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测量学复习资料
仅供参考
第一章绪论
1、基本概念:
大地水准面、参考椭球面、绝对高程、相对高程、测设。
大地水准面:
自由静止的平均海水面延伸到大陆、岛屿内而形成的闭合曲面。
参考椭球面:
接近大地水准面,用数学式表示的椭球面,作为测量计算工作基准面
相对高程:
地面点到一般水准面的铅垂距离,又称为假定高程。
绝对高程:
地面点到大地水准面的铅垂距离,也称海拔
测设:
把规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来。
2、测量学的主要任务是测定、测设和用图。
3、测量工作的基准面和基准线是什么?
基准面:
在测量工作中,常以大地水准面作为测量的基准面
基准线:
在测量工作中,常以铅垂线或法线作为测量的基准线
4、常用的坐标系和高程系有哪些?
坐标系:
1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系、WGS—84坐标系、国家2000坐标系
高程系:
1956年黄海高程系、1985年国家高程基准
5、高斯直角坐标系的主要特点是什么?
它和笛卡尔坐标系有什么区别。
高斯坐标系的特点:
1)中央子午线投影后为直线,且为投影的对称轴,长度不变
2)除中央子午线外,其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,并以中央子午线为对称轴。
投影后有长度变形。
3)赤道线投影后为直线,但有长度变形
4)除赤道外的其余纬线,投影后为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴
5)经线与纬线投影后仍然保持正交
6)所有长度变形的线段,其长度变形比均大于l
7)离中央子午线愈远,长度变形愈大
与笛卡尔坐标系的区别:
不同点:
1、x,y轴互异。
2、坐标象限不同。
3、表示直线方向的方位角定义不同。
相同点:
数学计算公式相同
6、测量工作应遵循的原则是什么?
由高级道低级,由控制到碎部,步步有检核
7、地球曲率对高差测量的影响最大。
第二章水准测量
1、基本概念:
转点、视准轴(视线)、视差
转点:
待测高程的两点间高差无法直接测得,须添加的若干个临时立尺点,起传递高差的作用
视准轴:
十字丝交点与物镜光心的连线称为视准轴或视线
视差:
当眼睛在目镜端上下微微移动时,若发现十字丝与目标影像有相对运动,这种现象称为视差
2、了解水准测量的基本原理(后视、前视)
未知点高程=已知点高程+(后视读数—前视读数)
水准测量:
利用仪器提供的一条水平视线,借助水准尺,测定地面两点之间的高差,从已知点高程推算未知点高程的方法。
3、熟练掌握水准仪的结构和使用方法
结构:
望远镜、水准器、基座
使用方法:
安置和粗平→瞄准水准尺,消除视差→精平和读数(读数完成后还要再检查水准管气泡是否完全符合)
4、视差的产生原因和消除方法
原因:
目标成像的平面和十字丝平面不重合
消除:
调节目镜调焦螺旋使十字丝清晰,调节物镜调焦螺旋使标尺清晰,反复进行操作,直至视差消除
5、水准路线的三种形式
闭合水准路线、附和水准路线、支水准路线
6、水准路线的测量方法和校核方法。
水准路线的校核:
进行水准路线测量时,实际测得的结果值和理想值之间的差距,称为高差闭合差(fh),高差闭合差反映了测量成果的精度
闭合水准路线中:
fh=∑h测
附和水准路线中:
fh=∑h测-(H终–H始)
支水准路线中:
fh=∑h往+∑h返
在等外水准测量中,对于平地有:
fh允=±40√L(mm)或fh允=±10√n(mm)。
其中,L为水准路线长度,n为测站数,√表示根号
