《现代普通测量学》习题参考答案第2章 测量学的基础知识一、学习目的与要求1.掌握测量学的基础知识，清楚参照系的选择以及地面点定位的概念。
2.了解水准面与水平面的关系。
3.明确测量工作的基本概念。
4.深刻理解测量工作的基本原则。
5.充分认识普通测量学的主要内容。
二、课程内容与知识点1.地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。
地球形状和大小。
水准面的特性。
参考椭球面。
2.确定点位的概念。
点的平面位置和高程位置。
3.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。
天文坐标（λ，φ），大地坐标（L ，B ），空间直角坐标（X ，Y ，Z ），高斯平面直角坐标（x ，y ），独立平面直角坐标（x ，y ）。
高斯投影中计算带号的公式：()()取整数部分取整数部分=+︒-==+=13/'30116/P P n N λλ计算中央子午线的公式：n N 33636=︒-︒=︒︒λλ 4.地面点的高程。
1985年国家黄海高程基准。
高程与高差的关系：''A B A B AB H H H H h -=-=。
5.用水平面代替水准面的限度。
对距离的影响：223R D D D ≈∆ 对水平角的影响："6.0≤ε 对高差的影响：R D h 2/2=∆6.测量工作的基本概念。
测量工作的原则：从整体到局部、先控制后碎部；步步检核。
测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。
三、习题与思考题1.何谓大地水准面？它在测量工作中起何作用？答：静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面。
特性: 唯一性、等位面、 不规则曲面； 作用：测量野外工作的基准面。
2. 测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？答：测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系。
3. 北京某点的大地经度为116º20′，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？答：()().391]3/'301[;201191]6[=+︒-==+=+=P P n N λλ L 0=6 ºN-3 º=117 º ；L ’0 =3ºn=117 º。
4. 什么叫绝对高程？什么叫相对高程？两点间的高差如何计算？ • 答：绝对高程H （海拔）：地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离； • 相对高程H'：地面点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。
• 高差h ：地面两点高程之差；''A B A B AB H H H H h -=-=。
5. 什么是测量中的基准线与基准面？在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？答：重力方向线即铅垂线, 是测量工作的基准线；测量上统一以大地水准面为野外测量工作基准面。
地面点空间位置一般采用三个量表示。
其中两个量是地面点沿投影线（铅垂线）在投影面（大地水准面）上的坐标；第三个量是点沿着投影线到投影面的距离（高度）。
6. 测量工作的基本原则是什么？哪些是测量的基本工作？答：测量工作应遵循两个原则：从整体到局部，先控制后碎部（为了减少误差结累；加快测量速度,这项原则是对总体工作）；前项工作未作检核，不进行下一步工作（从而保证成果质量，是对测绘具体工作）。
四、考核目标与要求识记：大地水准面，1985年国家高程基准，绝对高程与相对高程。
定位参照系及定位元素。
经度，纬度，直角坐标。
测量工作的基本原则。
测量工作的基本内容，测绘地形图及施工测量的概念。
领会：参照系的形成，大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。
高斯投影的概念，高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。
测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处，测量工作原则。
简单应用：高斯—克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系，高程与高差的确定。
第3章 水 准 测 量 一、学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。
学习要求1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。
2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。
3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算，及水准测量路线的成果计算。
4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。
5.清楚水准仪的检验与校正方法6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。
二、课程内容与知识点1.水准测量原理。
高差法：前视与后视；仪高法：视线高。
转点的概念。
公式：∑∑∑-==-=-=+=+=-=ba h hb a h bH H a H H h H H b a h AB ii i i B A i AB A B AB2.水准仪及其使用DS 3微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。
水准管零点，水准器的分划值。
视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。
满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。
