中国石油大学测量学复习题上课讲义.docx

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中国石油大学测量学复习题上课讲义

中国石油大学测量学复习题

什么是水准面、大地水准面、铅垂线以及水准面的特性

水准面：

静止的海水面并向陆地延伸所形成的封闭曲面

铅垂线：

重力的作用线

水准面的特性—a.重力等位面。

b.水准面上处处与铅垂线垂直

大地水准面—假想的、静止的平均海水面并向陆地延伸所形成的封闭曲面。

＊大地水准面是一个不规则的曲面

测量外业的基准面与基准线是什么？

大地水准面和铅垂线。

什么是旋转椭球、地球椭球和参考椭球？

如何进行参考椭球定位？

注意三者的区别与联系。

旋转椭球—一个椭圆绕其短轴旋转而成的形体

地球椭球—代表地球形状和大小的旋转椭球。

参考椭球—与某个区域（如一个国家）大地水准面最为密合的椭球

参考椭球定位——确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使参考椭

球面在一个国家或地区范围内与大地水准面最为密合的过程。

条件：

大地原点上的大地经、纬度分别等于该点上的天文经、纬度。

由大地原点至某点的大地方位角等于该点上同一边的天文方位角。

大地原点至参考椭球面和大地水准面的高度相等。

多点定位:

利用多点天文资料点定位

什么是参考椭球面及其法线

参考椭球面法线—与参考椭球面处处垂直的直线，简称法线。

参考椭球面—参考椭球的表面。

测量内业的基准面与基准线是什么？

参考椭球面与法线

常用的坐标系有哪几种？

基准是什么？

大地坐标系—参考椭球面空间直角坐标系--原点参考椭球中心

WGS-84坐标系--原点地球质心平面直角坐标系

各种坐标系之间如何转换？

同一椭球各坐标系之间怎样转换？

不同

椭球各坐标系之间怎样转换？

国家80WGS-84

为什么要进行高斯投影？

高斯投影的条件是什么？

高斯投影有何特点？

简化计算和方便生产实践。

一是保角性，即投影后角度大小不变；二是伸长的固定性，即长度比仅与点位有关，而与方向无关。

要求长度和面积变形不大。

1中央子午线投影后为直线，且长度不变。

距中央子午线越远，长度变形越大。

2除中央子午线外，其他子午线投影后均向中央子午线弯曲，且向两极收敛，对称于中央子午线和赤道3纬圈投影后为对称于赤道的曲线，并垂直于子午线的投影曲线，且凹向两极。

为什么要进行分带投影？

常用的带宽是多少？

怎样计算中央子午线的经度？

怎样根据某点的经度计算其所在3°带或6°带的带号[

，

]，并说明其位于相应中央子午线的哪一侧？

测量目的的地图投影应该限制在不大的投影范围内，从而控制变形，并能以简单公式计算由它引起的改正数。

6度L=6N-33度L=3n

什么是相对高程、绝对高程（海拔高）和大地高？

三者有何区别？

绝对高程——地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离称为绝对高程或称海拔，简称高程。

相对高程——地面点沿铅垂线方向到假定水准面的距离称为相对高程或称假定高程。

大地高—沿椭球面法线到椭球面的距离

高斯平面直角坐标系是怎样建立的？

与数学中的平面坐标系有何异同？

以中央子午线和赤道的交点为原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴X，向北为正；以赤道的投影为横坐标轴Y，向东为正。

通用横轴墨卡托投影（UTM投影）与高斯投影有何异同？

从投影几何方式看，高斯-克吕格投影是“等角横切圆柱投影”，投影后中央经线保持长度不变，即比例系数为1；UTM投影是“等角横轴割圆柱投影”，圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等高圈，投影后两条割线上没有变形，中央经线上长度比0.9996。

从计算结果看，两者主要差别在比例因子上，高斯-克吕格投影中央经线上的比例系数为1UTM投影为0.9996，高斯-克吕格投影与UTM投影可近似采用 X[UTM]=0.9996 * X[高斯]，Y[UTM]=0.9996 * Y[高斯]，进行坐标转换（注意：

如坐标纵轴西移了500000米，转换时必须将Y值减去500000乘上比例因子后再加500000）。

从分带方式看，两者的分带起点不同，高斯-克吕格投影自0度子午线起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为3°；UTM投影自西经180°起每隔经差6度自西向东分带，第1带的中央经度为-177°，因此高斯-克吕格投影的第1带是UTM的第31带。

