【正文】 鉛垂面的兩面角。表24 圖根水準(zhǔn)測(cè)量的成果處理 * [題210] 在相距100m 的A ， B 兩點(diǎn)的中央安置水準(zhǔn)儀，測(cè)得高差hAB＝＋，儀器搬到B 點(diǎn)近旁讀得A 尺讀數(shù)= 2 a ， B 尺讀數(shù)2 b =。圖235 水準(zhǔn)路線測(cè)量觀測(cè)結(jié)果答：將圖235 的結(jié)果記入下列表格中，在表格中進(jìn)行計(jì)算并檢核計(jì)算結(jié)果的正確性。電子水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)是：① 用自動(dòng)電子讀數(shù)代替人工讀數(shù)，不存在讀錯(cuò)、記錯(cuò)等問題，沒有人為讀數(shù)誤差；② 精度高，多條碼(等效為多分劃)測(cè)量，削弱標(biāo)尺分劃誤差，自動(dòng)多次測(cè)量，削弱外界環(huán)境變化的影響；③ 速度快、效率高，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄、檢核、處理和存儲(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量從外業(yè)數(shù)據(jù)采集到最后成果計(jì)算的內(nèi)外業(yè)一體化；④ 電子水準(zhǔn)儀一般是設(shè)置有補(bǔ)償器的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，當(dāng)采用普通水準(zhǔn)尺時(shí)，電子水準(zhǔn)儀又可當(dāng)作普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用。或者后視點(diǎn)高程+后視尺讀數(shù)=視線高程。[題26] 何謂高差？何謂視線高程？前視讀數(shù)和后視讀數(shù)與高差、視線高程各有什么關(guān)系？答：高差——過任意兩點(diǎn)水準(zhǔn)面的垂直距離。[題24] 水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)為什么要求前、后視距相等？答：視準(zhǔn)軸CC 不平行于管水準(zhǔn)器軸LL 的夾角稱i 角，校正水準(zhǔn)儀時(shí)，很難使i =0，當(dāng)i ≠0 時(shí)，如果使每站水準(zhǔn)測(cè)量的前后視距相等，i 角對(duì)前后尺中絲讀數(shù)的影響值相同，計(jì)算一站觀測(cè)高差時(shí)，后視讀數(shù)減前視讀數(shù)可以抵消i 角的影響，另外，還有地球曲率和大氣折光的影響。[題23] 何謂視差？產(chǎn)生視差的原因是什么？怎樣消除視差？答：物像沒有準(zhǔn)確地成在十字絲分劃板上，人眼在目鏡端觀察的位置不同時(shí)，物像相對(duì)于十字絲分劃板的位置也相應(yīng)變化。管水準(zhǔn)器的格值τ一般為20″，比較小，管水準(zhǔn)器用于使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸精確水平。管水準(zhǔn)器軸——管水準(zhǔn)器軸內(nèi)圓弧中點(diǎn)的切線?？刂茰y(cè)量是先布設(shè)能控制大范圍的高級(jí)網(wǎng)，再逐級(jí)布設(shè)次級(jí)網(wǎng)加密。一等網(wǎng)的精度最高，圖根網(wǎng)的精度最低。測(cè)量控制網(wǎng)應(yīng)由高級(jí)向低級(jí)分級(jí)布設(shè)。因此，高程的起算面不能用切平面代替，最好使用大地水準(zhǔn)面，如果測(cè)區(qū)內(nèi)沒有國(guó)家高程點(diǎn)時(shí)，可以假設(shè)通過測(cè)區(qū)內(nèi)某點(diǎn)的水準(zhǔn)面為零高程水準(zhǔn)面。切平面代替大地水準(zhǔn)面對(duì)高成的影響規(guī)律見下表。當(dāng)距離D為10km 時(shí)，所產(chǎn)生的相對(duì)誤差為1/120 萬，相當(dāng)于每km ?！?954 北京坐標(biāo)系”的大地原點(diǎn)在哪里？“1980西安坐標(biāo)系”的大地原點(diǎn)在哪里？答：“1954 北京坐標(biāo)系”的大地原點(diǎn)位于前蘇聯(lián)普爾科沃天文臺(tái)中央，“1980 西安坐標(biāo)系”的大地原點(diǎn)位于我國(guó)陜西省西安市徑陽縣永樂鎮(zhèn)石際寺村。[題17] 天文經(jīng)緯度的基準(zhǔn)是大地水準(zhǔn)面，大地經(jīng)緯度的基準(zhǔn)是參考橢球面。+176。=1176。取地球平均曲率半徑R =6371km， 對(duì)應(yīng)的經(jīng)度差約為(180)247。去掉帶號(hào)與500km 后的A y =， A 點(diǎn)位于111176。