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测角
- 全站仪
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仪器三轴误差
- 1.水平轴倾斜误差:水平轴不于垂直轴正交。仪器左右两端的之家不等高,水平轴两端轴径不相等都会产生误差。与a角(垂直角)有关,a角越大误差越大。误差在盘左盘右度数的平均值中可以抵消。2.视准轴误差:视准轴不与水平轴正交。产生视准轴误差的主要原因有:望远镜的十字丝分划板安置不正确; 望远镜调焦镜运行时晃动:气温变化引起仪器部件的胀缩,特别是仪器受热不均匀使视准轴位置变化。a角越接近90度则误差越大。取盘左盘右的中数即可抵消误差。注意一测回内不得重新调焦。3.垂直轴倾斜误差:设水平轴与垂直轴正交,视准轴垂直于水平轴,仅由于仪器未完全整平而使垂直轴偏离测站铅垂线一微小角度。垂直轴倾斜误差不仅与垂直轴倾斜角有关,还随着目标的垂直角和照准目标的方位不同而不同。尽量减小垂直轴的倾斜角v值; 测回间重新整平仪器;对水平方向观测值施加垂直轴倾斜改正数。
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精密测角的误差来源
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外界误差
- 1、温度变化对仪器造成热胀冷缩的影响,导致仪器变形,从而影响精度。2、准目标的相位差影响,在照准实体目标时,不能正确地照准目标的真正中心轴线。3、大气密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响,如果大气剧烈变化就会使成像上下左右跳动。4、水平折光影响随气温变差 化而不同,也密度不均匀的空气介质而变化。
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仪器误差
- 1、水平度盘位移的影响轴面摩擦力使仪器底座部分产生弹性扭曲。2、照准部旋转不正确的影响,照准部垂直轴与轴套之间间隙过大导致歪斜和平移·3、照准部水平微动螺旋作用不正确的影响,微动螺杆顶端出现微小空隙导致视准轴偏离照准方向·4、垂直微动螺旋作用不正确的影响由于水平轴与其套轴之间有空隙导致水平轴一段位移,差 致使视准轴变动。
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方向观测法的计算
- 在一个测回中,将测站上所有要观测的方向逐一照准进行观测,在水平度盘上读数,得出各方向的方向观测值。由两个方向观测值可以得到相应的水平角度值。3.计算步骤:
(1)计算2C價(又称两倍照准差)
2C-盘左该数一(盘右读数±180°)
上式中,盘右读数大于180"时取”-”号,盘右读数小于180时取"+”号。一测回
内各方向2c值互差不应超过+18 如果超限,则应重新测。
(2)计算各方向的平均读数
平均读数又称为各方向的方向值。
平均读数=盘左读数+(盘右读数±180°)/2
计算时,以盘左读数为准,将盘右读数加或减180后,和盘左读数取平均值。起始方
向有两个平均读数,故应再取其平均值。
(3)计算归零后的方向值
将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数(括号内数值),即得各方向的“归零后
方向值”,起始方向归零后的方向值为零。
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测距
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电磁波测距仪分类体系
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按仪器测程分类
- 短程光电测距仪:测程在3千米内,精度1厘米左右。
- 中程光电测距仪:测程在3-15千米左右的仪器,精度可达±(10mm*10-6)适用于二、三、四等水准测量。
- 远程激光测距仪:测程在15千米以上的光电测距仪,精度可达(5mm*10-6)适用于国家一、二等控制网的边长测量。
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按测距方式分类
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相位式测距仪 :相位式光电测距仪:由测距仪连续发射正弦波,测出该调制波在测线上往返传播产生的相位移以求得距离。测程端,精度高,用于大地测量。 相位式测距仪测定连续测距信号的发射波与回波之间的相位差, 从而间接求得传播时间, 再按一定公式决定到目标点的距离。原理:相位法测距是通过测量含有测距信号的调制波在测线上往返传播所产生的相位移,间接地测定电磁波在测线上往返传播的时间t,进而求得距离值。
两点之间距离为,式中:u=λ/2=c/(2f),相位法测距相当于用一把测尺(或称“光尺”)u一尺段一尺段丈量距离,获得N个整尺段和一个尾尺段数ΔN,然后按上式计算距离D。
测距仪中的相位计只能测出相位差Δφ,即能测定ΔN,而无法直接测出整波数N。相位法测距通常采用多测尺组合测距技术。
- 直接测尺频率方式
- 间接测尺频率方式
- 脉冲式测距仪
- 干涉法测距仪
- 脉冲相位测距仪
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按使用载波分类
- 普通光电测距仪
