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测量学复习资料5555555) 1.测量学的研究对象和任务 测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学，是研究对地球整体及其面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术。因此它的研究对象是地球整体及其表面的地物，任务是地球表面的地物与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用。现在测绘学包含比较广，分支较多:主要分工程测量、大地测量、地理信息与工程、摄影测量与遥感、GPS全球定位等等; 2. 地面点位置确定的基本思路 可以用点在水准面或水平面上的位置(X，Y)及点到大地水准面的铅垂距离——高程(H)来确定。 3. 水准面;大地水准面;铅垂线;绝对高程、相对高程 所谓水准面是假想处于静止状态的海水面延伸穿过陆地和岛屿，将地球包围起来的封闭曲面。所谓大地水准面是通过平均海水面的水准面。高程是指地面点沿铅垂线到一定基准面的距离。测量中定义以大地水准面作基准面的高程为绝对高程，简称高程，以H表示;以其它任意水准面作基准面的高程为相对高程或假定高程，以H’表示。地面任意两点之间的高程之差称为高差，用h表示: 4. 分带的作用，中央子午线经度的计算。高斯坐标系坐标轴系的构成，横坐标通用值的构成 分带的作用是确定投影带宽度，当长度变形大到一定限度后不至于影响测图、施工的精度。 六度带中央经线经度(L6。表示)的计算:当地中央经线经度,,?×当地带号(n表示),,? 三度带中央经线经度(L3。表示)的计算:中央经线经度,,?×当地带号(k表示)(适用于,?,万地形图)。 ?.高斯直角坐标系纵坐标为x轴，横坐标为y轴。坐标象限为顺时针划分四个象限。角度起算是从x轴的北方向开始，顺时针计算。 ?.点的Y坐标是点至中央子午线的距离，设为y’;y’有正有负。 为了避免Y坐标出现负值，把原点向西平移500公里。为了区分不同投影带中的点，在点的Y坐标值上加带号N ，所以点的横坐标通用值为 y=N*1000000+500000+y’ 5. 地面点空间位置的定位元素 测定地面点位是通过测定三个定位元素(x、y、z)坐标和高程来实现的 6. 传统测量工作应遵循的原则和程序，原因是什么 测量工作必须遵循的两项原则:一是“由高级到低级、先控制后碎部”;二是“步步有检核”。前者可有效的保证测量的精度。同时，还可保证测绘工作建立在全国统一的坐标系统和高程系统中，或将较大的测区范围统一在一个坐标系统和高程系统下。后者能保证测绘成果合乎技术规范要求。程序:技术设计，控制测量 ，碎部测量，检查和验收 ，测绘成果。 7. 绝对高程;相对高程;视距测量;视准轴 ;视差;i角 a.绝对高程(或称海拔)，是指地面点沿垂线方向至大地水准面的距离。b.相对高程指地面点到假定水准面的铅垂距离。c.视距测量是根据几何光学和三角原理，利用仪器望远镜内视距装置及视距尺测定两点间的水平距离和高差的一种测量方法。d.视准轴是物镜光心和十字丝焦点的连线。e. 视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异。从目标看两个点之间的夹角，叫做这两个点的视差，两点之间的距离称作基线。 f.i角是使用水准仪测量时水准管轴与视准轴不平行时产生的夹角i。 8. 水准测量中转点的作用，转点会不会改变水准测量的结果，为什么, 水准测量时，为传递高程所设的过渡测点。