帶的19 號(hào)帶內(nèi)。帶投影的13~23 號(hào)帶內(nèi)，位于統(tǒng)一3176。27′~東經(jīng)135176。投影帶的帶號(hào)、各自的中央子午線經(jīng)度。[題16] 我國(guó)領(lǐng)土內(nèi)某點(diǎn)A 的高斯平面坐標(biāo)為： x A =， Y A =，試說明A 點(diǎn)所處的6176。[題14] “1956 年黃海高程系”使用的平均海水面與“1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)”使用的平均海水面有何關(guān)系？答：在青島大港一號(hào)碼頭驗(yàn)潮站，“1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)”使用的平均海水面高出“1956 年黃海高程系”。[題13] 絕對(duì)高程和相對(duì)高程的基準(zhǔn)面是什么？答：絕對(duì)高程的基準(zhǔn)面——大地水準(zhǔn)面。參考橢球面——為了解決投影計(jì)算問題，通常選擇一個(gè)與大地水準(zhǔn)面非常接近的、能用數(shù)學(xué)方程表示的橢球面作為投影的基準(zhǔn)面，這個(gè)橢球面是由長(zhǎng)半軸為a 、短半軸為b 的橢圓NESW 繞其短軸NS 旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)橢球面，旋轉(zhuǎn)橢球又稱為參考橢球，其表面稱為參考橢球面。水準(zhǔn)面——處處與鉛垂線垂直的連續(xù)封閉曲面。[題12] 熟悉和理解鉛垂線、水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、參考橢球面、法線的概念。測(cè)定——使用測(cè)量?jī)x器和工具，通過測(cè)量與計(jì)算將地物和地貌的位置按一定比例尺、規(guī)定的符號(hào)縮小繪制成地形圖，供科學(xué)研究和工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)使用?！稖y(cè)量學(xué)》習(xí)題集答案第一 部分 習(xí)題和作業(yè) 一、測(cè)量基本知識(shí)[題11] 測(cè)量學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)是什么？答：測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀與大小，確定地球表面各種物體的形狀、大小和空間位置的科學(xué)。測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是測(cè)定和測(cè)設(shè)。測(cè)設(shè)——將在地形圖上設(shè)計(jì)出的建筑物和構(gòu)筑物的位置在實(shí)地標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。答：鉛垂線——地表任意點(diǎn)萬有引力與離心力的合力稱重力，重力方向?yàn)殂U垂線方向。大地水準(zhǔn)面——通過平均海水面的水準(zhǔn)面。法線——垂直于參考橢球面的直線。相對(duì)高程的基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面。[題15] 測(cè)量中所使用的高斯平面坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上使用的笛卡爾坐標(biāo)系有何區(qū)別？答： x 與y 軸的位置互換，第Ⅰ象限位置相同，Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ象限順指針編號(hào)，這樣可以使在數(shù)學(xué)上使用的三角函數(shù)在高斯平面直角坐標(biāo)系中照常使用。投影帶和3176。答：我國(guó)領(lǐng)土所處的概略經(jīng)度范圍為東經(jīng)73176。09′，位于統(tǒng)一6176。帶投影的24~45 號(hào)帶內(nèi)，投影帶號(hào)不重疊，因此， A 點(diǎn)應(yīng)位于統(tǒng)一6176。中央子午線的經(jīng)度為0 L =6193=111176。子午線以東約210km。(6371π)=176。53′，則A 點(diǎn)的概略經(jīng)度為111176。=176。在大地原點(diǎn)處，大地水準(zhǔn)面與參考橢球面相切，其天文經(jīng)緯度分別等于其大地經(jīng)緯度。[題18] 切平面代替大地水準(zhǔn)面對(duì)距離和高程各有什么影響？答：切平面代替大地水準(zhǔn)面對(duì)距離的影響規(guī)律見下表。