大地测量 考点摘要 题库.docx

1、大地测量 考点摘要 题库第一章绪论1大地测量学的定义?大地测量学与普通测量学有哪些主要区别?答：（1）大地测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置、研究地球形状和大小、研究地球表面和外部重力场及其变化的学科。（2）第一：测量的精度等级更高，工作更加严密。第二：测量的范围更加广阔，常常是上百平方公里乃至整个地球。第三：侧重研究的对象不同。普通测量学侧重于研究如何测绘地形图以及进行工程施工测量的理论和方法。大地测量学侧重于研究如何建立大地坐标系、建立科学化、规范化的大地控制网并精确测定控制网点坐标的理论和方法。2大地测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。答：（1）任务

2、：1在地球表面的陆地上建立高精度的大地测量控制网，并监测其数据随时间的变化；2确定地球重力场及其随时间的变化，测定和描述地球动力学现象；3根据地球表面和外部空间的观测资料确定地球形状和大小。（2）主要研究内容：1.确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳形变（包括地壳垂直升降及水平位移），测定极移以及海洋水面地形及其变化等。2.研究月球及太阳系行星的形状及重力场。3.研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法；4.研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法；5.研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计

3、算；6.研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法。（3） 在国民经济建设中的地位：1.为地形测图和大型工程测量提供基本控制;2.大地测量学在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础先行性的重要保证作用；3.大地测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊的作用；4.大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障；5.大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。3野外测量的基准面、基准线各是什么?测量计算的基准面、基准线各是什么?为什么野外作业和内业计算要采取不同的基准面?答：大地水准面和铅垂线是大地测量作业的基准面和基准线。参考椭球面是测量计算的基准面,

4、法线是测量计算的基准线。野外的基准面和基准线方便测量，而测量计算的时候选用参考椭球面和法线便于计算。4名词解释（1）大地水准面（2）大地体（3）总地球椭球（4）参考椭球（5）大地水准面差距 （6）垂线偏差答：（1）大地水准面：水准面因其高度不同而有无数个，其中与平均海水面相吻合的水准面。（2）大地体：由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体。（3）总地球椭球：卫星大地测量出现后，可以通过卫星得到全球各种测量资料，同时顾及地球的几何和物理参数，推算出与大地体吻合最好的地球椭球，就是总地球椭球（4）参考椭球：形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确定的旋转椭球 （5）大地水准面差距：大地水准面

5、差距是从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离。（6）垂线偏差：垂线偏差同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角u，即是垂线偏差5何谓垂线偏差?造成地面各点垂线偏差不等的原因有哪些?答：（1）垂线偏差：垂线偏差同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角u，即是垂线偏差。（2）原因有三点，第一，地球各处重力不均与，第二，参考椭球面方位不同，第三，椭球面的大小不同。第二章国家大地控制网简介1试论证三角锁(网)中各三角形之边长以大约相等最为有利的原因。2试导出三角形的图形权倒数计算式：3三角网的精度估算有何意义?精度估算的实质是什么？设计者可根据精度估算结果，修改设计方案，重新上机计算，直到设计方案实际

6、可行，并满足精度要求。4何谓图形强度因数?何谓三角形的图形权倒数？5.建立国家平面大地控制网的方法有哪些？目前主要采用哪些方法？答：主要有三角测量法，精密导线测量，三遍测量和边角同测法。目前主要采用三角测量法。精密导线测量是建立国家水平控制网的一种辅助方法。6.试阐述建立国家平面大地控制网的布设原则？答：（1）分级布网，逐级控制（2）应有足够的精度（3）应有必要的密度（4）应有统一的规格7.简述控制网设计书一般包含哪些主要内容？技术设计书应包括以下几方面的内容： （1）作业的目的及任务范围； （2）测区的自然、地理条件； （3）测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成果的精度分析； （4）