正常的水准测量都是一根尺子立在起算点上，仪器架在一定距离上，另一根尺子立在在约同等距离的另外的一个点上，这个点就是转点，观测一站结束后，起算点上的尺子移动到下一个点上，那个点也是转点，继续测，继续移...没有转点就没有水准测量，这是测量中最基本的最常见的也是必须的点。所以不会改变测量结果。 9. 水准测量的原理。 水准测量原理是利用水准仪提供一条水平线，借助竖立在地面点的水准尺，直接测定地面上各点间的高差，然后根据其中一点的已知高程，推算其他各点的高程。 10. 水准仪的基本结构，各部分的功能。 水准仪由望远镜、水准器及基座三个主要部分组成。望远镜的作用一是瞄准目标的视线，二是将远处目标的像放大，提高瞄准和读书的精度。而与十字线横丝等距平行的两条短丝称为视距丝，可用其测定距离。水准器是用以整平仪器的器具，分为管水准器和圆水准器两种。 基座的三个脚螺旋与目镜左下方的圆水准器，用以粗略整平仪器。 11. 水准仪操作的基本步骤程序。 1安置与粗平，选好测站，打开三脚架，将其插入土中，并保持架头水平，脚架不打滑，然后连接水准仪与三脚架，旋转脚螺旋使气泡居中;2瞄准，粗略整平后，松开望远镜的制动螺旋，利用其上的缺口和准星概略的瞄准水准尺，然后关紧制动螺旋。调节目镜使十字丝清晰，转动物镜使水准尺分划呈像清晰;3消除视差，转动目镜调节螺旋使十字丝清晰，再转动调焦螺旋使标尺像清晰，反复调节，直到十字丝横丝读数不变;4精平和读数，转动微倾螺旋使水准管气泡像吻合，其左半像的上下移动与右手拇指转动螺旋方向一致，然后读数～ 12. 水准测量成果处理的基本步骤有哪些, 1、盘左(正镜)，照准左目标A，置水平读盘读数LA(起始读数，0,10之间)，记入手簿; 2、顺时针转动照准部照准右目标B，读水平读盘读数LB，记入手簿。则水平角β左,LB,LA ——“上半测回”。 3、倒转望远镜成盘右(倒镜)位置，照准右目标B，读水平度盘读数RB，记入手簿; 4、逆时针转动照准部照准左目标A，读水平读盘读数RA，记入手簿，则水平角β右,RB,RA ——“下半测回”。 5、当上下两个半测回(称一测回)测得水平角角值之差 ?β,β左,β右??36 " (J6型光学经纬仪)，则取平均值 β,1/2(β左+β右)为一测回观测角值。 第一个半测回角值=31度38分42秒-235度54分16秒 第二个半测回角值=211度38分30秒-55度54分18秒(待看书) 13. 水准仪有哪几条轴线,轴线间要满足哪些关系,其中最主要的关系是什么, 主要轴线有望远镜视准轴、水准管轴、圆水准轴，仪器的竖轴。它们之间应满足以下关系: 1) 圆水准轴平行于仪器的竖轴;2 ) 十字丝横丝垂直于竖轴;3 ) 水准管轴平行于视准轴;其中此项为主要条件。 14. 水平角和竖直角的概念;为什么测竖角时可以只瞄准一个目标, 水平角是从一点至两目标的方向线垂直投影在水平面上的夹角。竖直角:在同一竖直面内倾斜视线与水平线的夹角，以β表示，(0度到90度)，倾斜视线在水平视线上方的为仰角，取正值，下方的为俯角，取负值。根据竖直角的概念可以得出竖直角可以只瞄准一个目标。 15. 经纬仪安置的步骤可以归纳为哪两步,各有什么作用, ?三脚架对中;经纬仪整平;经纬仪对中;精确整平。对中的目的使度盘中心与测站点在同一铅垂线上;整平目的使水平度盘处于水平位置，仪器的竖轴处于铅垂位置 16. 水平角观测主要有哪些方法,当用测回法观测多个测回时，其水平度盘的起始读数应作何调整, 水平角观测的主要方法有:测回法、方向观测法。测回法观测是实现方向观测的多余观测的方法。 测回法整置水平度盘和测微器的位置——>根据以下这个公式: Mj=(180?/m)(j-1)+i’(j-1)+(w/m)(j-1/2)，Mj为第j测回的零方向度盘位置;m为测回数， i’为度盘的最小分格值;w测微器的分割值。 