工程测量基础作业参考答案.docx
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工程测量基础作业参考答案.docx
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工程测量基础作业参考答案
《工程测量基础》作业参考答案
作业一
1.答:
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.答:
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.答:
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.答:
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。
5.解:
Y=20×(-306579.210m+500000m)=20193420.790。
作业二
1.解:
hAB=+0.344m,hB=13.002m
2.答:
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.答:
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.答:
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.解:
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
1
12.314
0.6
+2.413
-0.006
+2.407
2
14.721
0.8
-3.121
-0.008
-3.129
3
11.592
1.0
+1.263
-0.010
+1.253
4
12.845
1.2
+2.716
-0.012
+2.704
5
15.549
1.6
-3.715
-0.015
-3.730
BMB.B
11.819
已知
∑
6.7
fh=∑h测-(HB-HA)=+66mmfh容=±40
=±104mm
-9.85mm/km∑
=-66mm
作业三
1.答:
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00000位置时,将手松开,关闭度盘变换手轮保护盖,水平度盘即为00000的位置。
2.答:
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(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.解:
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
°′″
°′″
°′″
°′″
°′″
O
A
00024
1800054
584830
B
584854
2384918
584824
584827
A
900012
2700036
584836
584830
B
1484848
3284918
584832
584834
4.解:
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
°′″
°′″
″
°′″
O
A
792024
2804000
+12
+103948
B
983218
2612754
+6
-83212
C
903242
2702700
-9
-03251
D
845624
2750318
-9
+50327
5.解:
α=18015/00//
作业四
1.答:
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。
2.解:
DAB=29.9288m。
3.解:
因为L是盘左竖直度盘读数,DAB=100(
下-
上)×cos2,=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=88°45′36″,DAB=125.341m。
4.解:
A=M+δ=30°30′+0°25′=30°55′。
α=A-
=30°30′-2′25″=30°27′35″。
5.解:
=344°07′55.4″。
=179°44′22.4″,
=275°18′37.4″,
=192°05′51.4″。
作业五
1.答:
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.答:
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,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.答:
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.答:
(1)基本操作方法
①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。
②水平度盘读数设置。
a.水平方向置零。
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00°00′00″,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00°00′00″),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:
β=b—a。
作业六
1.答:
GPS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.答:
(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。
3.答:
GPS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
1.答:
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.答:
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)在一定观测条件下,绝对值超过一定限值的误差出现的频率为零;
(2)绝对值较小的误差出现的频率大,绝对值较大的误差出现的频率小;
(3)绝对值相等的正负误差出现的频率大致相等;
(4)当观测次数无限增大时,偶然误差的算术平均值趋近于零。
3.答:
根据偶然误差第四个特征(抵偿性),因为算术平均值是多次观测值的平均值,当观测次数增大时,算术平均值趋近真值,故为最可靠值。
4.答:
一般在测角或水准测量时,采用中误差的方法衡量精度。
在距离测量时,采用相对中误差的方法衡量精度。
5.解:
X=98.4245m,m=±0.0066m,mx=±0.0033m,1/30000
6.解:
X=63°26′12″,m=±4.7″,mx=±2.1″。
作业八
1.解:
表8-1闭合导线坐标计算
点号
角度观测值(右角)
°′″
坐标方位角
°′″
边长(m)
坐标
计算
x(m)
y(m)
1
2000.00
2000.00
=±40″
=±89″
=30″、
<
(合格)
=+0.019m、
=-0.125m
<
(合格)
694500
103.85
2
-6″
1390500
2035.941
2097.451
1104006
114.57
3
-6″
941554
1995.500
2204.670
1962418
162.46
4
-6″
883636
1839.649
2158.819
2874748
133.54
5
-6″
1
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