此外，两投影的东伪偏移都是500公里，高斯-克吕格投影北伪偏移为零，UTM北半球投影北伪偏移为零，南半球则为10000公里。

通用横轴墨卡托投影比高斯投影长度变形小。

相同：

横轴椭圆柱等角度平面直角系

国家统一坐标是怎样表示的

为了避免y为负值，将X轴西移500公里，因此，该投影带所有y值均应加上500公里，且y值前要加上带号，而X保持不变。

怎样表示直线的方向？

什么是三北方向？

三者之间的区别与联系是什么（真、磁、坐标方位角，子午线收敛角、磁偏角等）？

在测量工作中，直线的方向是根据某一基本方向来确定的，这一过程就称为直线的定向。

真子午线方向可用天文观测方法或者用陀螺经纬仪确定；

磁子午线方向由罗盘观测给出；

坐标纵线方向是高斯投影平面直角坐标系中与纵轴平行的直线方向。

从基本方向线的北端起顺时针量至某一直线方向的水平角，称为该直线的方位角，其取值范围为0°～360°；

地磁的南北极与地球的南北极并不重合。

因此，过地面上一点的磁子午线不与真子午线重合。

两者之间的夹角称为磁偏角，磁偏角有东偏和西偏的区别。

按磁偏角取东偏为正，西偏为负。

通过地球上经度不同的两点P′点与C点的子午线不是平行的，是彼此渐渐接近，向两极收敛。

如下图所示。

若通过P′和C两点作子午线的切线P′T,CT，则该两切线所组成的角度γ称为子午线收敛角。

当经差△L不变时，纬度愈低，则子午线收敛角愈小。

在赤道处，子午线收敛角最小，反之，在两极处子午线收敛角最大。

什么是正、反坐标方位角？

两者之间的关系是什么？

什么是象限角？

它与坐标方位角之间的关系如何？

测量上把α12称为P1至P2的正方位角，把α21称为P1至P2的反方位角。

根据坐标方位角的特性，

α12=α21±180°（0≤α＜360°）

从基本方向线的一端量至某一直线的锐角，来表示直线的方向，叫作象限角。

象限角是由基本方向线的北端或南端起算，向东或向西量至该直线的角度。

其值在0°～90°之间。

象限角不仅要注明角值的大小，还要注明所在的象限。

例如北东20°,南西35°。

什么是地物、地貌、地形和地形图？

地形图的内容分哪三类？

地物——凡地面各种固定性的物体，如道路、房屋、铁路、江河、湖泊

、森林、草地及其它各种人工建筑物等，均称之为地物。

地貌——地表面各种高低起伏的形态，如高山、深谷、陡坎、悬崖峭壁

和雨裂冲沟等，均称之为地貌。

地形——地物与地貌的总称，称为地形

地形图——按照一定的数学法则，运用符号系统表示地表上地物和地貌

的平面位置及基本的地理要素，且高程用等高线表示的一种普通地图。

1数学要素——如比例尺、坐标格网等；

2地形要素——即各种地物、地貌等；

3.注记和整饰要素——包括各类注记、说明资料和辅助图表等。

什么是比例尺（数字、直线和斜线，精度如何）？

比例尺——地图上任一线段的长度与地面上相应线段水平距离之比，称为地图的比例尺。

即:

比例尺=（图上距离l）/（实地水平距离L）=1/M（M—比例尺分母）

什么是比例尺精度，有何意义？

比例尺精度——相当于图上0.1mm的实地水平距离，称为比例尺的精度（也称为比例尺的最大精度）。

意义：

a.按工作需要，多大的地物必须在图上表示出来，或测量地物要求精确到何

种程度，据此参考选择适当的测图比例尺，减少不必要的浪费和避免达不到精度

要求；b.当测图比例尺确定后，可推算出测量地物时应精确到何种程度，避免多测

或漏测。

地形图符号有哪三类？

地物符号有哪三类？

1地物符号（分为比例符号、非比例符号和半比例符号）

2地貌符号（等高线）

3注记（包括地名注记和说明注记）

什么是坡度？

怎样计算与衡量？

为什么要进行地形图的分幅与编号？

有几种分幅方法？

如何编号（）？

现行国家基本比例尺地形图分幅与编号和过去有何不同？

如何根据已知经、纬度计算某点所在某一比例尺地形图的图幅编号？

什么是观测误差？

什么是观测条件？

产生误差的主要原因是什么？

为什么说观测误差是不可避免的？

观测误差：

某量的各观测值之间，或各观测值与其理论上的应有值（或最或然值）之间的不符值，统称为观测误差。

产生原因：

人的原因.仪器的原因外界环境的影响

观测条件：

观测者、观测仪器与外界环境统称为观测条件。

偶然误差则是不可避免的！

什么是观测值、真值和最或然值。

真值：

观测量在理论上的应有值称为观测量的真值。

真误差：

观测量的真值与观测值之差称为真误差。

最或然值：

根据某量观测值求得的该量的最终结果称为最或然值，或最可靠值、最或是值、平差值等。

改正数：

观测量的最或然值与观测值之差称为改正数

什么是必要观测？

什么是多余观测？

为什么多余观测是揭示误差的必要手段？

测量误差分为哪几类？

什么是系统误差、偶然误差和粗差（试举例说明）？

如何处理这些误差（误差处理原则）？

在相同观测条件下对某个固定量所进行的一系列观测中，在数值和符号上固定不变，或按一定的规律变化的误差，称为系统误差。

在相同的观测条件下对某个量进行重复观测中，如果单个误差的出现没有一定的规律性，也就是说单个误差在大小和符号都不固定，表现出偶然性，这种误差称为偶然误差，或称为随机误差。