步骤: 假设测站点O周围有待测方向A、B、C、D、E、N。 第一测回: 1 以A为起始方向置零。 2 顺时针方向旋转1-2周，精确照准零方向A，并读取水平度盘和测微器的读数。 3 顺时针方向旋转找准部，依次照准BCDEN并读数，最后回到零方向A再照准并读数(称为归零) 4 纵转望远镜，逆转照准部1-2周，从零方向A开始，依次逆转照准部照准BCDEN，再回到A并读数。 以上是完成一测回，要想测更多的测绘，那就以上面给的那个公式，照准A，调到算出的角度，在重复步骤1-4，就可以了。 17. 竖盘指标差产生的原因是什么,如何消除其影响, 1竖直度盘的偏心、有微量转动、2各棱镜配合不正确、3数轴与横轴垂直度的影响、换向棱镜组与左转向棱镜配合不合适、自动安平补偿器摆体产生偏离和其他原因造成指标差值不稳。1)竖直度盘的偏心可通过更换新的盘轴，或拆下盘件总成抽出旧盘轴，用精密度较高的专用卡钳取直，涂抹隔离油后重新安装对正即可。对于竖直度盘有局部微量转动(小范围绕横轴扭动)可利用垂线尺对竖盘做90。双向取心，重新找出新的重心并配重找平就位，验证对中后可重新使用。2各棱镜之间配合不对正的情况多由于仪器在施工场地间频繁挪动磕碰所致。在尽量避开灰尘的情况下将整套棱镜组拆开，用棉纱纸轻轻擦拭镜片后，按原有镜片组序的排列一一对正镜座位置，以第一片棱镜为准，一次校正后续镜组，最后封住镜筒便完成了棱镜组的调校。3不垂直时可用光学垂直度仪对棱镜固定后单独校正横轴和竖轴，直至横、竖轴相互垂直对中;?横、竖轴相互垂直，但不在同一平面内时，可固定任一轴后由垂线尺标定另一轴，直至最后垂直对中(横轴和竖轴均可作为调校参照轴 18. 经纬仪主要有哪几条轴线，相互之间应满足什么样的关系,经纬仪中水准管的作用是什么, 有横轴，竖轴，视准轴，水准管轴，横轴垂直竖轴，视准轴垂直横轴，水准轴垂直竖轴，十字丝纵丝垂直横轴，水准管主要是使仪器的横轴水平 19. 直线定向的概念，作用;基本方向和方位角的种类、范围、正反坐标方位角之间的关系。坐标方位角的推算。 确定直线与方向之间的角度(水平夹角)关系称为直线定向;测量中常用的标准方向(三北方向) ?真子午线方向(真北方向) ?磁子午线方向(磁北方向) ? 坐标纵轴方向(坐标北或轴北) 标准方向之间的夹角?子午线收敛角γ。?磁偏角δ，地面上某点的真子午线方向与磁子午线方向之间的夹角，用“δ”表示。凡磁子午线偏于真子午线以东者称东偏，其角值为正;偏西者称西偏，其角值为负。 ?磁坐偏角ε，坐标纵轴与磁子午线之间的夹角，用ε表示 磁坐偏角ε;正、反坐标方位角在同一直线的不同端点量测，其方位角不同，测量中把直线前进方向称为正方向，反之称为反方向，同一直线上的各点坐标方位角相等，且正、反坐标方位角相差180?。通过起点P的坐标纵轴方向与直线PP所夹的坐标方位角为直线112 PP的正坐标方位角α通过终点P的坐标纵轴方向与直线PP所夹的坐标方位角为直线1221221 PP的反坐标方位角α 或α=α+180? α=α-180? 方向角推算:测量工作中，每条122121121221 边的方向是通过与已知点的连测，推算出各边的坐标方位角。α23=α12+β2-180? αi=αi-1+βi-180? βi为左角;αi=αi-1-βi+180? βi为右角 通式为 αn=α1?Σβ?n?180? 20. 距离，直线定线及其作用。 在距离测量时，得到的结果必须是直线距离，若用钢尺丈量距离，丈量的距离一般都比整尺要长，一次不能量完，需要在直线方向上标定一些点，这项工作就叫直线定线。距离是指(两物体)在空间或时间上相隔或相隔的长度。