7、水准测量记录表格的填写和内业计算方法。
这个课本上有例题,看老师的ppt也行
8、水准测量的主要误差和消除方法。
仪器误差:
1.水准尺的误差:
零点差,水准尺变形的误差
消除:
在一测段中使测站数为偶数,交替使用水准尺
2.十字丝不垂直于竖轴的误差
消除:
用横丝与竖丝的交点处读数
3.i角校正残余误差
消除:
使前后视距大致相等
观测误差:
4.整平误差
消除:
水准仪离尺的距离不能过长,读两组数取平均值
5.读数误差
6.水准尺倾斜误差
7.仪器下沉
消除:
两面尺法,采用“后—前—前—后”的观测顺序
8.尺垫下沉
消除:
往返观测,取平均值
9.地球曲率的影响
消除:
控制视距长度,使前后视距大致相等
外界条件的影响:
10.大气折光的影响
消除:
缩短视线长度,提高视线高度;选择有利的测量时间
11.日照和温度的影响
第三章经纬仪和角度测量
1、基本概念:
水平角、竖直角
水平角:
是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角,也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。
取值在0-360°
竖直角:
是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
其角值为0°~90°。
2、角度测量的基本原理
利用角两边在投影面上的投影,来计算角度
3、经纬仪的使用方法
对中→整平→瞄准→读数和角值计算
4、测回法测角的观测和记录方法
盘左(正镜)、盘右(倒镜);上、下半测回差<=36",各个测回之间的测回差<=24"
1.上半测回:
盘左位置精确瞄准左目标A,调整水平度盘读数稍大于零,读取水平度盘读数A左,顺时针转动照准部,瞄准右方目标,读取水平度盘读数B左,β上=B左-A左
2.下半测回:
转盘右,先瞄准右方目标,读取水平度盘读数B右。
逆时针转动照准部,再瞄准左方目标读数得A右,β下=B右-A右
5、方向法(全圆法)测角的观测和记录方法
上半测回,下半测回;半测回归零差<=18"
1.上半测回:
盘左位置,以A为起始方向,调整水平度盘读数稍大于零,依次顺时针瞄准B、C、D方向读数,最后仍然回到A点,称为归零
2.下半测回:
转盘右位置,依然以A为起始方向,依次逆时针瞄准D、C、B方向读数,最后还是回到A点,第二次归零
6、竖直角的观测和记录方法(公式推算)
竖直角的观测:
1、仪器安置于测站点上,盘左瞄准目标点。
2、调节竖盘指标水准管补偿装置,读数L
3、盘右再瞄准目标点并调节竖盘指标水准管补偿装置,读数R。
4、计算竖直角α:
αL=90°-L,αR=R-270°,α=(αL+αR)/2
读数公式的推算:
将望远镜上下俯仰,观察其读数变化:
Ø仰增则α=读数-起始数
Ø仰减则α=起始数-读数
7、竖盘指标差的计算方法、概念
竖盘指标差:
当视线水平,竖盘指标水准管居中时,竖盘指标应在竖直方向,但指标与正确位置相差一个小角度x,x称为竖盘指标差,应小于24"
指标差的计算方法:
x=(αR-αL)/2或x=(R+L-360°)/2,(X≤24″)
8、角度测量的主要误差和消除方法。
仪器误差:
1、视准轴不垂直于横轴消除:
盘左盘右取平均值
2、竖轴不垂直于横轴消除:
盘左盘右取平均值
3、水准管轴不垂直于竖轴消除:
盘左盘右取平均值
4、十字丝纵丝不垂直于横轴消除:
用交点处瞄准
5、竖盘指标差消除:
盘左盘右取平均值
6、度盘刻划不均匀消除:
每测回变换度盘(180°/i)
7、度盘偏心消除:
盘左盘右取平均值
观测误差:
1、对中误差消除:
边长较短时采用光学对中
2、整平误差消除:
管水准器气泡偏离中心应小于1格;观测目标垂直角较大时,应特别注意