水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。
视差及其消除方法。
水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。
尺垫。
3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。
4.水准测量实施水准点：永久性水准点。
临时性水准点。
水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。
水准网，水准结点。
普通水准测量的一般要求，施测程序。
公式：∑∑∑-==-A B H H h b a 测站检核方法：双仪高法，双尺面法。
公式：()()2/mm 1002/"'mm 6"'"""'''±-=+=≤--=-=红黑h h h h h h h h b a h b a h水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。
5.DS 3水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。
圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。
6.水准测量误差仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。
观测误差：水准管气泡居中的误差∆，估读水准尺的误差m V，水准尺倾斜的误差∆b。
公式：D⋅⨯=∆"2"15.0ρτDvmv⋅±=""60ρ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆""2'ρδbb外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响f，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。
公式：RDf243.0=四、习题与思考题1.设A为后视点，B为前视点，A点的高程是20.123m.当后视读数为1.456m,前视读数为1.579m,问A、B两点的高差是多少?B、A两点的高差又是多少？绘图说明B点比A点高还是低?B点的高程是多少?答：h AB=-0.123m，h B=20.000m.2.何为视准轴?何为视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差?答：通过物镜光心与十字丝交点的连线CC称为望远镜视准轴，视准轴的延长线即为视线，它是瞄准目标的依据。
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。
3. 水准仪有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？什么是主条件？为什么？答：水准仪的轴线主要有：视准轴CC，水准管轴LL，圆水准轴'L'L，仪器竖轴VV。
水准仪轴线应满足的几何条件为：1）圆水准轴应平行于仪器竖轴（'L'L∥VV）；2）十字丝中丝应垂直于仪器竖轴（即中丝应水平）；3） 水准管轴应平行于视准轴（LL ∥CC ）。
4. 将图中的水准测量数据填入表中，A 、B 两点为已知高程点H A =23.456m ，H B =25.080m ，计算并调整高差闭合差，最后求出各点高程。
测站 测点 水准尺读数 实测高差 /m 高差改正数 /mm 改正后高差 /m 高程/m 后视（a ） 前视（b ）ⅠBMA1 1.322 1.764 -0.432 -4 -0.436 23.456Ⅱ 12 1.411 1.167 +0.244 -4 +0.240 23.020Ⅲ 23 1.503 0.840 +0.633 -4 +0.659 23.260Ⅳ 3BMB1.781 0.616 +1.165 -4 +1.161 23.919计算 检核 Σ6.027 4.387 +1.640 -16 +1.624 25.080 f h =∑h -(H B -H A )=+0.016m 即16mm 5.设A 、B 两点相距80m ，水准仪安置于中点C ，测得A 尺上的读数a 1为1.321m ，B 尺上的读数b 1为1.117m,仪器搬到B 点附近,又测得B 尺上读数b 2为1.466m,A 尺读数为a 2为1.695m 。
试问水准管轴是否平行于视准轴？如不平行，应如何校正？ 答：由公式计算：//)D D (.)D D ()b a ()b a (i 46106112215121122+=+⋅⨯-''----=-ρ因i >02''，故水准管不平行视准轴。
对于i 角大于02''的水准仪需要进行校正。
mm D D D a a 14579146612222=-=-⋅∆-='因22a a <'，说明视线向上倾斜。
校正：水准仪在I 2点处不动，旋转微倾螺旋，使十字丝中丝对准A 尺上的正确读数2a '（1457mm ），此时符合水准气泡就不再居中了，但视线已处于水平位置。
用校正针拔动位于目镜端的水准管上、下两个校正螺丝，使符合水准气泡严密居中。
此时，水准管轴也处于水平位置，达到了水准管轴平行于视准轴的要求。
校正需反复进行，使i角合乎要求为止。
6.调整如图所示的闭合水准测量路线的观测成果，并求出各点高程，H I=48.966m。
点号测站数n i观测高差hi(m)高差改正数ihv(m)改正后高差ih)(m)高程H(m)备注BM.410 +1.224 +0.005 +1.229 50.000 已知A 51.2298 -1.424 +0.004 -1.420B 49.8098 +1.781 +0.004 +1.785C 51.59511 -1.714 +0.006 -1.708D 49.88612 +0.108 +0.006 +0.114BM.4 50.000∑49 -0.025 +0.025fh＝∑h测－（H B－H A）＝-25mm f h容＝±12n＝±84mm5.049251==-=∑nifv hmmm ∑ihv＝25mm识记：水准点，转点，水准管分划值，视差，视准轴，水准管零点，水准管轴，圆水准器轴，仪器竖轴，水准尺常数等概念。