因此，在10km為半徑的圓面積之內(nèi)進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，可以用切平面代替大地水準(zhǔn)面，而不必考慮地球曲率對(duì)距離的影響。用切平面代替大地水準(zhǔn)面作為高程起算面，對(duì)高程的影響是很大的，距離為200m 時(shí)就有3mm 的高差誤差，這是不允許的。[題19] 測(cè)量工作的基本原則是什么？答：測(cè)量工作的原則之一是“從整體到局部，先控制后碎部，從高級(jí)到低級(jí)”、“前一不工作未做審核不得進(jìn)行下一步”。如平面三角控制網(wǎng)是按一等、二等、三等、四等、5″、10″和圖根網(wǎng)的級(jí)別布設(shè)，城市導(dǎo)線網(wǎng)是在國(guó)家一等、二等、三等或四等控制網(wǎng)下按一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和圖根網(wǎng)的級(jí)別布設(shè)?？刂凭W(wǎng)的等級(jí)越高，網(wǎng)點(diǎn)之間的距離就越大、點(diǎn)的密度也越稀、控制的范圍就越大；控制網(wǎng)的等級(jí)越低，網(wǎng)點(diǎn)之間的距離就越小、點(diǎn)的密度也越密、控制的范圍就越小。二、水準(zhǔn)測(cè)量[題21] 何謂視準(zhǔn)軸？何謂管水準(zhǔn)器軸？水準(zhǔn)儀上的圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器各起什么作用？答：視準(zhǔn)軸——望遠(yuǎn)鏡物鏡中心(或光心)與十字絲中心點(diǎn)的連線。圓水準(zhǔn)器的格值τ一般為8′，比較大，圓水準(zhǔn)器用于粗略正平儀器。[題22] 水準(zhǔn)儀有哪些軸線？各軸線間應(yīng)滿足什么條件？答：豎軸VV ，圓水準(zhǔn)器軸L L”′ ，視準(zhǔn)軸CC ，管水準(zhǔn)器軸LL ，要求VV ∥ L L”′ ，CC ∥ LL ，十字絲橫絲⊥VV 。望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)明亮背景，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲十分清晰；照準(zhǔn)目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)像十分清晰。[題25] 水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，在哪些立尺點(diǎn)處要放置尺墊？哪些點(diǎn)上不能放置尺墊？答：轉(zhuǎn)點(diǎn)需要放置尺墊，已知點(diǎn)與臨時(shí)點(diǎn)上不能放置尺墊。視線高程——水準(zhǔn)儀觀測(cè)某點(diǎn)標(biāo)尺的中絲讀數(shù)+該點(diǎn)的高程，常用Hi 表示。設(shè)后視點(diǎn)A 高程為HA ，后視讀數(shù)為a ，前視點(diǎn)B ， B 點(diǎn)標(biāo)尺讀數(shù)為b ，則有[題27] 與普通水準(zhǔn)儀比較，精密水準(zhǔn)儀有何特點(diǎn)？電子水準(zhǔn)儀有何特點(diǎn)？答：精密水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)是：① 望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)大、分辨率高，如規(guī)范要求DS1 不小于38 倍，DS05不小于40 倍；② 管水準(zhǔn)器分劃值為10″/2mm，精平精度高；③ 望遠(yuǎn)鏡物鏡的有效孔徑大，亮度好；④ 望遠(yuǎn)鏡外表材料應(yīng)采用受溫度變化小的銦瓦合金鋼，以減小環(huán)境溫度變化的影響；⑤ 采用平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)，讀數(shù)誤差?。虎?配備精密水準(zhǔn)尺。[題28] 用兩次變動(dòng)儀器高法觀測(cè)一條水準(zhǔn)路線，其觀測(cè)成果標(biāo)注在圖235 中，圖中視線上方的數(shù)字為第二次儀器高的讀數(shù)，試計(jì)算高差hAB。水準(zhǔn)測(cè)量記錄(兩次儀器高法) 注：括號(hào)為計(jì)算值[題29] 表24 為一附合水準(zhǔn)路線的觀測(cè)成果，試計(jì)算A ， B ，C 三點(diǎn)的高程。試計(jì)算儀器的i 角。當(dāng)豎軸VV 鉛垂，豎軸VV ⊥橫軸HH ，視準(zhǔn)軸CC ⊥橫軸HH 時(shí)，瞄準(zhǔn)在同一豎直面上高度不同的點(diǎn)，其水平度盤讀數(shù)是相同的；如果上述軸系關(guān)系不滿足，則水平度盤讀數(shù)不相同。角度一定是兩個(gè)方向的夾角