3、目标偏心误差消除:
竖直目标(将目标竖直放置),观测时尽量瞄准目标基部
4、读数和瞄准误差
外界条件影响:
温度引起仪器轴线变化,热辐射引起视线跳动,土壤松软使仪器安置不稳定消除:
选择有利观测时间,设法避开不利条件;尽量缩短一测回的观测时间
第四章距离测量和直线定向
1、基本概念:
直线定线、直线定向、方位角
直线定线:
当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时,需要分成几个尺段进行丈量。
为使多个尺段沿已知方向进行,需要在两点间的直线上再标定一些点位,这一工作称为直线定线。
直线定向:
确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向
方位角:
由标准方向的北端起,顺时针量至某直线的水平角,称为该直线的方位角。
取值范围为0~360°。
2、距离测量的几种主要方法和基本原理
主要方法:
1)距离丈量
2)光学视距法测距
3)光电测距仪测距
3、标准方向的种类
真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴方向
4、
坐标方位角的反算和推算。
已知直线两端点的坐标,用arctan反算该直线的坐标方位角:
利用左角公式和右角公式推算其他直线的坐标方位角:
第五章测量误差的基本知识
1、基本概念:
偶然误差、系统误差、相对误差、中误差、真误差
偶然误差:
在相同的观测条件下作一系列观测,若误差的大小及符号都表现出偶然性,即从单个误差来看,该误差的大小及符号没有规律,但从大量误差的总体来看,具有一定的统计规律,这类误差称为偶然误差或随机误差。
系统误差:
在相同的观测条件下作一系列观测,若误差出现的数值大小及符号相同,或按一定的规律变化,那么这类误差称为系统误差。
相对误差:
相对误差K是中误差的绝对值m与相应观测值D之比,通常以分母为1的分式来表示,称其为相对(中)误差。
中误差:
在相同条件下,对某量(真值为X)进行n次独立观测,观测值l1,l2,……,ln,偶然误差(真误差)Δ1,Δ2,……,Δn,则中误差m的定义为
(中误差表示测量值和真实值之间的偏离程度)
真误差:
测量中的被观测量客观存在一个真实值。
观测值与真值的差值为真误差。
2、误差的主要来源
1)测量仪器加工、调试不完善
2)观测者的鉴别能力有限
3)外界条件的影响
3、能判断误差的种类(比如我提出一种误差,你判断它属于哪一种误差、消除方法是什么)
误差的分类:
1)粗差:
由于粗心大意引起,实际是一种错误
消除方法:
必须严格校核,反复观测,加以剔除
2)系统误差:
消除方法:
1.检验、校正仪器2.采用适当的观测方法3.计算改正,如尺长改正4.系统误差补偿
3)偶然误差:
消除方法:
根据误差特性合理的处理观测数据减少其影响
4、偶然误差的特性
1)有界性:
在一定的观测条件下,偶然误差的绝对值不会超过一定的限值
2)集中性:
绝对值较小的误差比绝对值大的误差出现的概率大
3)对称性:
绝对值相等的正负误差出现概率相同
4)补偿性:
同一量的等精度观测,其偶然误差的算术平均值,随着观测次数的无限增加而趋近于零
5、
观测值中误差的计算
第一公式:
第二公式(白塞尔公式):
6、误差传播定律得应用(参考ppt例题)
和差函数、倍数函数、线性函数、一般函数
7、等精度平差
用测量值的算术平均值作为最或是值(最或然值),用第二公式求观测值的中误差
第六章平面控制测量
1、基本概念:
图根控制点
控制点:
具有准确可靠坐标(X,Y,H),作为低等测量依据的基准点,称为控制点
图根控制点:
直接供地形测图所使用的控制网,称为图根控制网,其控制点称图根控制点
2、平面控制测量的主要方法有哪些?