7、布网依据的规范，最佳方案的论证； （5）现场踏勘报告； （6）各种设计图表（包括人员组织、作业安排等）； （7）主管部门的审批意见。 8.国家高程控制网的布设原则有那些？答：国家水准网的布设原则与水平控制网布设原则类似，也采用由高级到低级，从整体到局部的方法分四个等级布设，逐级控制，逐级加密。而且各级水准路线一般都要求自身构成闭合环线，或闭合高一级水准路线上构成环形，以控制系统误差的积累和便于低一级水准路线的加密。9.简述平面控制网图上选点要求。答：国家控制点的密度必须满足测图要求。控制点间所构成的边长、角度、图形结构应完全符合规范的要求。点位要选在展望良好，易于扩展的制高点上，以便于低等点的

8、加密。点的位置要保证所埋中心标石能长期保存，造标和观测工作的安全便利。为保证观测目标成像的清晰稳定和减弱水平折光的影响，以提高观测精度，视线应尽量避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过。第三章精密角度测量1我国光学经纬仪系列分为J07，J1、J2、J6等型号，试述J字及其右下角码数字各代表什么含义？答：J字是汉字“经”的汉语拼音首个字母，表示是经纬仪。右下角角码表示一次回测角中误差，07、1、2、6表示0.7、1、2、6。2经纬仪望远镜的目镜有什么作用?作业时为什么首先要消除视差?把十字丝面上的目标影像和十字丝同时放大，便于人眼观察。因观测者眼睛位置不同而产生照准误差，称为视差。视差会使目标无法精确落

9、在十字丝网面上，对测量结果产生较大的误差。3经纬仪上的圆水准器和长水准器各有什么功能?何谓水准管的格值？答：圆水准器是用来粗平仪器的，在粗平条件下，用长水准器来精平一起。水准管上刻度的最小值就是水准管的格值，一般用表示。4经纬仪的读数设备包括哪几部分?各有什么作用?读数设备包括：度盘，光学测微器，读数显微镜 1，度盘：量测角度的标准器。 2，光学测微器：精密经纬仪采用了双光学零件的测微器，按对径重合读数发读取读数 3，读数显微镜：增大最小格值相对于眼睛的视角。5什么是经纬仪的三轴误差？他们产生的原因有哪些？它们对水平角观测有何影响？在观测时采用什么措施来减弱或消除这些影响？经纬仪的三轴误差：经

10、纬仪的三轴（视准轴、水平轴、垂直轴）之问在测角时应满足一定的几何关系，即视准轴与水平轴正交，水平轴与垂直轴正交，垂直轴与测站铅垂线一致。当这些关系不能满足时，将分别引起视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差。 1，视准轴误差及其产生原因由于安装和调整不正确，使望远镜的十字丝中心偏离了正确的位置，造成视准轴与水平轴不正交，从而产生了视准轴误差。此外，外界温度的变化也会引起视准轴的位置变化，产生视准轴误差。视准轴误差对观测方向值的影响及消除影响的方法 视准轴误差C对观测方向值的影响为 式中：为观测目标的垂直角。取盘左与盘右的中数可以消除视准轴误差的影响。2，水平轴倾斜误差及产生原因当视准轴与水

11、平轴正交，且垂直轴与测站铅垂线一致时，仅由于水平轴与垂直轴不正交使水平轴倾斜一个小角i，称为水平轴倾斜误差。引起水平轴倾斜误差的主要原因是：在仪器安装、调整时不完善，致使仪器水平轴两支架不等高；或者水平轴两端的直径不相等。水平轴倾斜误差对观测方向值的影响及消除影响的方法 水平轴倾斜误差对观测方向值的影响为 式中：为观测目标的垂直角。在盘左和盘右读数中，可以得到消除。观测一个角度时，如果两个方向的垂直角相差不大且接近于0时，水平轴倾斜误差在半测回角度值中可以得到减弱或消除。3，垂直轴倾斜误差及其产生的原因照准部的水准管轴不严格垂直于竖轴；仪器整平不够精确；在测量过程中由于外界因素的作用（气温变化