- 红外测距仪
- 微波测距仪
- 激光测距仪
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测距误差来源
- 比例误差:与距离成正比
- 固定误差:与距离无关
- 偶然误差:不同条件下多次观测来削弱
- 系统误差:事先精确检定,缩小误差数值来控制误差影响
- A+BD:A为固定误差,B为比例误差。如±(3mm±2ppm)ppm表示百万分之一如果测1000000m距离的话,误差就是3mm+2ppm*1000000m=2.003m(ppm=10的-6,10的6m=10的-9mm)
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六段解析法测加常数:是一种不需要知道侧线的精度长度,二采用全站仪本身的测量成果,然后通过间接平差计算求定加常数K的方法。它不受中误差及乘常数的影响。加常数与乘常数分别测定,用测定频率的方法取得测距仪的乘常数;用短基线测定加常数和测距标准差。
- 1.采用直线上至少去两段,求加常数。在数条用检定过的高准确度光电测距仪测定的放射形已知边上测定测距仪的测距标准偏差。
- 在直线上取六段(非基线),按全组合法测定测距仪的加常数,加常数测定误差及测距标准差。
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测高差
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精密水准测量误差来源
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仪器误差
- 视准轴误差与水准管轴不平行的误差
- 水准标尺每米长度的误差
- 两水准标尺零点差的影响
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外界因素
- 温度变化对i角的影响
- 大气垂直折光的影响
- 仪器脚架和标尺垂直位移的影响
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观测误差
- 水准气泡居中的误差
- 照准水准尺上分划的误差
- 读数误差
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二等精密水准测量外业计算
- 测站观測程序
往测时,奇数测站照准水准标尺分划的顺序为
后视标尺的基本分划:
前视标尺的基本分划:
前视标尺的辅助分划:
后视标尺的辅助分划;
往测时,偶数测站照准水准标尺分划的顺序为
前视标尺的基本分划
后视标尺的基本分划:
后视标尺的辅助分划
前视标尺的辅助分划
返测时,奇、偶数测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数测站相同。
- 奇数站为例:1置平仪器.2将望远镜照准后视水准标尺,使符合水准气泡两端影像近于符合,上下丝照准读数(1)(2)然后使符合水准气泡两端影像精确符合,使用测微螺旋照准标尺并读数测微分划(3).3旋转望远镜照准前视尺,并使符合水准气泡两端影像精确符合.测微分划读数(4)用上下丝分别照准读数(5)(6).4用水平微动螺旋使望远镜照准前视标尺的辅助分划,并使读数(7).5旋转望远镜,照准后视标尺的辅助分划并使,测微分划读数(8)
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带气球差的三角高程测量原理
- 适用于地形起伏大的地区进行高程控制,实践证明,精度可达四等水准的要求。(球差为正,气差为负)观测和计算:安置经纬仪于测站上,量取仪高i和目标高s。读 至0.5cm,量取两次的结果之差≤1cm时,取平均值。②当中丝瞄准目标时,将竖盘指标水准管气泡居中,读取竖盘读数。必须以盘左、盘右进行观测。③竖直角观测测回数与限差应符合规定。④用电磁波测距仪测量两点间的倾斜距离D’,或用三角测量方法计算得两点间的水平距离D。
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GNSS的布设形式
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跟踪站式的布网
- 若干台接收机长期固定安放在测站上,进行常年不间断的观测。优点:精度极高具有框架基准特性。缺点:需建立专门的永久性建筑即跟踪站,观测成本很高。
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会站式的布网
- 在布设GPS网时,一次组织多台GPS接收机,集中在一段不太长的时间内,共同作业。优点:可消除SA等因素的影响。适用于布设A,B级网。
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多基准站式的布网
- 若干台接收机在一段时间内长期固定在某几个点上进行长时间观测,这些站成为基准站。优点:各个基准站之间进行了长时间的观测,精度高。适用于C,D
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同步图形扩展式的布网
- GPS网以同步图形的形式连接扩展,构成具有一定数量独立环的布网形式。可分为点连式,边连式,网连式和混连式。其中,混连式包括三角形网优点为图形集合结构强,检核条件较多。缺点是工作量大,只有精度和可靠性大的时候才采用。另一种式环形网,优点是观测工作量小,自检性可靠性高。缺点是非直接观测基线边精度较直接观测边低,相邻点间的基线分布不均匀。还有星形网优点是观测中只需两台GPS接收机。缺点是几何图形简单,检核能力差。