确定空间两点在某基准面上得投影长度，就小范围而言，在水平面的投影长度即为水平距离～(待看) 21.钢尺精密测量的成果处理 1.成果计算 将每一尺段丈量结果经过尺长改正、温度改正和倾斜改正改算成水平距离～并求总和～得到直线往测、返测的全长。往、返测较差符合精度要求后～取往、返测结果的平均值作为最后成果。 尺段长度计算 根据尺长、温度改正和倾斜改正～计算尺段改正后的水平距离。尺长改正: l, ll,,d,l,,(t,t)llt00,温度改正: 倾斜 2h l,,,hD,l，,l，,l，,ldth2l改正: ,尺段改正后的水平距离: ,l,ldt式中 ——尺段的尺长改正数,mm,,——尺段的温度改正数,mm,, ,lhh——尺段的倾斜改正数,mm,,——尺段两端点的高差,m,, l——尺段的观测结果,m,,D——尺段改正后的水平距离,m, 2.计算全长 将各个尺段改正后的水平距离相加～便得到直线AB的往测水平距离。相对误差如果在限差以内～则取其平均值作为最后成果。若相对误差超限～应返工重测 22.视距测量的原理及其特点 视距测量是利用望远镜内是视距装置配合视距尺根据几何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。特点:这种方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等优点。 23.三角高程测量的原理及其计算 原理:根据由测站向照准点所观测的垂直角(或天顶距)和它们之间的水平距离计算测站点和照准点之间的高差 24.系统误差与偶然误差的概念及处理原则 ?在相同的观测条件下，对某量进行一系列的观测，若误差出现的符号和数值大小均相同，或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。处理原则:校正仪器、采用适当的观测方法、计算改正、系统误差补偿。?在相同的观测条件下，对某量进行一系列的观测，如误差出现的符号和大小均不一致，且从表面上看没有任何规律性，这种误差称为偶然误差。原则:由于偶然误差本身的特性，不能用计算改正或改变观测方法的办法来简单的加以消除，只能根据偶然误差的理论来改进观测方法和合理的处理观测数据，以减小偶然误差对测量成果的影响。 25.偶然误差的特性 1、有限性: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:绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多; 3、对称性:绝对值相等的正误差与负误差出现的机会相等; 4、抵偿性:偶然误差的算术平均值,随着观测次数的无限增加而趋向于零，即: (5-3) 式中: 为观测次数; ……… 26.几种精度衡量指标 p92-95 1.衡量观测结果精度的标准有许多种，测量工作中通常采用中误差。 2.真误差及中误差都是绝对误差。衡量测量结果的精度，有时单用绝对误差还不能完全表达精度的优劣。为了更客观的衡量精度，还必须引入相对误差的概念。 3.由偶然误差的第一特性可知，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度。这叫做容许误差。 27.控制测量的作用，控制测量的形式有哪些 p118 作用:我国幅员辽阔，通过控制测绘，国家测绘局在全局范围内建立了统一的平面控制图和高程控制图。 形式有一平面控制测量 二高程控制测量 28.导线控制测量中控制点选取是应注意的事项 p121 1.导线点应均匀的分布在整个测区内，同一等级的导线，其相邻边长相差不宜过大，以免引起较大的测角误差。 2.相邻的导线点应互相通视，以便于测角。 