由于观测者的粗心或各种干扰造成的大于限差的误差称为粗差，如瞄错目标、读错大数等。

粗差是大于限差的误差，是由于观测者的粗心大意或受到干扰造成的错误。

错误应该可以避免，包含有错误的观测值应该舍弃，并重新进行观测。

系统误差可通过采取适当的观测程序，或加以改正消除或削弱。

偶然误差则是不可避免的！

系统误差与偶然误差有何不同？

偶然误差有哪些特性？

为什么系统误差可以消除或削弱？

1.在一定的观测条件下，偶然误差有界，即绝对值不会超过一定的限度；（界限性）

2.绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会要大；（聚中性）

3.绝对值相等的正误差与负误差，基其出现的机会基本相等。

（对称性）

4.当观测次数无限增多时、偶然误差的算术平均值趋近于零。

（E（△）=0）

衡量精度的指标有哪些？

各有何特点？

方差中误差相对中误差容许误差（极限误差）

算术平均值及其计算，以及按观测值的改正数计算中误差

误差传播律及其应用，算术平均值的中误差。

权、加权平均值、加权平均值的中误差、单位权中误差的计算。

水准仪主要由哪几部分组成？

各部分的作用是什么？

什么是水准管轴和圆水准器轴？

水准仪应满足那些条件？

为什么？

简述视差产生的原因及消除方法？

由于对光或调焦不完善，目标的像平面与十字丝平面不重合；

仔细进行目镜、物镜调焦

简述水准测量的基本原理和方法？

简述水准仪安置的方法与步骤？

打开三脚架，高度适中；

使架头大致水平，稳固地架设在地面上；

打开仪器箱取出仪器；

仪器放置在三角架上，并用连接螺旋将水准仪牢固地固连在三脚架上。

水准测量有哪些误差？

产生原因是什么？

哪些是偶然误差？

哪些是系统误差？

如何消除或削弱？

i角误差（视准轴不与水准管轴平行，它们之间的夹角在垂直面的投影为i）采用“前、后距相等或相近”的方法予以消除或削弱

仪器下沉误差可用“后-前-前-后”的观测程序予以消除或削弱

标尺零点差采用“偶数站”的方法予以消除

地球曲率和大气折光的影响采用“前、后距相等或相近”的方法予以消除

什么是i角误差？

什么是交叉误差？

如何消除或削弱i角误差的影响？

在水准测量中为什么要采用“前、后、后、前”的观测程序？

为什么要前后视距基本相等？

水准路线有哪几种形式？

单一水准路线:

附合水准路线闭合水准路线支水准路线

水准网

怎样计算待定点的高程？

（高程误差配赋表）

光学经纬仪主要由哪几部分组成？

各部分的作用是什么？

基座用于连接和整平度盘光学对中器

照准部：

望远镜—用于瞄准目标

圆水准器—用于粗略整平仪器

管水准器—用于精确整平仪器

光学对中器—用于使度盘中心和测点在同一铅垂线上

读数装置—用于读数

水平制动、水平微动螺旋—用于照准部制动和微动

垂直制动、垂直微动螺旋—用于望远镜制动和微动

支架、竖直轴（竖轴）、水平轴（横轴）等组成。

什么叫水平角？

经纬仪为何能测量水平角和竖直角？

空间两条相交的直线之间的夹角在水平面上的投影。

经纬仪安置包括哪几项工作？

经纬仪有哪些主要轴线？

它们之间应满足什么条件？

为什么？

横轴HH竖轴VV视准轴CC水准管轴LL圆水准器轴十字丝竖丝

HH⊥VVLL⊥VVCC⊥HHL’L’⊥HH

什么叫竖直角？

什么叫指标差？

同一垂直面内目标方向与水平方向之间的夹角。

观测水平角观测时，为什么测回间要配置水平度盘？

为减小度盘分划不均匀误差的影响，提高精度

水平角观测的误差有哪些？

影响规律是什么？

如何消除或削弱？

视准轴误差仪器的视准轴不与横轴正交所产生的误差。

盘左盘右取中数可消除

经纬仪测角时采用盘左、盘右观测能消除或削弱哪些误差的影响？

尺长方程式及各符号的意义？

为什么要进行直线定线？

怎样进行？

若直线的距离较长，用一尺段一次不能量完时，须分段丈量，而这些分段的中间点必须在过直线端点A、B的竖直面内，如图5.4-1（b）所示的1、2、3……点，相邻两中间点之间的距离应略小于或等于丈量尺子的长度。

