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测量平差复习题及答案

测量平差复习题及答案 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】测量平差复习题及答案一、综合题1.已知两段距离的长度及中误差分别为cmm5.4465.300±及cmm5.4894.660±,试说明这两段距离的真误差是否相等他们的精度是否相等答:它们的真误差不一定相等;相对精度不相等,后者高于前者。

2.已知观测值向量⎪⎪⎭⎫⎝⎛=2121LLL的权阵为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=32313132LLP,现有函数21LLX+=,13LY=,求观测值的权1LP,2LP,观测值的协因数阵XYQ。

答:12/3LP=;22/3LP=;3XYQ=3.在下图所示三角网中,A.B为已知点,41~PP为待定点,已知32PP边的边长和方位角分别为0S和0α,今测得角度1421,,,LLL 和边长21,SS,若按条件平差法对该网进行平差:(1)共有多少个条件方程各类条件方程各有多少个(2)试列出除图形条件和方位角条件外的其它条件方程(非线性条件方程不要求线性化)答:(1)14216,6,10n tr =+=== ,所以图形条件:4个;极条件:2个;边长条件:2个;基线条件:1个;方位角条件:1个 (2)四边形14ABPP 的极条件(以1P 为极):34131241314ˆˆˆˆsin()sin sin 1ˆˆˆˆsin sin sin()L L L L L L L L +⋅⋅=+ 四边形1234PP P P 的极条件(以4P 为极):10116891167ˆˆˆˆsin()sin sin 1ˆˆˆˆsin sin sin()L L L L L L L L +⋅⋅=+ 边长条件(1ˆAB S S - ):123434ˆˆˆˆˆˆsin()sin()AB S S L L L L L =+++ 边长条件(12ˆˆS S - ):1121314867ˆˆˆsin ˆˆˆˆˆsin()sin sin()S L S L L L L L ⋅=++ 基线条件(0AB S S - ):02101191011ˆˆˆˆˆsin()sin()S S L L L L L =+++4.A .B .C 三点在同一直线上,测出了AB .BC 及AC 的距离,得到4个独立观测值,m L 010.2001=,m L 050.3002=,m L 070.3003=,m L 090.5004=,若令100米量距的权为单位权,试按条件平差法确定A .C 之间各段距离的平差值Lˆ。

答:ˆ[200.0147,300.0635,300.0635,500.0782]T L=5.在某航测像片上,有一块矩形稻田。

为了确定该稻田的面积,现用卡规量测了该矩形的长为cm L 501=,方差为22136.0cm =σ,宽为cm L 302=,方差为22236.0cm =σ,又用求积仪量测了该矩形的面积231535cm L =,方差为42336cm =σ,若设该矩形的长为参数1ˆX ,宽为参数2ˆX ,按间接平差法平差:(1)试求出该长方形的面积平差值;(2)面积平差值的中误差。

答:(1)令0111ˆX X x =+,0222ˆX X x =+,011X L =,022X L =,误差方程式为:1122312ˆˆ305035v xv xv v v ===+-令:10013050B ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,0035L ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,单位权方差为2036σ=,则法方程为:T T B PBX B PL =,可得:120.30.5x X x ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,则0111ˆ50.3X X x =+=,0222ˆ30.5X X x =+= 所以面积平差值为2312ˆˆˆ50.3*30.51534L X X cm ===(2)2200.35T V PVcm rσ== ()12112212ˆˆˆˆˆˆˆˆˆdXdS X dX X dX X X dX ⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭,所以ˆˆ98.94SS Q =则2ˆ 3.4814S cm σσ==±6.如图水准网中,A 为已知点,高程为10.000A H m =,观测高差及路线长度为:m h 563.21=,km S 11=;m h 326.12-=,km S 12=;m h 885.33-=,km S 23=;m h 883.34-=,km S 24=;若设参数12334ˆˆˆˆˆˆˆTTBX X X X H h h ⎡⎤⎡⎤==⎣⎦⎣⎦,定权时C= 2 km ,试列出:(1)、误差方程和限制条件;(2)、法方程式。