12、、风力影响及人为等原因垂直轴倾斜误差对观测方向值的影响 由于垂直轴与测站铅垂线不一致，将引起与之正交的水平轴倾斜，从而给水平方向观测值带来误差影响。 垂直轴倾斜误差对观测方向值的影响特性及减弱其影响的措施 尽量减小垂直轴的倾斜角v值;测回间重新整平仪器;对水平方向观测值施加垂直轴倾斜改正数6用两个度盘位置取平均值的方法消除视准轴误差影响的前提条件是什么? 视准轴误差c在盘左盘右观测期间保持不变7垂直轴倾斜误差的影响能否用两个度盘位置读数取平均值的方法来消除？为什么? 不能。垂直轴倾斜的方向和大小，不随照准部转动而变化，所引起的水平轴倾斜方向在望远镜纵转前后是相同的（即的正负号不变），因而，对任

13、一观测方向不能期望通过盘左和盘右观测取中数而消除其误差影响。8为什么说垂直轴倾斜误差对方向观测值的影响与观测目标的垂直角和方位有关？为了削弱垂直轴倾斜误差对方向观测的影响，规范对观测操作有哪些规定? 如果照准部从垂直轴倾斜面出发顺转了角（目标方位），水平轴由OH1转至OL1，这时解球面直角三角形ML1L可求出倾斜角i。其中边ML等于90-，边LL1等于i，M处的球面角等于v。根据球面直角三角形公式，得：Sin ISin v= Sin(90-)由于i和v一般都比较小，上式可写成i=vcos将它带入v=itan，得v=vcostv=vcostan就是垂直轴倾斜对方向观测值影响的一般公式。由该式可知

14、，垂直倾斜误差对方向观测值的影响，不仅与垂直轴倾斜角v有关，还随着照准目标的垂直角和观测目标的方位不同而变化。参照书本P109面的图。9影响方向观测精度的误差主要分哪三大类？各包括哪些主要内容?10何谓水平折光差?为什么说由它引起的水平方向观测误差呈系统误差性质?在作业中应采取什么措施来减弱其影响?空气在水平方向上密度也是不均匀的，形成水平密度梯度，而产生水平方向的折光，称为水平折光。由此产生的误差叫水平折光差。原因就在于视线通过的大气层的水平方向的密度不同。其为系统误差的原因：由于视线很长，它所通过的大气层的情况非常复杂，因此无法用一个算式来汁算出水平折光的数值，只能根据水平折光产生的原因、

15、条件以及光线传播的物理特性和实践经验，找出水平折光对水平角观测影响的一般规律。作业中常用的措施有：1）选点时，要保证视线超越或旁离障碍物一定的距离。 2）造标时，应使视线至觇标各部位保持一定的距离，如一、二等应不小于20 cm，三、四等应不小于10 cm。3）一等水平角观测，一份成果的全部测回应在三个以上时间段完成(上午、下午、夜间各为一个时间段)。4）选择有利的观测时间。11设在某些方向垂直角超过3的测站上进行水平方向观测，应采取哪些措施来消除或减弱经纬仪的三轴误差影响?12每期控制测量作业开始前应对精密光学经纬仪进行哪些项目的检验？检验的目的和作用是什么?（1）垂直轴与照准部水准器轴正交。

16、（2）垂直轴与水平度盘正交且通过其中心。（3）水平轴与垂直轴正交，视准轴与水平轴正交（4）水平轴与垂直度盘正交，且通过其中心。 1 各主要螺旋的检查与调整 2 照准部旋转是否正确及其检验 3 水平轴不垂直于垂直轴之差检校 4 照准部水准器轴与垂直轴正交的检校 5 照准部旋转时仪器底座位移而产生的系统误差的检验 6 垂直微动螺旋使用正确性的检验 7 光学对点器的检校 目的和作用：1，照准部水准器轴与垂直轴正交的检校使经纬仪的乖直轴与测站铅垂线一致，是获得垂直照准面和水平切面(水平面)，从而测得水平角和垂直角的基本前提条件。2，望远镜的调焦及视差的消除望远镜是用来精确照准目标的。为此，目标在望远镜