这种把许多点确定在一直线上的工作，称为直线定线。

中间点可用花杆或测钎表示该点位置。

距离测量有哪些误差影响？

如何消除或削弱？

尺长改正、温度改正和倾斜改正

试述视距测量的基本原理，并导出视线倾斜时的视距公式。

试述三角高程测量的基本原理及误差来源，如何消除或削弱误差影响？

什么是仪器高、觇标高、方便高

为什么要进行控制测量？

建立全国范围内的控制网，以便在全国范围内进行精度均匀的测量工作并将各地的测量成果纳入统一的坐标系中，实现数据共享，避免重复测量和浪费，为各项具体测量和科学研究提供依据。

起控制全局的作用；

防止误差的积累，确保测量精度

怎样进行控制测量？

首先，在测区内选择一些具有控制意义的点，组成一定的几何图形，构成测区的骨架，用相对精确的测量手段和计算方法，在统一的坐标系中，确定这些点的平面坐标和高程；然后，以上述点为基础来测定其它地面点的点位或进行施工放洋，或进行其它测量工作。

测量实施应遵循的原则是什么？

从整体到局部，先控制后碎部

控制网的分类

按测量方法分为：

平面控制网和高程控制网

按用途分为：

国家控制网——全国范围的国家级控制网；

图根控制网——为地形测图而布设的控制网；

施工控制网——为工程施工而布设的控制网，可作为施工放样和变形监测的依据。

控制测量的分类

平面控制测量：

确定控制点的平面坐标。

高程控制测量：

确定控制点的高程。

平面控制测量的方法有哪些？

三角网测量导线测量交会测量（前交）GPS测量

高程控制测量的方法有哪些？

平面控制点坐标计算的基础是什么？

什么是地物、地貌、碎部点和碎部测量？

地物：

地球表面上自然和人造的固定性的物体，如河流、湖泊、道路、房屋和植被等。

地貌：

高低起伏、倾斜缓急的地表形态，如山地、谷地、凹地、陡壁和悬崖等。

碎部点：

（又称特征点）

a.地物碎部点：

表示地物平面形状的轮廓点（交点和拐点）和中心

点，称为地物的特征点，又称碎部点。

　b.地貌碎部点：

表示地貌基本形状的、平面方向变化线和坡度变化

线上的变换点，称为地貌特征点（或地性点），也称碎部点。

碎部测量：

以控制点为基础，测定地物、地貌的平面位置和高程

并将其绘制成地形图的测量工作。

什么是等高线？

有何特点？

等高线的类型有哪些？

等高线是地面上高程相等的相邻点连成的闭合曲线。

a.在同一条等高线上各点的高程都相等；

b.等高线是闭合曲线；

c.除了陡崖和悬崖之外等高线既不重合，也不相交；

d.等高线与山谷线和山脊线正交；

e.等高线平距的大小与地面坡度的大小成反比。

什么是等高距？

它与等高线间的平距有何区别？

等高距是指地形图上相邻两高程不同的等高线间的高差。

什么是示坡线？

有何作用？

示坡线是指在某些等高线的斜坡下降方向上绘制的、用来表示坡向的短线。

怎样计算坡度？

碎部测量的原理是什么？

如何展绘控制点？

什么是数字地形图？

它有哪些作用？

数字地形图：

以数字形式存储在计算机存储介质上的地形图

a.方便地获取各种地形信息：

量测各点的坐标、任意两

点间的距离、直线的方位角、点的高程、两点间的坡度和在

图上设计设计坡度线等纸制地形图所能完成的各种测量工作，

且精度高、速度快。

b.建立数字地面模型（DTM）：

可绘制不同比例尺的等高

线地形图、地形立体透视图、地形断面图等;DTM是GIS的基础

资料,可用于土地利用现状分析、土地规划管理和灾情分析等

在军事上可用于导航和导弹制导等。

如何根据给定的坡度选线？

1、根据规定坡度求出相邻等高线之间的最小平距dmin。

2、以A为圆心，以dmin为半径，找出与相邻等高线的交点。

3、依此做法，直到终点，依次连接各点。

怎样做断面图？

1、绘制坐标系，以高程为纵轴，距离为横轴。

2、连AB直线。

3、AB与诸等高线交点的位置垂直投影到下面的图上。

4、垂直投影线与下图的高度线得交点。

5、连相邻的交点即得断面图。

注：

高程比例尺一般比平距比例尺大10~20倍。

施工放样的原理？