3.导线边应选择地势在较为平坦地区，以便于距离丈量;若采用电磁波测距仪测量导线边边长时，应注意测线上不能有树枝,电线等障碍物或经过发热物体的上方。 4.导线点选择时应考虑到安置仪器方便，而且要选在视线开阔处。以便于碎部测图。 29.导线控制测量内外业工作的内容及步骤有哪些 p119-122 一.导线布设形式的选择，根据测区的形状和要求的不同，有三种:1.闭合导线2.附和导线3.支导线 二(导线点的选择和标定，导线点的选择，应根据测区的实际情况来决定。之后，根据情况确定是否埋桩。 三(角度测量，观测导线点的转折点，一般观测左角，即位于前进方向的左侧，闭合导线观测内角。不同等级的导线，角度测量精度、测回数是不相同的。 四(距离测量， 五(起始边定向，为了计算导线点的坐标，导线边的方向需要确定，方法有两种:一种是布设成独立导线，另一种是布设成与国家控制点联测的导线。 30.闭合导线与附和导线的内业计算过程 p122-124 闭合导线: 以多边形几何图形作为校核条件，应满足如下两条:一、多边形内角和条件。二、坐标条件:1、角度闭合差的计算和调整 2、导线边方位角的计算 3、坐标增量的计算 4、导线点坐标的计算 附和导线:一、坐标正反算，已知边长和坐标方位角，由已知点推算待定点的坐标，称为坐标正算。已经相邻两点的坐标，反求边长和坐标方位角称为坐标反角。 二、附和导线计算:1、角度闭合差的计算 2、坐标增量闭合差的计算 31.交会定点方法的种类及特点 p144—148 一、前方交会法，有两个(或三个)。已知点确定未知点的坐标的方法。 二、侧方交会法，由一个已知点和一个未知点测量a、b角，计算出未知点坐标的一种方法。 三、后面交会法，将经纬仪安置在未知点上观测三个已知点A、B、C各方向角的夹角a,b， 然后根据已知角的坐标，计算出未知点的坐标的方法。 四、测边交会法，由未知点P，测量PA、PB的水平距离，根据A,B两已知点坐标计算待求 点P坐标。 32. 地形图的概念及三大特征 p176-186 地形图就是按一定的比例，用规定的符号表示地物和地貌的平面位置和高程的正射投影图。 三大特征: 33. 比例尺的意义及比例尺精度的意义 p176-177 比例尺意义:在绘制地形图时，地面上各种被测对象不可能按真实大小描绘在图纸上，通常将实地尺寸缩小若干分之一来描绘。 精度意义:图的比例尺越大表示的地貌地物越详细，精度越高，但测绘量就越大，成本越高。因此应从实际用途的要求出发，选择适当的比例尺。 34. 等高线、平距、等高距、坡度;等高线的特性p178-182 等高线是地面上高程相等的各相邻点所组成的闭合曲线。平距是相邻两条等高线之间的水平距离。等高距是相邻两条等高线之间的高差。 等高线特征:一、通一条等高线上的所有点高程相等 二、等高线是闭合曲线 三、不同高程的等高线不能相交。同一条等高线不能分叉 四、等高线和山脊线、山谷线正交，并且过山脊处等高线凸向地处，过山谷处凸向高处 五、经过河流的等高线横跨而过，必然在接近河岸时折向上游，与岸相交后向对岸趋向下游 六、在同副图内等高线越密地势越陡，反之等高线越稀，地势越平缓 35. 地形图测绘的方法 p183-190 一、地物的测绘:1、地物的综合取舍 2、地物的测绘，包括居民地、独立地物、道路、水系、植被的测量。 二、地貌的测绘包括山顶，山脊，山谷，鞍部，盆地，山坡，梯田，不用等高线表示的地貌。 36. 地形图测绘的步骤过程 p190-201 一、准备工作:1、图纸选用 2、绘制坐标格网 3、展绘控制点 二、地形图测绘:1、碎部点的选择 2、测定碎部点位置的原理 3、地形图测绘方法 4、地形图的绘制 三、地形图的拼接、检查和整饰 四、地形图的修测