《數(shù)字測量》第6章思考題與習(xí)題參考答案

《數(shù)字測量》第6章思考題與習(xí)題參考答案[6-1]簡述距離測量的方法，各適用于什么情況?答：根據(jù)所使用的測量儀器和方法的不同，距離測量可分為：鋼尺量距、視距測量和光電測距等。（1）鋼尺量距。鋼尺量距是利用經(jīng)檢定的鋼尺直接量測地面兩點(diǎn)間的距離，又稱為距離丈量。適用于地勢平坦的地面短距離量距。（2）視距測量。視距測量是一種間接測距方法，它是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲（上、下絲）及標(biāo)尺（水準(zhǔn)尺），根據(jù)光學(xué)原理同時測定兩地面點(diǎn)間水平距離和高差的一種簡易方法。其測距的相對誤差約為1/300，低于鋼尺量距；測定高差的精度低于水準(zhǔn)測量。視距測量主要用于模擬法地形測量的碎部測量中。（3）光電測距。光電測距是用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測距信號，以測量兩點(diǎn)間距離的一種方法。適用于各種需要測距的情況。[6-2]用鋼尺丈量傾斜地面距離有哪些方法?各適用于什么情況?答：用鋼尺丈量傾斜地面距離方法有兩種。（1）平量法。沿傾斜地面丈量距離，當(dāng)?shù)貏萜鸱淮髸r，可將鋼尺拉平分段丈量，各段平距的總和即為要量的直線距離。（2）斜量法。當(dāng)傾斜地面的坡度比較均勻時，可以按平坦地面量距方法先沿傾斜地面丈量出AB的斜距L，再測出AB的傾斜角或高差，然后按下式計(jì)算A、B兩點(diǎn)間的水平距離D：[6-3]如何衡量距離測量精度？用鋼尺丈量了AB、CD兩段水平距離。AB往測為126.780m，返測為126.735m；CD往測為357.235m，返測為357.190m。問哪一段丈量精度高?為什么?兩段距離的丈量結(jié)果各為多少?答：距離測量精度采用相對精度來衡量。AB距離的的丈量結(jié)果：CD距離的的丈量結(jié)果：故CD邊距離丈量精度高于AB邊。[6-4]簡述鋼尺量距的誤差來源及注意事項(xiàng)。答：鋼尺量距的誤差主要有以下幾種：（1）尺長誤差如果鋼尺的名義長度和實(shí)際長度不符，則產(chǎn)生尺長誤差。尺長誤差對量距的影響是累積的，丈量的距離越長，誤差就越大。因此新購置的鋼尺必須經(jīng)過檢定，測出其尺長改正值。（2）溫度誤差鋼尺的長度會隨溫度而變化，當(dāng)丈量時的溫度和標(biāo)準(zhǔn)溫度不一致時，將產(chǎn)生溫度誤差。按照鋼的膨脹系數(shù)計(jì)算，溫度每變化1℃，丈量距離為30m時對距離的影響為0.4㎜。（3）鋼尺傾斜和垂曲誤差在高低不平的地面上采用鋼尺水平法量距時，鋼尺不水平或中間下垂而成曲線時，都會使量得的長度比實(shí)際要大。因此丈量時必須注意鋼尺水平。（4）定線誤差丈量時鋼尺沒有準(zhǔn)確地放在所量距離的直線方向上，使所量距離不是直線而是折線長度，使丈量結(jié)果偏大，這種誤差稱為定線誤差。丈量30m長的距離，當(dāng)偏差為0.25m時，所量距離偏大1㎜。（5）拉力誤差鋼尺在丈量時所受到的拉力應(yīng)與檢定時拉力相同。若拉力變化±2.6kg，尺長將改變±lmm。（6）丈量誤差丈量時在地面上標(biāo)志尺端點(diǎn)位置處插測釬不準(zhǔn)，前、后尺手配合不好，余長讀數(shù)不準(zhǔn)等都會引起丈量誤差，這種誤差對丈量結(jié)果的影響符號、大小不定。在丈量中要盡力做到對點(diǎn)讀數(shù)準(zhǔn)確，配合協(xié)調(diào)。[6-5]何謂視距測量?其有哪些特點(diǎn)和用途?答：視距測量是一種間接測距方法，它是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲（上、下絲）及標(biāo)尺（水準(zhǔn)尺），根據(jù)光學(xué)原理同時測定兩地面點(diǎn)間水平距離和高差的一種簡易方法。