- 单基准站式的布网
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GNSS的误差来源
- 与卫星有关的误差有:卫星星历误差、卫星钟差、相对论效应;
与路径有关的误差有:电离层误差、对流层误差、都路径效应误差;
与测站有关的误差有:接收机钟差、接收机内部噪声、天线相位中心偏差。
同时还有其他误差,如:固体潮、极潮误差、海水负荷误差、数据处理软件模型误差等等。
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大地控制网
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大地控制网的布设原则
- 1.分级布网,逐级控制
- 2. 应有足够的精度
- 4.应有统一的规格 布设方案: 1.一等三角锁系作为精密骨架 2.二等三角网作为全面基础 3.三、四等三角网(点)作为加密
- 4.导线控制网作为三角网的补充和替代
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大地控制网的类型
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按工作内容分
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平面控制测量
- 测定控制点的平面位置
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测定控制高程
- 测定控制点高程
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按用途分
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大地控制测量
- 全国范围内,按国家统一颁布的法式,规范进行控制测量
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工程控制测量
- 为工程建设或图形测绘,在小区域内,在大地测量控制网的基础上独立建立控制网的控制测量
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国家大地平面控制网的等级
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在全国范围内统一建立的三角网,称为国家平面控制网。国家平面 控制网按精度从高到低分为一、二、三、四等。
- 一等 三角锁是国家平面控制网的骨干;
- 二等三角网布设于一等三角锁环内, 是国家平面控制网的全面基础;
- 三、四等三角网是二等三角网的进一步 加密。
- 在全国范围内建立三角网时,当某些局部地区采用三角测量有困难 时,也可采用同等级的导线测量来代替。导线测量也分为四个等级,即 一、二、三、四等,其中一、二等导线为精密导线。
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简述控制测量在各阶段的任务
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技术设计
- 在小比例尺地图上拟定最合理的水准网或水准路线的布设方案
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踏勘,选点,建标,埋石
- 选点:实地确定水准路线和水准点的具体位置,埋石:埋设水准标石,设立永久性水准标志
- 仪器设备检校
- 外业观测(测角,测距,水准,GPS)
- 观测原始记录检查
- 数据预处理,平差计算
- 整理成果资料
- 编写技术总结报告
- 检查验收
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地图投影
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地图投影的变形种类
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长度变形
- (1)长度比:地面上微分线段投影后的长度ds'与其相应的实地长度ds之比。如用符号μ表示长度比,那么miu=ds'/ds
(2)长度变形:长度比与1之差值。如用符号Vmiu 表示长度变形,则Vmiu=miu-1。投影后长度变形绝对量γ表示为=ds'-ds
当γ>0或μ>1l时,表示投影后长度增加;当γ<0或μ<1时,表示投影后长度缩小;当γ=0或μ=1时,表示投影后长度不变。
投影上的长度比不仅随该点的位置而变化,而且随着该点上不同方向而变化。这样,在一定点上的长度比必存在有最大值和最小值,称其为极值长度比,通常用符号a和b表示极大与极小长度比。极值长度比的方向称为主方向。沿经线和纬线方向的长度比分别用符号m、n表示。在经纬线正交投影中,沿经纬线方向的长度比即为极值长度比,此时m=a或b,n=b或a。
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面积变形
- (3)面积比:地面上微分面积投影后的大小dF'与其相应的实地面积dF的比称为面积比,通常用符号P表示,即p=dF'/dF
4)面积变形:面积比与1之差值。用符号Vp 表示面积变形,则Vp=p-1
