《大地测量学基础》复习题及参考答案

四、问答题:

1、 大地坐标系是大地测量的基本坐标系,其优点表现在什么方面?

要点:以旋转椭球体建立的大地坐标系,由于旋转椭球体是一个规则的数学曲面,可以进行严密的数学计算,而且所推算的元素(长度、角度)同大地水准面上的相应元素非常接近。 2、什么是大地线?简述大地线的性质。

要点:椭球面上两点间的最短程曲线叫做大地线。

大地线是一条空间曲面曲线;大地线是两点间唯一最短线,而且位于相对法截线之间,并靠近正法截线,与正法截线间的夹角为???;大地线与法截线长度之差只有百万分之一毫米,所以在实际计算中,这样的差异可以忽略不计;在椭球面上进行量测计算时,应当以两点间的大地线为依据。在地面上测得的距离,方向等,应当归化到相应的大地线的方向和距离 。

何为大地线微分方程?写出其表达形式。

所谓大地线微分方程,是指表达dL,dB,dA各与dS的关系式。

cosAdS MsinAdL?dS

NcosBsinAdA?tgBdS

NdB?133、 简述三角测量中,各等级三角测量应如何加入三差改正?

要点:在一般情况下,一等三角测量应加入三差改正,二等三角测量应加垂线偏差改正和标高改正,而不加截面差改正;三等三角测量可不加三差改正,但当????10??时或H?2000m时,则应加垂线偏差改正和标高改正,这就是说,在特殊情况下,应该根据测区的实际情况作具体分析,然后再作出加还是不加入改正的规定。

4、 简述大地主题解算直接解法的基本思想。

要点: 直接解算极三角形P1NP2。比如正算问题时,已知数据是边长S,P1N及角A12,有三角形解算可得到另外的元素l,β及P2N,进而求得未知量

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?L2?L1?l,B2?90?P2N,A21?3600??

0常用的直接解法是白塞尔解法。

5、 简述大地主题解算间接解法的基本思想。

要点:根据大地线微分方程,解出经度差dl,纬度差dB及方位角之差dA

dB?B2?B1??1(B1,L1,A12,S)??dL?L2?L1??2(B1,L1,A12,S)? dA?A21?A12??3(B1,L1,A12,S)??再求出未知量

B2?B1?dB,L2?L1?dL,A21?A12?1800?dA

常用的间接解法有高斯平均引数公式。 6、 简述高斯平均引数公式的优点。

要点:基本思想是首先把勒让德尔级数在P1点展开改在大地线长度中点M展开,以使级数公式项数减少,收敛快,精度高;其次考虑到求解中点M的复杂性,将M点用大地线两端点平均方位角相对应的m点来代替,并借助迭代计算,便可顺利地实现大地主题正算。 7、 试述控制测量对地图投影的基本要求。

要点:首先应当采用等角投影;

其次,在所采用的正形投影中,还要求长度和面积变形不大,并能够应用简单公式计算由于这些变形而带来的改正数。

最后,要求投影能够方便的按照分带进行,并能按高精度的、简单的、同样的计算公式和用表把各带连成整体。 8、 什么是高斯投影?为何采用分带投影?

要点:高斯投影又称横轴椭圆柱等角投影。它是想象有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面,并与某一条子午线(此子午线称为中央子午线或轴子午线)相切,椭圆柱的中心轴通过椭圆柱体中心,然后用一定投影方式,将中央子午线两侧各一定经度范围内的地区投影到椭球柱面上,再将此柱面展开即成为投影面。

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由于采用了同样法则的分带投影,这既限制了长度变形,又保证了在不同投影带中采用相同的简便公式和数表进行由于变形引起的各项改正的计算,并且带与带间的互相换算也能采用相同的公式和方法进行。 9、 简述正形投影区别于其它投影的特殊性质。

要点:在正形投影中,长度比与方向无关,这就成为推倒正形投影一般条件的基本出发点。

10、 叙述高斯投影正算公式中应满足的三个条件。

要点:中央子午线投影后为直线;中央子午线投影后长度不变;投影具有正形性质,即正形投影条件。

11、 叙述高斯投影反算公式中应满足的三个条件。

要点:x坐标轴投影成中央子午线,是投影的对称轴;x轴上的长度投影保持不变;正形投影条件,即高斯面上的角度投影到椭球面上后角度没有变形,仍然相等。

12、 试述高斯投影正、反算间接换带的基本思路。

要点:这种方法的实质是把椭球面上的大地坐标作为过度坐标。首先把某投影带内有关点的平面坐标(x,y)1利用高斯投影反算公式换算成椭球面上的大地坐标(B,l),进而得到L=L0+l,然后再由大地坐标(B,l),利用投影正算公式换算成相邻带的平面坐标(x,y)2在计算时,要根据第2带的中央子午线来计算经差l,亦即此时l=L-L0。

13、 试述工程测量中投影面和投影带选择的基本出发点。

要点:1)在满足工程测量精度要求的前提下,为使得测量结果得一测多用,这时应采用国家统一3度带高斯平面直角坐标系,将观测结果归算至参考椭球面上。2)当边长的两次归算投影改正不能满足要求时,为保证工程测量结果的直接利用和计算的方便,可以采用任意带的独立高斯投影平面直角坐标系,归算结果可以自己选定。可以采用抵偿投影面的高斯正形投影;任意带高斯正形投影;具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影。 14、 控制测量概算的主要目的是什么?

要点:1)系统地检查外业成果质量,把好质量关;2)将地面上观测成果归算到高斯平面上,为平差计算作好数据准备工作;3)计算各控制点

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的资用坐标,为其它急需提供未经平差的控制测量基础数据。 15、 简述椭球定向的平行条件和目的。

要点:平行条件:椭球短轴平行于地球自转轴;大地起始子午面平行于天文起始子午面。目的在于简化大地坐标、大地方位角同天文坐标、天文方位角之间的换算。 16、大地测量学研究内容

(1)研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网 的原理和方法,以满足国民经济和国防建设以及地学科学研究的需要。(2) 研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。(3)研究地球表面 测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。(4)研究高 精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制 测量数据库的建立及应用等。

17、三角网、导线网各自观测量及优缺点

三角网:观测网中的全部或大部分方向值和部分边长

优点:图形简单,网的精度较高,有较多检核条件,易于发现观测中的 粗差,便于计算。

缺点:在平原地区或隐蔽地区易受障碍物的影响,布网困难大,有时不 得不建造高觇标

导线网:观测角度和边长 优点:(1)网中各点上的方向数较少,除节点外只有两个方向,因而受 通视要求限制较小,易于选点和降低觇标高度,甚至无须造标。(2)导线网 的图形非常灵活,选点时可根据具体情况随时改变。(3)网中边长都是直接 测定的,因此边长精度较均匀。

缺点:导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要少,有时不易发现 观测值中的粗差,因而可靠性不高。 18、工程测量水平控制网的布设原则 (1)分级布网,逐级控制 (2)要有足够的精度 (3)要有足够的密度 (4)要有统一的规格 19、精密测角的一般原则

(1)观测应在目标成像清晰、稳定有利于观测时间进行,以提高照准精 度和减小旁折光的影响;(2)观测前应认真调好焦距,消除视差;(3)配置 度盘;(4)上下半测回照准目标次序应相反,并使观测每一目标的操作时间

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