其測距的相對誤差約為1/300，低于鋼尺量距；測定高差的精度低于水準(zhǔn)測量。視距測量主要用于模擬法地形測量的碎部測量中。[6-6]推導(dǎo)在普通視距測量中視線水平和視線傾斜兩種情況下計(jì)算水平距離和高差的公式。答：（1）視線水平時的視距測量計(jì)算公式（2）視線傾斜時的視距測量計(jì)算公式[6-7]下表所列為視距測量成果，計(jì)算各點(diǎn)所測水平距離和高差。測站高程H0=50.OOm，儀器高i=1.56m，點(diǎn)號上絲讀數(shù)下絲讀數(shù)中絲讀數(shù)豎盤讀數(shù)豎直角高差水平距離高程備注11.8450.9601.4086°28′3°32′5.60488.16455.60422.1650.6351.4097°24′-7°24′-19.702150.46230.29831.8801.2421.5687°18′2°42′3.00263.853.00242.8751.1202.0093°18′-3°18′-9.646175.540.354[6-8]簡述相位法測距原理。答：在A點(diǎn)安置測距儀，在B點(diǎn)安置反射棱鏡，測距儀發(fā)射的調(diào)制光波到達(dá)反射棱鏡后又返回到測距儀。設(shè)光速C為已知，如果調(diào)制光波在待測距離D上的往返傳播時間為，則距離D的計(jì)算式為：相位法測距是將發(fā)射光波的光強(qiáng)調(diào)制成正弦波的形式，通過測量正弦光波在待測距離上往返傳播的相位移來解算距離。測距儀在A點(diǎn)發(fā)射的調(diào)制光在待測距離上傳播，被B點(diǎn)反射棱鏡反射后又回到A點(diǎn)而被接收機(jī)接收，然后由相位計(jì)將發(fā)射信號與接收信號進(jìn)行相位比較，得到調(diào)制光在待測距離上往返傳播所產(chǎn)生的相位移，其相應(yīng)的往返傳播時間為。式中，為正弦波波長，把稱為測距儀的測尺。將上式與鋼尺量距公式相比，測距儀就是用這把長為的“光尺”去測量距離，N為整尺段數(shù)，為不足一整尺段之余數(shù)。[6-9]寫出光電測距儀的標(biāo)稱精度公式，并舉例說明其含義。答：光電測距儀的標(biāo)稱精度公式如三鼎STS-720系列全站儀的標(biāo)稱精度可按式（6-24）表示為±（2mm+2Dppm）。其中1ppm=1mm/1km=1×10-6,即每測量1km的距離將產(chǎn)生1mm的比例誤差。[6-10]簡述光電測距儀測距誤差來源及注意事項(xiàng)。答：（1）真空光速測定誤差真空光速測定誤差，其相對誤差為：也就是說，真空光速測定誤差對測距的影響是1km產(chǎn)生0.004mm的比例誤差，可以忽略不計(jì)。（2）精測尺調(diào)制頻率誤差目前，國內(nèi)外廠商生產(chǎn)的紅外測距儀的精測尺調(diào)制頻率的相對誤差一般為=（1-5）×10－6=1-5ppm，其對測距的影響是1km產(chǎn)生1-5㎜的比例誤差，誤差大小與距離長度成正比。因此，需要通過對測距儀進(jìn)行檢定，以求出比例改正數(shù)對所測距離進(jìn)行改正。（3）氣象參數(shù)誤差大氣折射率主要是大氣溫度t和大氣壓力p的函數(shù)。一般：大氣溫度測量誤差為1℃或者大氣壓力測量誤差為3㎜Hg時，都會產(chǎn)生1ppm的比例誤差。嚴(yán)格地說，計(jì)算大氣折射率n所用的氣象參數(shù)t、p應(yīng)該是測距光波沿線的積分平均值，由于在實(shí)踐中難以測到，所以一般是在測距的同時測定測站和鏡站的t、p并取其平均值來代替其積分值。由此引起的折射率誤差稱為氣象代表性誤差。實(shí)驗(yàn)表明，選擇陰天、有微風(fēng)的天氣測距時，氣象代表性誤差較小。（4）測相誤差測相誤差包括自動數(shù)字測相系統(tǒng)的誤差、測距信號在大氣傳輸中的信噪比誤差等，信噪比為接收到的測距信號強(qiáng)度與大氣中雜散光的強(qiáng)度之比。前者決