答:(1)误差方程为:112231243ˆˆˆˆ4ˆv x v x v x x v x=⎧⎪=⎪⎨=++⎪⎪=⎩ 限制条件为:13ˆˆ20xx --= (2)法方程为:1234ˆ31004ˆ130140ˆ00110ˆ01102x x xx-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 7.设对某量进行了两组观测,得到观测值的真误差如下: 第一组:3,-3,2,4,-2,-1,0,-4,3,-2 第二组:0,-1,-7,2,1,-1,8,0,-3,1 试回答如下问题:(1)两组值的平均误差1ˆθ、2ˆθ和中误差1ˆσ、2ˆσ(2)这两组观测值的精度,哪一组精度高,为什么答:(1)1ˆθ=,2ˆθ=;1ˆσ=,2ˆσ=(2)两组观测值的平均误差相同,而中误差不同,由于中误差对大的误差反应敏感,故通常采用中误差作为衡量精度的指标,本题中1ˆσ<2ˆσ,故第一组观测值精度高。

8.设对丈量10km 的距离同精度丈量10次,令其平均值的权为5,现以同样等级的精度丈量的距离。

问丈量此距离一次的权是多少。

(问答题,10分)答:一次观测值的权倒数1025N C P === ,所以每次丈量10km 距离的权为:100.5P =长度为i S 距离的权为:1i i C P S = ,则112.510,2.510C C P P == ,所以15C = 故12.522.5C P == 9.下列各式中的()1,2,3i L i =均为等精度独立观测值,其中误差为σ,试求下列函数的中误差:(1)()12312X L L L =++;(2)321L L L Y =答:(1)3x σ= (2)3x σ=10.在图一所示测角网中,A 、B 、C 为待定点,同精度观测了1L 、2L 、3L 和4L 共四个角度观测值。

设平差后BAC ∠为参数Xˆ。

(1)试指出采用何种平差模型; (2)写出函数模型和法方程。

答:采用附有参数的条件平差模型;平差方程为:123ˆˆˆ1800L L L ++-= 34ˆˆ3600L L +-= 1ˆˆ0L X -= 则条件方程为:12313421300ˆ0v v v w v v w v x w +++=⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩ ,其中闭合差方程为1123234031w L L L w L L w L X ⎧=++⎪=+⎨⎪=-⎩,建立法方程为: 1122333110120001011ˆ0100k w k w k w x⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪+= ⎪ ⎪ ⎪- ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 11.有水准网如下图,网中A .B 为已知水准点,高程m H A 013.12+=.m H B 013.10+=可视为无误差,C .D 为待定点,共观测了四个高差,高差观测值及相应水准路线的距离为:km S 21=,m h 004.11-=,km S 12=,m h 516.12+=,km S 23=,m h 512.23+=,km S 5.14=,m h 520.14+=。

试用条件平差法求C和D 两点高程的平差值。

答:4,2n t == ,所以2r = ,条件方程如下:12324ˆˆˆ0ˆˆ0A Bh h h H H h h ⎧+-+-=⎪⎨-=⎪⎩ 以ˆi i ih h v =+ 代入上式,可得上述方程的最终形式为: 123411100001014v v v v ⎛⎫⎪-⎛⎫⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎪ ⎪⎝⎭,以1km 观测高差为单位权观测,则法方程为:1212502.540k k k k +=⎧⎨+-=⎩ ,解得120.35, 1.74k k =-= 进而求得()0.74 1.40.7 2.6TV mm =--观测值的平差值为:1234ˆˆˆˆ1.0047, 1.5174, 2.5127, 1.5174L m L m L m L m =-=== 则C 、D 两点的平差高程为:11.0083,12.5257C D H m H m ==12.设在三角形ABC 中,观测三内角321,,L L L ,将闭合差平均分配后得到的各角之值为014489ˆ,025050ˆ,030140ˆ321'''='''='''= L L L ,如下图。

它们的协方差阵为⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=633363336LLD ,已知边长m S 000.15000=(无误差),试求b a S S ,的长度和它们的协方差SS D 。

答:013023ˆˆˆˆsin /sin 967.679,sin /sin 1150.573a b S S L L m S S L L m ==== 对函数式取自然对数,并微分得:331213231323ˆˆˆˆcos cos cos cos ˆˆˆˆ,ˆˆˆˆsin sin sin sin a b a b dS L dS L L L dL dL dL dL S S L L L L ==== 即1132233ˆˆˆ0ˆˆˆ0ˆa a a b b b dLdS S ctgL S ctgL dS dL dS S ctgL S ctgL dL ⎛⎫ ⎪⎛⎫-⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪- ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭则23263311460114604 1.860.7713630962096250.77 1.32(20610)33645SS D cm --⎛⎫⎛⎫--⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪=--⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎪--⨯⎝⎭⎝⎭⎪⎪----⎝⎭⎝⎭。

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