《数字测量》第6章思考题与习题参考答案

《数字测量》第6章思考题与习题参考答案[6-1]简述距离测量的方法，各适用于什么情况?答：根据所使用的测量仪器和方法的不同，距离测量可分为：钢尺量距、视距测量和光电测距等。（1）钢尺量距。钢尺量距是利用经检定的钢尺直接量测地面两点间的距离，又称为距离丈量。适用于地势平坦的地面短距离量距。（2）视距测量。视距测量是一种间接测距方法，它是利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝（上、下丝）及标尺（水准尺），根据光学原理同时测定两地面点间水平距离和高差的一种简易方法。其测距的相对误差约为1/300，低于钢尺量距；测定高差的精度低于水准测量。视距测量主要用于模拟法地形测量的碎部测量中。（3）光电测距。光电测距是用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号，以测量两点间距离的一种方法。适用于各种需要测距的情况。[6-2]用钢尺丈量倾斜地面距离有哪些方法?各适用于什么情况?答：用钢尺丈量倾斜地面距离方法有两种。（1）平量法。沿倾斜地面丈量距离，当地势起伏不大时，可将钢尺拉平分段丈量，各段平距的总和即为要量的直线距离。（2）斜量法。当倾斜地面的坡度比较均匀时，可以按平坦地面量距方法先沿倾斜地面丈量出AB的斜距L，再测出AB的倾斜角或高差，然后按下式计算A、B两点间的水平距离D：[6-3]如何衡量距离测量精度？用钢尺丈量了AB、CD两段水平距离。AB往测为126.780m，返测为126.735m；CD往测为357.235m，返测为357.190m。问哪一段丈量精度高?为什么?两段距离的丈量结果各为多少?答：距离测量精度采用相对精度来衡量。AB距离的的丈量结果：CD距离的的丈量结果：故CD边距离丈量精度高于AB边。[6-4]简述钢尺量距的误差来源及注意事项。答：钢尺量距的误差主要有以下几种：（1）尺长误差如果钢尺的名义长度和实际长度不符，则产生尺长误差。尺长误差对量距的影响是累积的，丈量的距离越长，误差就越大。因此新购置的钢尺必须经过检定，测出其尺长改正值。（2）温度误差钢尺的长度会随温度而变化，当丈量时的温度和标准温度不一致时，将产生温度误差。按照钢的膨胀系数计算，温度每变化1℃，丈量距离为30m时对距离的影响为0.4㎜。（3）钢尺倾斜和垂曲误差在高低不平的地面上采用钢尺水平法量距时，钢尺不水平或中间下垂而成曲线时，都会使量得的长度比实际要大。因此丈量时必须注意钢尺水平。（4）定线误差丈量时钢尺没有准确地放在所量距离的直线方向上，使所量距离不是直线而是折线长度，使丈量结果偏大，这种误差称为定线误差。丈量30m长的距离，当偏差为0.25m时，所量距离偏大1㎜。（5）拉力误差钢尺在丈量时所受到的拉力应与检定时拉力相同。若拉力变化±2.6kg，尺长将改变±lmm。（6）丈量误差丈量时在地面上标志尺端点位置处插测钎不准，前、后尺手配合不好，余长读数不准等都会引起丈量误差，这种误差对丈量结果的影响符号、大小不定。在丈量中要尽力做到对点读数准确，配合协调。[6-5]何谓视距测量?其有哪些特点和用途?答：视距测量是一种间接测距方法，它是利用望远镜内十字丝分划板上的视距丝（上、下丝）及标尺（水准尺），根据光学原理同时测定两地面点间水平距离和高差的一种简易方法。其测距的相对误差约为1/300，低于钢尺量距；测定高差的精度低于水准测量。视距测量主要用于模拟法地形测量的碎部测量中。[6-6]推导在普通视距测量中视线水平和视线倾斜两种情况下计算水平距离和高差的公式。答：（1）视线水平时的视距测量计算公式（2）视线倾斜时的视距测量计算公式[6-7]下表所列为视距测量成果，计算各点所测水平距离和高差。测站高程H0=50.OOm，仪器高i=1.56m，点号上丝读数下丝读数中丝读数竖盘读数竖直角高差水平距离高程备注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]简述相位法测距原理。答：在A点安置测距仪，在B点安置反射棱镜，测距仪发射的调制光波到达反射棱镜后又返回到测距仪。设光速C为已知，如果调制光波在待测距离D上的往返传播时间为，则距离D的计算式为：相位法测距是将发射光波的光强调制成正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距离上往返传播的相位移来解算距离。测距仪在A点发射的调制光在待测距离上传播，被B点反射棱镜反射后又回到A点而被接收机接收，然后由相位计将发射信号与接收信号进行相位比较，得到调制光在待测距离上往返传播所产生的相位移，其相应的往返传播时间为。式中，为正弦波波长，把称为测距仪的测尺。将上式与钢尺量距公式相比，测距仪就是用这把长为的“光尺”去测量距离，N为整尺段数，为不足一整尺段之余数。[6-9]写出光电测距仪的标称精度公式，并举例说明其含义。答：光电测距仪的标称精度公式如三鼎STS-720系列全站仪的标称精度可按式（6-24）表示为±（2mm+2Dppm）。其中1ppm=1mm/1km=1×10-6,即每测量1km的距离将产生1mm的比例误差。[6-10]简述光电测距仪测距误差来源及注意事项。答：（1）真空光速测定误差真空光速测定误差，其相对误差为：也就是说，真空光速测定误差对测距的影响是1km产生0.004mm的比例误差，可以忽略不计。（2）精测尺调制频率误差目前，国内外厂商生产的红外测距仪的精测尺调制频率的相对误差一般为=（1-5）×10－6=1-5ppm，其对测距的影响是1km产生1-5㎜的比例误差，误差大小与距离长度成正比。因此，需要通过对测距仪进行检定，以求出比例改正数对所测距离进行改正。（3）气象参数误差大气折射率主要是大气温度t和大气压力p的函数。一般：大气温度测量误差为1℃或者大气压力测量误差为3㎜Hg时，都会产生1ppm的比例误差。严格地说，计算大气折射率n所用的气象参数t、p应该是测距光波沿线的积分平均值，由于在实践中难以测到，所以一般是在测距的同时测定测站和镜站的t、p并取其平均值来代替其积分值。由此引起的折射率误差称为气象代表性误差。实验表明，选择阴天、有微风的天气测距时，气象代表性误差较小。（4）测相误差测相误差包括自动数字测相系统的误差、测距信号在大气传输中的信噪比误差等，信噪比为接收到的测距信号强度与大气中杂散光的强度之比。前者决