4.用GPS建立隧道地面控制网有何优点。

用GPS定位系统建立控制网：利用GPS定位系统建立洞外的隧道施工控制网，由于无需通视，故不受地形限制，减少了工作量，提高了速度，降低了费用，并能保证施工控制网的精度。

5.试述竖井联系测量的目的。

在隧道施工中，常用竖井在隧道中间增加掘进工作面，从多面同时掘进，可以缩短贯通段的长度，提高施工进度。这时，为了保证相向开挖面能正确贯通，就必须将地面控制网中的坐标、方向及高程，经由竖井传递到地下去。这些传递工作称为竖井联系测量。其中坐标和方向的传递，称为竖井定向测量。通过定向测量，使地下平面控制网与地面上有统一的坐标系统。而通过高程传递则使地下高程系统获得与地面统一的起算数据；高程联系测量是将地面高程引入地下，又称导入高程。 6.贯通误差包括那些内容？

在隧道施工中，由于地面控制测量、联系测量、地下控制测量以及细部放样的误差，使两个相向开挖的工作面的施工中线，不能理想地衔接，而产生的错开现象，即所谓贯通误差。

贯通误差在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差（简称纵向误差），在垂直于中线方向的投影长度称为横向贯通误差（简称横向误差），在高程方向的投影长度称为高程贯通误差（简称高程误差）。纵向误差只影响隧道中线的长度，这对隧道贯通没有多大影响；高程误差影响隧道的坡度，应用水准测量的方法，也容易达到所需的要求。因此，在实际上最重要的，讨论最多的是横向误差。因为横向误差如果超过了一定的范围，就会引起隧道中线几何形状的改变，甚至洞内建筑侵入规定限界而使之衬砌部分折除重建，给工程造成损失。

第十五章 “3S”技术简介

1.“3S”技术包括哪些内容？其实际应用有哪些方面？

“3S”是中国科学家按照GPS、GIS、RS字尾均为S，而这三者关系日趋紧密结合构成的一个对地观测、处理、分析、制图系统。即遥感RS、全球定位系统GPS、地理信息系统GIS。

其实际应用有哪些方面？

（1）.实时GPS测量在道路建设中的应用：工程控制测量；制做大比例尺地形图；道路中线测设；道路纵、横断面测量；施工测量。遥感技术在道路工程中的应用

（2）遥感与GIS系统相结合，可在路线选线阶段为设计者提供丰富的空间信息支持。目前，遥感技术在道路工程中的应用主要是工程地质勘测方面：重点工程的布局；判释区域地质构造薄弱环节；借助遥感图片对长隧道、大桥的区域进行稳定评价。

（3）地理信息系统在道路工程中的应用：基础数据信息管理；道路选线；道路环境影响评估与方案比选；道路自然区划的研究。

2.GPS全球定位系统由哪些部分组成，各部分的作用是什么？ GPS主要由：

GPS空间卫星部分（卫星星座）、地面监控部分和用户设备部分三部分组成。 GPS卫星星座：

是接收并存储由地面监控站发来的导航信息；接收并执行主控站发出的控制命令，如调整卫星姿态，启用备用卫星等；向用户连续发送卫星导航定位所需信息，如卫星轨道参数、卫星健康状态及卫星信号发射时间标准等。

地面监控部分：

其中监测站是完成对GPS卫星信号的连续观测，并将搜集的数据和当地气象观测资料经处理后传送到主控站；

主控站它除了协调管理地面监控系统外，还负责将监测站的观测资料联合处理，推算卫星星历、卫星钟差和大气修正参数，并将这些数据编制成导航电文送到注入站。另外它还可以调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行或启用备用卫星；

注入站是将主控站编制的导航电文，通过直径为3.6m的天线注入给相应的卫星。 用户设备部分：

其主要任务是捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号；GPS卫星是以广播方式发送定位信息。GPS接收机是一种被动式无线电定位设备。在全球任何地方只要能接收到4颗以上GPS卫星的信号，就可以实现三维定位、测速、测时，所以GPS得到广泛应用。目前，世界上已有近百种不同类型的GPS接收机，这些产品可以按不同用途、不同原理和功能进行分类。

3.阐述GPS卫星定位原理及定位的优点。

GPS定位方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位和GPS差分定位。对于待定点位，根据其运动状态可分为静态定位和动态定位。静态定位是指用GPS测定相对于地球不运动的点位，GPS接收机安置在该点上接收数分钟甚至更长时间，以确定其三维坐标，又称为绝对定位；动态定位是确定运动物体的三维坐标。若将两台或两台以上GPS接收机分别安置在固定不变的待定点上，通过同步接收卫星信息号，确定待测点间的相对位置，称为相对定位。

伪距测量：

伪距测量就是测定卫星到接收机的距离，即由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。

相对定位：

GPS相对定位，也叫差分GPS定位，是目前GPS定位中精度最高的一种定位方法，它广泛地应用于大地测量、精密工程测量、地球动力学的研究和精密导航。

相对定位的最基本情况是用两台GPS接收机，分别安置在基线的两端，并同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点，在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。

载波相位测量：

载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电文，所以，GPS接收机接收到卫星信号后，要将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获得载波，这一工作称为重建载波。GPS接收机将卫星重建载波与接收机内由振荡器产生的本振信号通过相位计比相，即可得到相位差。

载波相位差分定位技术（RTK技术）：

RTK技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上，能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度观测成果。

4.简述WGS-84坐标系。

协议地球坐标系统（Coventional Terrestrial System-CTS）称为WGS-84坐标系（World Geodetic system），简称WGS-84坐标系。

WGS-84坐标系的几何定义是：原点是地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手坐标系。

WGS-84严格的物理定义，它拥有自己的重力场模型和重力计算公式，可以算出相对于WGS-84椭球的大地水准面差距。

5.地理信息系统（GIS）以图形数据结构为特征分为哪几种类型？各有哪些优缺点。 分为两大类型：基于矢量结构的GIS和基于栅格结构的GIS。

一般来说基于栅格结构的GIS容易与遥感数据结合，建立GIS和RS集成化系统；而矢量数据需要通过矢量至栅格的转换，才能与遥感数据集成使用。

6.遥感技术（RS）由哪几部分组成？

RS系统通常由空间信息采集系统、地面接收和预处理系统、地面实况调查系统和信息分析系统构成。