17、中的成像必须清晰，且成像于十字丝面上，为了达到这两个目的，观测之前，进行望远镜的调焦及视差的消除。3，指标差的检查校正垂直度盘的读数指标线垂直（或平行）于指标水准器轴。4，光学对点器的检校在控制点上进行水平角观测时，使仪器中心与标志中心一致。13当某照准方向的垂直角超过30时，该方向如何进行2C互差比较，为什么？14重测的含义是什么？国家规范对一个测站上的重测有哪些规定？重测和补测在程序和方法上有何区别？重测，就是在基本测回（即规定数目的测回）完成之后，通过对成果的综合分析，发现其中超出限差规定而重新观测的完整测回。(1)一个测回内2c互差或同一方向的测回互差超限时，应重测超限方向并联测零方向

18、。(2)零方向的2c互差或下半测回的归零差超限，该测回应全部重测。(3)全部基本测回中，重测的方向测回数不应超过全部方向测回总数的13，否则基本测回作废，全部成果重测。(4)基本测回成果和重测成果均应抄入记簿。区别：凡因对错度盘、测错方向、上半测回归零差超限、读记错误和中途发现观测条件不佳等原因放弃的非完整测回，再进行的观测通称为补测。中途放弃的方向，最后补测。补测可随时进行。15为了提高测角精度，增加测回数是有效措施之一，测回数与精度之间存在何种函数关系？试作定量分析。又为什么说不适宜地增加测回数，对提高测角精度无实际意义？为了估算以测站的观测精度，通常用下列近似公式来计算：一测回方向值中误

19、差和m个测回方向中误差M的（近似）计算公式: 某一方向i观测了m次，则每一次观测值都有一个改正数v，按彼得公式得一次观测的平均误差： 由中误差与平均误差的关系 得其中 可根据m预先算出，m测回方向值中数的中误差为: 16.用光学经纬仪多个测回观测水平方向时，要配置603352，度盘上该配置多少？测微器该配置多少？有何意义？17.在山区进行水平方向观测时，同一个测回内的不同目标方向的2C互差超限，而相同目标方向在不同测回中的2C互差却不超限，原因何在？此时的观测成果是否满足要求？18.经纬仪的水平轴不垂直于垂直轴（亦称竖直轴或竖轴）的误差对于水平方向观测值会发生怎样的影响？怎样消除这项误差的影响

20、？19何谓光学经纬仪度盘的长周期误差和短周期误差?为了减弱上述误差影响，作业时常采取什么措施?理论分析和实际测定均表明，度盘分划误差大部分表现为系统性质的误差。其中沿度盘全周逐渐变化，形成以圆周为周期的误差，称为长周期误差。而以度盘上一小弧段，约301为周期的，并在全周上多次重复出现的周期性误差称为短周期误差。20用wildT3和国产J2经纬仪测定垂直角时，为什么会有不同的垂直角和指标差计算公式?21经纬仪视准轴误差C对水平方向观测值的影响C是多少？它有哪些主要性质？水平轴倾斜误差i对水平方向观测值的影响i是多少?有什么主要性质?22L-R=2C，该式成立的条件是什么？该式的严格形式又是什么?

21、为什么通常可以用该式检查观测成果的质量?23设用J2经纬仪观测某方向时，读取的气泡位置读数如下：盘左左=5.8右=3.9盘右左=6.0右=4.0已知=20，=5，方向观测值读数为571415.9，试求改正后方向值。24设在某测站上仅用盘左位置对各目标进行方向观测，问用半测回方向值求出的角度值中是否存在视准轴误差、水平轴误差及垂直轴倾斜误差的影响？为什么?又若各个照准目标与仪器在一个水平面上，角度值中是否存在上述误差的影响，为什么?25、详细描述用光学经纬仪进行三、四等三角观测采用方向观测法时一测回的操作程序。(1)将仪器照准零方向目标，按观测度盘表对好度盘和测微器。（先转动测微轮，使测微器指标

