生的相对误差为1:1 220 000,而目前最精密的距离测量容许误差为其长度的1:1 000 000,因此在半径为10 km的范围内用水平面代替大地水准面,可以不考虑地球曲率对水平距离测量的影响。
(表1-1) 距离D(km) 距离误差ΔD(cm) 10 25 50 100 (2)对高程的影响。
如图题1-10所示,A、B两点在同一水准面P上,其高差应为零,即Δh = 0。但是,当B点投影到过A点得水平面上得到投影点B'时,则BB' = h就是用水平面代替水准面所产生的高程测量误差。由图可知
?h?OB??OB?R?sec??R?R(sec??1)
15将sec?展开成无穷级数,得:sec??1??2??4??
22412D2D略去高次项,并以??代入,得?h?R(1???1)? (1)
22RR相对误差?D D0.8 12.8 102.6 821.2 1:1 220 000 1:195 000 1:48 700 1:12 000 同样用不同的距离D值代入上式,得到表1-2列出的相应高程误差值。由式
(1)可见,高程误差与距离的平方成正比,当距离D=1 km时,表1-2中所列高程误差达到8 cm,这是高程测量所不允许的。因此,进行高程测量的时,即使距离很短也不能用水平面代替大地水准面。
(表1-2) D(km) 0.1 0.5 2 1 8 2 31 3 71 4 125 5 196 6 785 Δh(cm) 0.08 第二章 水准测量
1、什么是前视?什么是后视?它们之间有何关系?
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答:当仪器架在已知点和目标点之间时,相对于前进的方向来说,已知的数据点在后方,称为后视点。前视点可以看成是目标点,就是要进行测量的点。前视和后视是相对的,在这一站上是前视点,到了下一站就成了后视点(因为它经过测量后,成了已知点)。 如图题2-1,A点就是后视点,A点水准尺读数a为后视读数;B点就是前视点,B点水准尺读数b为前视读数,其中HB = HA + hab = HA +(a-b)= Hi -b。
2、水准测量路线布设的形式有哪几种?它们之间有何关系?
答:水准测量路线的布设形式: (1)附合水准路线(如图题2-2-1), 其高差闭合差为:?测?h普通水准测量中,闭合差的容许值为:
h容 f?h-h??h(-H?H)理测终始f??40L mm (适用于平坦地区)
或 f??12n mm (适用于丘陵或山区)
h容(2)闭合水准路线(如图题2-2-2), 其高差闭合差为:
f??h-?h??hh测理测
闭合水准路线闭合差的容许值与附合水准路线闭合差的容许值一样。
(3)支水准路线(如图题2-2-3),其闭合差为
f??h??hh往返
支水准路线闭合差的容许值亦与附合水准路线闭合差的容许值一样,但其路线全长L或测站n只按单程计算。 3、现有一附合水准路线,已知首尾两起算点BM1、BM2
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的高程为HBM1=63.697m,HBM2=62.887m,路线上依次有A、B、C三个未知点,其观测成果为:h1A = +0.752m,Hab = -0.820m,hBC = +0.643m,HC2 = -1.465m,各测段的测站数分别为:n1A=15,nAB=11,nBC=9,nC2=15,试推算A、B、C各点的高程。 答:A、B、C各点的高程如下表所示,其中改正数为:δi=(-fh/∑n)2ni 测段编号 1 1 2 BM1 A 2 B 3 C 4 BM2 ∑ 辅助计算 50 -0.890 0.0800 -0.810 15 -1.465 +0.0240 -1.441 62.887 9 +0.643 +0.0144 +0.6574 64.328 11 -0.820 +0.0176 -0.8024 63.671 点名 测站数 4 15 实测高度(m) 5 +0.752 6 +0.0240 改正数(m) 改正后的高差(m) 7 +0.7760 8 63.697 64.473 高程(m) fh= -0.890-(62.887-63.697)= -0.080,-fh/∑n=0.0016m/站,fh容=±12(∑n)1/2=±85m 4、什么是视差?视差产生的原因是什么?如何消除视差?
答:由于物镜调焦不完善,导致目标实像与十字丝平面不完全重合出现相对移动现象,称为视差。其原因由于物镜调焦不完善,使目标实像不完全成像在十字丝平面上;在目镜端观测者眼睛略作上下少量移动,如发现目标也随之相对移动,即表示有视差存在;再仔细进行物镜调焦,直至成像稳定清晰。 6、水准测量中要求前后视距离相等,可以消除哪些误差? 答:水准测量中要求前后视距离相等,可以消除望远镜视准轴与水准管轴不平行引起的误差。
7、图2-30为图根闭合水准路线观测结果,已知HBM=57.151m,试求A、B、C各点的高程。
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答:A、B、C各点的高程如下表所示 测段编号 1 1 2 BM A 2 B 3 C 4 BM ∑ 辅助计算
8、水准仪各轴线间应满足的几何条件是什么?
答:几何条件:竖轴垂直于地面,垂直于视准轴;视准轴垂直于竖轴,于地面平行。其作用是:竖轴垂直于地面作用就是对中,也叫对点。
竖轴垂直于视准轴就是调平,也就是说调平气泡的作用实际是保证这三个轴的垂直关系。
10、电子水准仪测量的基本原理是什么?采用的条纹码尺起什么作用? 答:电子水准仪利用数字图像处理技术,把由标尺进入望远镜的条码分划影像,用行阵探测器传感器替代观测员的肉眼,从而实现观测夹准和读数自动化。电子水准仪能自动完成水准测量在一个测站上读数、记录、显示和计算。观测时,水准尺上的条形码影像进入望远镜,然后被分光镜分成两部分。一部分是可见光,通过十字叉丝和目镜,供照准用;另一部分是红外光,被传送给行阵探测器,探测器将采集到得条形码光信号转换成电信号,并与仪器内部存储的条形码信号进行比较,从而得到水平视线的读数。
11、在相距80m的A、B两点中间安置水准仪,A点尺上读数a1=1.321m,B点尺上
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点名 测段长 4 1.25 实测高度(m) 5 +0.823 改正数(m) 改正后的高差(m) 6 +0.0030 7 +0.8260 高程(m) 8 57.151 57.977 0.67 -1.091 +0.0016 -1.0894 56.888 0.78 -0.534 +0.0019 -0.5321 56.356 1.43 +0.792 +0.0034 +0.7954 57.151 4.13 -0.01 0.0099 0.0001 fh=∑h测=-0.01,-fh/∑s=0.0024m/段长,fh容=±12(∑s)1/2=±24m
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