平面控制测量的方法:
1.三角测量:
控制点连成三角形,通过量测三角形的一条边和三个内角的值,来推算控制点的坐标。
2.导线测量:
控制点连成折线或闭合多边形
3.GPS测量:
3、导线测量的外业作业和内业计算
导线测量的外业工作:
踏勘选点,布网设计;埋石(埋桩)、编号、作点之记;测量导线边长;观测水平角;起始边定向
导线的布设形式:
闭合导线、附合导线、支导线(、导线网)
内业计算:
(计算前要求绘制导线略图)
角度改正→计算坐标方位角→计算坐标增量→坐标增量改正→计算坐标
注:
具体的计算过程要结合老师让我们课堂完成的练习来熟悉(那两张纸,每张纸上有一道题)
这里给大家提供一道例题:
4、选导线点的注意事项
1)导线点应均匀分布于整个测区,密度合理
2)同一等级的导线,相邻边长不宜过大
3)相邻导线点间通视良好,便于测角
4)导线选择在地势平坦地区,便于测距
5)点位应选在土质坚实处,便于保存标志和安置仪器
6)视野开阔,便于施测碎部
5、起始边定向的方法
1)导线与高级控制点联测,反算起始边的坐标方位角(需要观测连接角)
2)独立导线用罗盘仪施测导线起始边的磁方位角,假定起始点的坐标作为起算数据
6、四等水准测量的观测、计算和校核方法
后—前—前—后:
后视(黑面)上丝读数,下丝读数,中丝读数
前视(黑面)上丝读数,下丝读数,中丝读数
前视(红面)中丝读数
后视(红面)中丝读数
具体计算过程结合老师讲的例题:
7、三角高程测量的原理和方法
已知两点之间的水平距离D(或斜距S),观测垂直角,从而计算高差。
三角高程测量的两差改正:
球差改正:
气差改正:
(K=0.14)
第七章GPS技术及应用
1、什么是GPS,GPS系统由哪几部分组成
GPS:
全称为“导航卫星授时测距/全球定位系统”(NavigationSatelliteTimingandranging/GlobalPositioningSystem)简称全球定位系统(GPS)。
组成部分:
空间部分(GPS卫星星座)、地面控制部分(地面监控系统)、用户设备部分(GPS信号接收机)
2、GPS定位的基本原理
把卫星看成移动的控制点,根据测量的星站距离进行空间距离后方交会,确定地面接收机的位置
第八章大比例尺地形图测绘
1、基本概念:
地图、普通地图、专题地图、地形图、地物、地貌、等高距、等高线平距
地图:
按一定法则,有选择地在平面上表示地球表面各种自然现象和社会现象的图,通称地图(包括普通地图和专题地图)。
普通地图:
综合反映地面上物体和现象一般特征的地图,内容包括各种自地理要素和社会经济要素。
专题地图:
专题地图是着重表示自然现象或社会现象中的某一种或几种要素的地图。
地形图:
按一定的比例尺,用规定的符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图,是普通地图的一种。
地物:
地面上各种天然和人工构筑的固定物体。
(地物和地貌合称地形)
地貌:
地球表面高低起伏的形态。
等高距:
相邻等高线之间的高差
等高线平距:
相邻等高线之间的水平距离
2、比例尺的表示方法和分类,比例尺精度的定义和作用
比例尺的表示方法:
1.数字比例尺:
比例尺的大小是以比例尺的分数值来衡量的,分数值越大(分母M越小),比例尺越大
2.图示比例尺:
为了用图方便及减弱由于图纸伸缩而引起的使用中的误差,在绘制地形图时常在图上绘制图示比例尺,最常见的图示比例尺为直线比例尺
分类:
1.大比例尺:
1/500,1/1000,1/2000,1/5000
2.中比例尺:
1/1万,1/2.5万,1/5万,1/10万
3.小比例尺:
1/20万,1/50万,1/100万
比例尺精度:
图上0.1mm所表示的实地水平长度,称为比例尺的精度。
比例尺越大,精度越高,表示地物和地貌的情况越详细。
比例尺精度的作用:
1.测图时可以根据比例尺的精度取舍地物
2.根据实际应用所需的最小尺寸选择测图的比例尺
3、地物在地形图上的表示方法(符号种类、常见符号)
地物符号:
1.依比例符号:
能将地物的形状、大小和位置按比例缩小绘在图上,以表达轮廓特征的符号
2.非比例符号:
一些具有特征意义的地物轮廓较小,不能按比例缩小绘在图上,就采用统一尺寸,用规定的符号表示。
如:
消防栓、路灯和井盖等。
3.半依比例符号:
一些呈线状延伸的地物,其长度能按比例缩绘,而宽度不能按比例缩绘,需用一定的符号来表示。
如:
铁路、围墙和栅栏等。
4、等高线的基本原理,分类和绘制方法
原理:
等高线是地面上高程相等的相邻各点所连成的闭合曲线。
分类:
1.首曲线:
在同一幅图上,按规定的等高距描绘的等高线称首曲线,也称基本等高线。
用细实线表示。
2.计曲线:
为了读图方便,凡是高程能被5倍基本等高距整除的等高线加粗描绘,称为计曲线。
3.间曲线:
为显示局部地貌的需要,按二分之一基本等高距描绘的等高线,一般用长虚线表示。
4.助曲线:
按四分之一基本等高距描绘的等高线,一般用短虚线表示。
5、大比例尺地形图测绘的原理和方法
测绘方法:
1.经纬仪测绘法2.光电测距仪测绘法3.小平板与经纬仪联合测图法
测绘的主要步骤:
测图准备、控制测量、碎部测量、成果的检查和整饰
第九章地形图的识读与应用
1、地形图的图外注记
大比例尺地形图的图外注记:
1.图名、图号和接图表
2.图廓(外图廓和内图廓)
3.测图时间、测图方法、坐标系统、高程系统和图式版本
测图时间:
用以判断地形图的现势性
测图方法:
航测成图、平板仪测图、经纬仪测绘法和数字测图
坐标系统:
1954年北京坐标系统、1980年国家大地坐标系、城市坐标系、独立坐标系
高程系统:
1956年黄海高程系、1985年国家高程基准、地方高程、假定高程
4.比例尺
5.测绘单位和测量员签名
中、小比例尺地形图的图外注记:
1.图廓(内图廓、外图廓和分图廓)
2.三北方向线
3.坡度尺
2、地形图的分幅和编号方法
分幅方法:
1.梯形分幅——按经纬线分幅(中小比例尺)2.矩形分幅——按坐标格网分幅(大比例尺)
编号方法:
统一编号或根据实际需要编号
国家基本比例尺地形图的分幅和编号方法:
国家基本比例尺地形图的分幅和编号新方法:
矩形分幅编号方法:
图幅为矩形(50╳50cm、40╳50cm、40╳40cm)
基本方格(10╳10cm)
分幅方式如下表:
比例尺
50×40分幅
50×50分幅
图幅大小
cm×cm
实地面积
km²
图幅大小
cm×cm
实地面积
km²
1:
5000图
所含幅数
1:
5000
50×40
5
40×40
4
1
1:
2000
50×40
0.8
50×50
1
4
1:
1000
50×40
0.2
50×50
0.25
16
1:
500
50×40
0.05
50×50
0.625
64
编号方式:
1.图幅西南角坐标公里数编号法(采用图幅西南角坐标公里数编号:
X坐标—Y坐标)
2.以最小比例尺地形图为基础的编号法(以1/5000地形图为基础进行编号)
1:
50002—2,1:
20002—2—Ⅱ,1:
10002—2—Ⅱ—Ⅱ
3.独立地区测图的特殊编号
1)自然序数编号
2)行列式编号
第十三章数字测图
1、基本概念:
数字测图、数字地图
数字测图(DSM):
以计算机为核心,在外连输入输出设备硬、软件的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出和管理的方法。
(广义:
数据采集—数据处理—数据输出(以各种形式输出))
数字地图:
以数字的形式来表达地形特征点的集合
2、数据采集的主要方法
1)野外数据采集
2)原图数据采集
3)航片数据采集
3、野外数据采集的主要内容
野外数据采集的方法:
1.测记法2.电子平板测图3.PDA加全站仪
测量内容:
点的描述、地形编码、连接关系
4、野外地面数字测图的程序(根据实验过程总结)
测记法测图的步骤:
(1)绘制草图。
(2)安置全站仪于已知点B,输入起始点坐标。
(3)测量仪器高i、棱镜高l,输入仪器。
(4)后视A作为起始方向,确定起始方位角αAB。
(5)瞄准待测点的棱镜。
(6)调用全站仪的程序测量B点附近的碎部点,输入点号仪器自动算出坐标,记入内存。
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