22、对正度盘表上零分数和秒数；再转动水平度盘变换轮，使度和整十分调至整置位置）。(2)顺时针方向旋转照准部12周，精密照准零方向（先将0方向目标的影象放在十字丝的右侧少许，固定照准部，旋进照准部微动螺旋，使十字纵丝夹住标的影象）；进行水平度盘测微器读数（转动测微轮，使对径分划线重合二次，在测微器上读两次数）。(3)顺时针方向旋转照准部，精确照准1方向目标，按2款方法进行读数；继续顺时针方向旋转照准部依次进行2，3方向的观测，最后闭合至零方向（当观测方向数3时，可不必闭合至零方向）。(4)纵转望远镜，逆时针方向旋转照准部12周，精确照准零方向，按2款方法进行读数。(5)逆时针方向旋转照准部，按上半测

23、回的相反次序依次观测至零方向。以上观测程序称为一测回。26分析下列超限原因：(1)在山区作水平方向观测，一测回内2c互差超限，而同方向的相邻测回2c互差不超限。(2)各测站观测中未发现超限，而三角形闭合差超限，且同时发生在两相邻三角形内。27试判定下列情况是否算重测，并说明为什么?(1)当观测员完成了上半测回时，记录员才发现归零差超过，但未通知观测员，观测员继续测完了下半测回。(2)在下半测回快要结束时，观测员发现气泡偏离过大，随即停止了观测，接着又重新开始该测回的观测。(3)当观测员读完下半测回归零方向的读数后，记录员发觉下半测回归零差超限并未作记录。(4)当记录员记完了一个测回的记录后，发

24、现观测员测错了一个方向。(5)记录员在记录过程中记错了秒值，并通知观测员停止观测，重新开始。28以J2经纬仪作水平方向观测为例，试分析说明规定下列各项限差的依据：(1)半测回归零差8；(2)测回内2C互差13；(3)各测回间互差9。第四章 精密距离测量 习题 1关于长度“米”的定义，国际上经历了哪三次变更？各能达到何等的精度？具有国际统一性的长度单位，是从1875年国际米制公约的建立开始的。当时规定，通过巴黎的地球子午线的四千万分之一的长度为lm。在1889年的米制公约国际计量大会上通过决定，用铂铱合金米尺上两条刻线间的距离作为lm的定义值。这根米尺称为国际米原器，它安放在法国巴黎国际计量局的

25、地下室内。各国都保存着基准一直延用了71年，它的相对精度为千万分之一左右。为了把最高长度基准长期保存下来，物理学家提出利用原子辐射的波长值代替国际米原器作为米定义的新建议。1960年召开的国际计量大会通过米的定义为：“米等于氪-86原子的2P10和5d2能极间跃迁辐射真空波长的1650763.73倍的长度。” 根据上述定义，lm的精度为十分之四，它意味着1000km的长度测量中误差4mm。1983年10月20日，在法国巴黎举行的第17届国际计量大会上，再次通过了米的新定义：“米是光在真空中，在1299792458秒的时间间隔内所经过的距离。”2为什么电磁波测距仪一般都采用两个以上的测尺频率？利

26、用单一频率能否进行距离测量？为什么？在红外测距仪中，大多采用直接测尺频率的方式。它是在仪器中设置2个或3个固定不变的测距频率，其一为“高频”，又叫精测频率；其余为“低频”，又叫粗测频率。利用这些固定频率测距时可直接确定N值。这样，较短的测尺(或称精测光尺)保证了测距精度，较长的测尺(或称粗测光尺)保证了必要的测程。 固定频率方式基本原理是：由于测相器只能测定余长uN，而不能测出整周数N，例如用一个频率测得2.578m，它可以是尾数都是2.578m的若干个大数不同的距离。这好比担任量距的人记不住已经量了多少整尺段，只记得最后不足一个整尺段的余长。显而易见，一个频率的测量只能得到余长而解不出N。如

