèi)架穩(wěn)定性的影響②儀器誤差的影響：1）水平度盤位移的影響2）照準部旋轉(zhuǎn)不正確的影響3）照準部水平微動螺旋作用不正確的影響4）垂直微動螺旋作用不正確的影響③照準和讀數(shù)誤差的影響3、精密測角的一般原則：①觀測應在目標或成像清晰、穩(wěn)定的有利于觀測的時間進行。以提高照準精度和減小旁折光的影響。②觀測前應認真調(diào)好焦距，消除視差。在一測回的觀測過程中不得重新調(diào)焦。以免引起視準軸的變動。③各測回的起始方向應均勻地分配在水平度盤和測微分劃尺的不同位置上。以消除或減弱度盤分劃線和測微分劃尺的分劃誤差的影響。④在上，下半測回之間倒轉(zhuǎn)望遠鏡。以消除和減弱視準軸誤差、水平軸傾斜誤差等影響，同時可以由盤左、盤右讀數(shù)之差求得兩倍視準軸誤差2c，借以檢核觀測質(zhì)量。⑤上，下半測回照準目標的次序應相反，并使觀測每一目標的操作時間大致相同。目的在于消除或減弱與時間成比例均與變化的誤差影響。⑥要求每半測回開始觀測前，照準部按規(guī)定的轉(zhuǎn)動方向先預轉(zhuǎn)1－2周。為了克服或減弱在操作儀器的過程中帶動水平度盤位移的誤差。⑦使用照準部微動螺旋和測微螺旋時，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應為旋進。⑧為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測過程中應保持照準部水準器氣泡居中。4、重測和取舍觀測成果應遵循的原則是：(1)重測一般應在基本測回（即規(guī)定的全部測回）完成以后進行(2)因?qū)﹀e度盤、測錯方向、碰動儀器、氣泡偏離過大、上半測回歸零差超限以及其他原因未測完的測回可以立即重測，不計重測方向數(shù)。(3)一測回中2c互差超限或化歸同一起始方向后，同一方向值各測回互差超限時，應重測超限方向并聯(lián)測零方向（起始方向的度盤位置與原測回相同）。因測回互差超限重測時，除明顯值外，原則上應重測觀測結(jié)果中最大值和最小值的測回。(4)一測回中超限的方向數(shù)大于測站上方向總數(shù)的1/3時（包括觀測3個方向時，有一個方向重測），應重測整個測回。重測的測回數(shù)為超限的方向數(shù)（5）若零方向的2c互差超限或下半測回的歸零差超限，應重測整個測回。重測的測回數(shù)為n-1（6）在一個測站上重測的方向測回數(shù)超過測站上方向測回總數(shù)的1/3時，需要重測全部測回。測站上方向測回總數(shù)＝（n-1）m，式中m為基本測回數(shù)，n為測站上的觀測方向總數(shù)。重測方向測回數(shù)的計算方法是：在基本測回觀測結(jié)果中，重測一個方向，算作一個重測方向測回；一個測回中有2個方向重測，算作2個重測方向測回；因零方向超限而全測回重測，算作（n-1）個重測方向測回。5、測站偏心和照準偏心：測站偏心：照準偏心：第四章、電磁波測距儀及其距離測量1、電磁波測距儀分類按測程分為：長程--幾十千米、中程--數(shù)公里至十余千米、短程—3km以下;按載波源分為：光波—激光測距儀和微波—微波測距儀;按載波數(shù)分為：單載波—可見光；可見光；微波。雙載波可見光，可見光；可見光，紅外光等和三載波--可見光，可見光，微波；可見光，紅外光，微波;按反射目標分為：漫反射目標。合作目標—平面反射鏡，角反射鏡;有源反射器—同頻載波應答機，非同頻載波應答機等2、電磁波測距儀的精度公式：=A+BDA代表固定誤差，單位mm。固定誤差與測量的距離無關(guān)。BD代表比例誤差，其中B的單位為ppm，是百萬分之（幾）的意思。D的單位為km，即1×10^6mm，是一個變化值。例：全站儀精度為2mm+2ppm×D。當被測距離為1km是，儀器測距精度為4mm，換句話說，全站儀最大測距誤差不大于4mm；當被測距離為2km時，儀器測距精度則為6mm，最大測距誤差不大于6mm。相位式測距原理測距時，通過測量調(diào)制波在待測距離上往返傳播所產(chǎn)生的相位變化，間接地確定傳播時間t，進而求得待測距離D。N值的確定①直接測尺頻率方式：測尺長度u大于距離D，則D=uDNu=λ/2=c/2f②間接側(cè)尺頻率方式：一些遠程的激光測距儀中一般用一組數(shù)值上比較接近的側(cè)尺頻率，利用其差頻頻率，間接確定N值。5、用六段解析法測定加常數(shù)6、測距誤差的主要來源測距誤差較為完整的表達式：各符號含義：λ為調(diào)制波的波長；為真空中光速值測定中誤差；為折射率求定中誤差；為測距頻率中誤差；為相位測定中誤差；為一起中加常數(shù)測定中誤差；為測定的中誤差；為測距時不可避免地存在的對中誤差。