投影后面积变形绝对量V表示为V=dF'-dF
当V>0或P>1时,表示投影后面积增加;当V<0或P<1时,表示投影后面积缩小;当V=0或P=1时,表示投影后面积不变。
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角度变形
- 5)角度变形:地面上某一角度投影后的角值β'与其实际的角值β之差,即β'-β。在一定点上,方位角的变形随不同的方向而变化,所以一点上不同方向的角度变形是不同的。投影中,一定点上的角度变形的大小是用其最大值来衡量的,即称最大角度变形,通常用符号叫表示。存在以下关系式:Ω/2=a-b/a+b
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高斯投影的特点
- 正形投影
- 中央子午线投影为一条直线
- 中央子午线投影后长度不变
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工程测量中投影带和投影面的选择原因和方法
- 方法:如按目前规范规定,一般工程测量中每公里的长度投影变形不大于25mm。可以通过选择不同的投影方式或者合适地选择投影面和投影带来实现,主要有以下三种选择方式,一般最常用的为第三种。①通过改变投影面高程从而选择合适的高程参考面,来抵偿分带投影变形,这种方法称为抵偿投影面的高斯正形投影。这种方法不改变国家统一的高斯投影3°带的中央子午线,由这种投影方法建立的坐标系称为抵偿高程面的高斯正投影统一3°带平面直角坐标系,简称抵偿坐标系。②通过改变中央子午线,来抵偿由高程面的边长归算到参考椭球面上的投影变形,这种方法称为任意带高斯正形投影,建立的坐标系称为任意中央子午线的高斯正投影平面直角坐标系,简称任意中央子午线坐标系。③通过既改变高程参考面,又改变中央子午线,来共同抵偿两项归算改正变形,这种方法称为具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影,建立的坐标系称为具有高程抵偿面的任意带高斯正投影平面直角坐标系,简称抵偿任意带坐标系。
- 原因:由坐标反算的边长值与现场实测值应尽量一致,这就要充分考虑投影变形对施工放样的影响,解决这一问题就要通过建立合适的投影带和投影面建立独立坐标系统来实现。
- 简述高斯投影坐标正算的思路
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高斯投影坐标换带计算
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坐标转换
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布尔莎模型
- 故两空间直角坐标系间的七个转换参数分别为:3个平移参数(⊿X0,⊿Y0,⊿Z0),3个旋转参数;1个尺度参数m。
- 地球形状:地球是一个两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体。重力场:地球的引力场。
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测绘常见的坐标系
- WGS-84坐标系是一种国际上采用的底薪坐标系
- CGCS2000坐标系:地心坐标系。框架2000.0
- 北京54坐标系式中国曾用过的地心坐标系
- 西安80坐标系
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CIS到CTS的转换
- 真天球坐标2
- 协议地球坐标4
- 真地球坐标
- 1)卯酉圈曲率半径:N=a/w或N=c/v;
2)子午圈曲率半径:M=a(1-e2)/w3或M =c/ v3;
3)平均曲率半径:R= a(1-e2)1/2/w2或R =c/ v2;
a表示椭球长半径;e表示椭球第一偏心率;c 表示极半径为a2/b;w为第一纬度函数;v为第二纬度函数。
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写出天文方位角、大地方位角、坐标方位角间的关系式并说明公式中各字母的含义
- 坐标方位角:由坐标纵轴方向的北端(坐标北)起,顺时针量到直线间的夹角,称为该直线的坐标方位角。
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大地方位角是大地坐标系中表示方向的角量,是参考椭球面上过某点的子午圈与过该点某一方向的大地线间的夹角,大地方位角由子午圈北方向起按顺时针方向计算,通常用A表示。它不能直接测得,而是由天文方位角按拉普拉斯方程换算而得。
- A=α-(入-L)sinfai A:大地方位角,入:辅助球上大地子午面,L:天文子午面,垂线偏差:n,$,fai=观测者纬度。α=A-γ+§,α为坐标方位角,γ为子午线收敛角,§为曲率改正
- 定义1:过某点的重力线在大地水准面上的交点的天文子午面到过该交点的重力切线和过另一点的重力线在大地水准面上的交点所组成的平面的夹角。
定义2:量度地面目标方向线偏离正北的角度,即从地面上某点的天文子午线指北方向,按顺时针方向至另一目标方向线间的水平角。
地面上一个测站点至另一个目标的天文方位角,是测站至目标的垂直面与测站子午面间的夹角。也就是测站至目标的水平方向与北点间的夹角,由北点起算沿顺时针量取,常用α表示。天文方位角是用天文测量方法实际测定的,它是以铅垂线和水准面为基准的。 [2]
- 协议天球坐标1
- 真地球坐标3