27、果选择“测尺”（或频率）大于待测距离，则D=uN,这可解出距离D。但由于测相精度只能达到10-3所以想要用单一频率的测量来获得离的单值解，则精度和测程就不可能兼顾 3相位式电磁波测距仪可分哪两类？简要说明这两类测距仪的工作原理。 光波：激光测距仪，红外测距仪 微波：微波测距仪 。在红外测距仪中，大多采用直接测尺频率的方式。它是在仪器中设置2个或3个固定不变的测距频率，其一为“高频”，又叫精测频率；其余为“低频”，又叫粗测频率。利用这些固定频率测距时可直接确定N 。在一些远程的激光测距中改用一组数值上比较接近的测尺频率，利用其差频频率作为粗测频率，间接确定N值，从而得到与直接测尺频率方式相同的效

28、 4. 为了减小大气折射率误差的影响，测距时应采取哪些措施？第一，为保证气象仪表本身的正确性，必须经过检验。作业时，要提前按规定将气象仪表安放于无阳光照射的通风处。同时，为保证1X10-6的测距精度，测定温度的精度要高于0.5，测定气压的精度要高于lmmHg。第二，气象代表性的误差影响较为复杂，它受测程附近的地表地形情况以及气象条件诸因素的影响。为了减弱这些因素的影响，测距边应尽量避免两端高差过大，避免视线通过水面；观测时，应选择在空气能充分调和的微风之天或温度比较均匀的阴天。当需要较高的观测精度时，可以采取不同气象条件下的多次观测。因为气象代表性误差的影响，在不同的时间，不同的天气，具有一定

29、的偶然性，这样可以起到相互抵偿的作用。5调制频率误差是由哪些原因产生的？ 调制频率是由仪器的主控振荡器产生的，调制频率误差的来源主要有两个方面：一是装调仪器时频率校正的精确性不够；二是振荡器所用晶体的频率稳定性不好。对于前者，由于是用高精度的数字频率计作频率校准的，其误差可以略而不计。对于后者，则与主控振荡器所用的石英晶体的质量、老化过程以及是否采用恒温措施密切相关6何谓测相误差？它是由哪些因素引起的？目前，绝大多数红外测距仪都采用脉冲数字式自动测相，它是依靠多次填充脉冲的方法实现的。若时钟脉冲有频率误差，则根据脉冲填充个数计算精测尺长度与实际的精测尺长度就不会相符。此时即使二路信号之间的相位

30、差保持不变，多次测出的数值也不会完全一致，这就是测相设备本身的误差。这项误差主要与电路的稳定性和测相器件的时间分辨率有关。它的数值一般不会超过1个最小显示单位。测定几组读数取其平均值，就可以减小测相误差的影响。 7测距过程中的照准误差是由什么原因引起的？应采取什么措施避免或减弱其影响？由于砷化镓发光二极管的空间相位不均匀性，使得发出的调制光束在同一横截面上各部分的相位出现差异。这时，不同的照准部位，会使反射镜位于光束同一横截面上的不同位置，测得的距离就不会相同，这种误差称为照准误差。照准方向出现偏差，是由于望远镜的视准轴和发射、接收光轴不平行而引起的。所以，在使用仪器时应检查并校正三轴的平行性；在观测时要注意使用固定区域的光。在发光管整个发光区域内，有一区域发出的光比其它区域都强，观测时这一部分的返回信号也最强。因此，使用仪器的水平和垂直微动螺旋使返回信号的指示达到最大就找到了这一区域发出的光，这就可以减弱照准误差的影响。这种照准方法称为“电照准8何谓仪器加常数？为什么在出测前需要对其进行测定？测距仪在已知长度的基线上检测时，已知的基线长度与实测结果之间存在着一个固定不变的常数，通常称其为仪器加常数。多数仪器的加常数在出厂时已给出并进行了预置。但由于振动等原因，往往使加常数发生变化，所以作业前需要对其进行测定。此外，不同厂家的仪器所配反射镜亦不相同，使用时应注意配套。必须代用时，