7、衡量儀器的測距精度，注重以下兩個指標：內(nèi)部符合精度：指儀器對同一距離進行多次測定，其觀測值之間的符合程度。外部符合精度：指用測距儀在基線上比測后，所得的量測值與基線值比較而求得的精度指標。8、全站儀的定義和分類定義：全站儀的全稱為全站型電子速測儀，它是由光電測距儀、電子經(jīng)緯儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組合而成，集機械、光電、電子等多方面技術(shù)而成的一種測量儀器。由于只要一次安置，儀器便可以完成在該測站上所有的測量工作，故稱為全站儀。分類：全站儀采用了光電掃描測角系統(tǒng)，其類型主要有：編碼盤測角系統(tǒng)、光柵盤測角系統(tǒng)及動態(tài)（光柵盤）測角系統(tǒng)等三種。全站儀按其外觀結(jié)構(gòu)可分為兩類：（1）積木型（Modular，又稱組合型）（2）整體性（Integral）全站儀按測量功能分類，可分成四類：（1）經(jīng)典型全站儀（Classicaltotalstation）其經(jīng)典代表為徠卡公司的TC系列全站儀。（2）機動型全站儀（Motorizedtotalstation）徠卡TCM系列全站儀就是典型的機動型全站儀。（3）無合作目標性全站儀（Reflectorlesstotalstation）如徠卡TCR系列全站儀可廣泛用于地籍測量，房產(chǎn)測量和施工測量等。（4）智能型全站儀（Robotictotalstation）典型的代表有徠卡的TCA型全站儀等。全站儀按測距儀測距分類，還可以分為三類：（1）短距離測距全站（2）中測程全站儀（3）長測程全站儀第五章、高程控制測量1、高程基準面：高程基準面------通常采用大地水準面作為高程基準面2、水準原點：為了長期。牢固地表示出高程基準面的位置，作為傳遞高程的起算點，必須建立穩(wěn)固的水準原點，用精密水準測量方法將它與驗潮站的水準標尺進行聯(lián)測，以高程基準面為零推求水準原點的高程。1956年黃海高程系統(tǒng)，水準原點的高程值72.289m。1985年國家高程基準，水準原點的高程值72.2604m3、國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則：1）從高到低、逐級控制2）水準點分布應滿足一定的密度3）水準測量達到足夠的精度4）一等水準網(wǎng)應定期復制。4、精密水準測量的主要誤差來源及其影響①視準軸與水平軸不平行的誤差（i角誤差，φ角誤差，溫度變化對i角的影響）②水準標尺長度誤差影響（水準標尺每米長度誤差，兩水準標尺零點差）③儀器和水準標尺垂直位移的影響（儀器和水準標尺在垂直方向位移所產(chǎn)生的誤差是精密水準測量系統(tǒng)誤差的重要來源）④大氣垂直折光的影響⑤電磁場對水準測量的影響⑥磁場對補償式自動安平水準儀的影響⑦觀測誤差的影響（主要有水準器氣泡居中的誤差，照準水準標尺上分劃的誤差和讀數(shù)誤差，屬于偶然誤差）5、精密水準測量測站觀測程序測站觀測程序往測時，奇數(shù)測站照準水準標尺分劃的順序為后視標尺的基本分劃；前視標尺的基本分劃；前視標尺的輔助分劃；后視標尺的輔助分劃；往測時，偶數(shù)測站照準水準標尺分劃的順序為前視標尺的基本分劃；后視標尺的基本分劃；后視標尺的輔助分劃；前視標尺的輔助分劃。返測時，奇、偶數(shù)測站照準標尺的順序分別與往測偶、奇數(shù)測站相同。6、水準面不平行性概念：任何兩鄰近的水準面之間的距離在不同的點上是不相等的，并且與作用在這些點上的重力成反比。說明水準面不是相互平行的，稱為水準面的不平行性。7、正高高程系與正常高高程系：正高高程系：是以大地水準面為高程基準面，地面一點的正高高程（簡稱正高），即該點沿垂線至大地水準面的距離。正常高高程：是以似大地水準面為基準面的高程系，地面一點的正常高高程（簡稱正常高），即該點到似大地水準面的距離，正常高可精確求得。8、水準測量概算的主要內(nèi)容：1）水準尺每米長度誤差的改正數(shù)計算2）正常水準面不平行的改正數(shù)計算3）水準路線閉合差計算4）高差改正數(shù)的計算9、三角高程測量原理①基本公式儀器高i1覘標高v2參考橢球面A/B/水準面PE，AF切線PC（水準面PE的）光程曲線PN切線PM（光程曲線PN的，也就是視線）垂直角α1。2，實測的，但真正的垂直角應為α0α1。2-α0稱為折光角高差h12第六章、GPS衛(wèi)星定位技術(shù)基礎(chǔ)1、GPS系統(tǒng)的組成GPS系統(tǒng)包括空間（衛(wèi)星）、地面控制站和用戶（接收機）三個部分。2、偽隨機噪聲碼：就是指一種可以預先確定并可以重復地產(chǎn)生和復制，又具有隨機統(tǒng)計特性的二進制碼序列，有兩種偽隨機噪聲碼：精密測