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《现代普通测量学》(第2版)教案及课后习题参考答案.pdf
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《现代普通测量学》(第2版)教案及课后习题参考答案
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1
《工程测量》课程教案
及习题参考答案
第 1 章 绪 论
一、学习目的与要求
学习目的
了解现代普通测量学概况、清楚学习《现代普通测量学》的目的和要求。
学习要求
1.了解测绘学与测量学的关系、现代测绘学的发展现状。
2.掌握地球空间信息学(
Geomatics
)的定义和概念。
3.了解现代测绘学的在国民经济及工程建设中的作用。
4.清楚学习课程的目的和要求。
5.了解测量学的任务及它与专业培养目标的关系。
二、课程内容与知识点
1.测绘学研究的对象,测绘学的分科,现代测绘学的发展现状,我国测绘事业的发
展。
2.地球空间信息学(
Geomatics
)与现代测绘学的任务。
3.现代测绘学的在国民经济及工程建设中的作用。
三、习题与思考题
1.测绘学研究的内容是什么?
答:测量学研究的内容分测定和测设两部分。其中测定是将地面上客观存在的物体,
通过测量的手段,将其侧成数据或图形;测设是将人们的工程设计通过测量的手段,标
定在地面上,以备施工。
2.
Geomatics
的含义是什么?
答:对所研究的物体,包括地球的整体及其表面和外层空间的各种自然和人造实体,
利用接触与非接触式的测量仪器、传感器及其组合系统,对这些实体进行信息的采集、
量测、存储、管理、更新、分析、显示、分发
(
传输
)
和利用的一门科学和技术。或称
地球空间信息学。
四、考核目标与要求
识记:测绘学的定义,测绘学研究的对象。
领会:
Geomatics
的含义,现代测绘学发展的特点、涉及的行业。
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2
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/'301
16/
P
P
n
N
计算中央子午线的公式:
nN 336
36
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:
''
ABABAB
HHHHh
。
5.用水平面代替水准面的限度。
对距离的影响:
2
2
3R
D
D
D
对水平角的影响:
"6.0
对高差的影响:
RDh 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。
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3
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
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;
''
ABABAB
HHHHh
。
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。
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4
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:
bahhbah
bHHaHHhHHbah
ABiii
iBAiABABAB
2.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:
AB
HHhba
测站检核方法:双仪高法,双尺面法。
公式:
2/mm100
2/"'mm6"'"""'''
红黑
hhh
hhhhhbahbah
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
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5
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
"15.0
D
v
m
v
"
"60
"
"
2
'
b
b
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:
R
D
f
2
43.0
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?
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