工程測(cè)量學(xué)與GPS技術(shù)應(yīng)用練習(xí)題

綜合試卷第=PAGE1*2-11頁(yè)（共=NUMPAGES1*22頁(yè)） 綜合試卷第=PAGE1*22頁(yè)（共=NUMPAGES1*22頁(yè)）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號(hào)密封線1.請(qǐng)首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號(hào)和所在地區(qū)名稱。2.請(qǐng)仔細(xì)閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標(biāo)封區(qū)內(nèi)填寫無關(guān)內(nèi)容。一、填空題1.工程測(cè)量學(xué)的核心內(nèi)容包括水準(zhǔn)測(cè)量、控制測(cè)量、地形測(cè)量和施工測(cè)量。

2.GPS全稱為GlobalPositioningSystem，它是一種基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)。

3.GPS定位的原理是利用衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間與地面接收機(jī)接收時(shí)間的測(cè)量，從而確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

4.GPS測(cè)量分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種基本模式。

5.在GPS定位中，衛(wèi)星的高度角一般應(yīng)大于15度。

6.GPS數(shù)據(jù)后處理的主要目的是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)平差和誤差分析。

7.工程測(cè)量中，常用的GPS數(shù)據(jù)處理軟件有GPS數(shù)據(jù)處理軟件、GeoStar和LeicaGeoOffice等。

8.GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用主要包括控制網(wǎng)布設(shè)、地形測(cè)繪、道路施工放樣和橋梁測(cè)量等方面。

答案及解題思路：

答案：

1.水準(zhǔn)測(cè)量、控制測(cè)量、地形測(cè)量、施工測(cè)量

2.GlobalPositioningSystem、衛(wèi)星

3.傳播時(shí)間、接收時(shí)間、三維坐標(biāo)

4.靜態(tài)定位、動(dòng)態(tài)定位

5.15

6.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)平差、誤差分析

7.GPS數(shù)據(jù)處理軟件、GeoStar、LeicaGeoOffice

8.控制網(wǎng)布設(shè)、地形測(cè)繪、道路施工放樣、橋梁測(cè)量

解題思路：

1.工程測(cè)量學(xué)的核心內(nèi)容是測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)，包括水準(zhǔn)測(cè)量、控制測(cè)量、地形測(cè)量和施工測(cè)量。

2.GPS的全稱是全球定位系統(tǒng)，它基于衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位。

3.GPS定位是通過測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間和地面接收機(jī)接收時(shí)間來確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

4.GPS測(cè)量分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位，靜態(tài)定位通常用于精密測(cè)量，動(dòng)態(tài)定位則適用于實(shí)時(shí)定位。

5.在GPS定位中，衛(wèi)星的高度角一般應(yīng)大于15度，以保證定位精度。

6.GPS數(shù)據(jù)后處理包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)平差和誤差分析，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

7.GPS數(shù)據(jù)處理軟件有很多種，如GPS數(shù)據(jù)處理軟件、GeoStar和LeicaGeoOffice等，用于處理和輸出GPS數(shù)據(jù)。

8.GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用非常廣泛，包括控制網(wǎng)布設(shè)、地形測(cè)繪、道路施工放樣和橋梁測(cè)量等方面。二、選擇題1.工程測(cè)量學(xué)的研究對(duì)象是（）

A.地球表面的幾何形狀和物理性質(zhì)

B.地球表面的位置和形狀

C.地球表面的物理性質(zhì)

D.地球表面的氣候條件

2.GPS定位系統(tǒng)中，一個(gè)衛(wèi)星星座通常由（）顆衛(wèi)星組成。

A.3

B.4

C.5

D.6

3.GPS定位中，信號(hào)傳播的時(shí)間誤差主要來自于（）

A.衛(wèi)星與接收機(jī)之間的距離誤差

B.衛(wèi)星與接收機(jī)之間的時(shí)間誤差

C.衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度誤差

D.地球自轉(zhuǎn)引起的地球橢球體形狀誤差

4.GPS數(shù)據(jù)后處理的主要步驟包括（）

A.數(shù)據(jù)編輯、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)平差

B.數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)輸出

C.數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出

D.數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)處理、坐標(biāo)平差

5.在GPS測(cè)量中，為了提高定位精度，通常需要（）

A.選擇較高的衛(wèi)星高度角

B.選擇較近的衛(wèi)星

C.選擇信號(hào)傳播時(shí)間較長(zhǎng)的衛(wèi)星

D.選擇信號(hào)傳播時(shí)間較短的衛(wèi)星

答案及解題思路：

1.答案：B

解題思路：工程測(cè)量學(xué)主要研究地球表面的位置和形狀，這是為了滿足各種工程建設(shè)的需要，如土地規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、道路建設(shè)等。雖然地球表面的幾何形狀和物理性質(zhì)也是研究的內(nèi)容，但它們并非工程測(cè)量學(xué)的核心研究對(duì)象。

2.答案：D

解題思路：GPS定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星星座通常由24顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成，共計(jì)27顆衛(wèi)星。這些衛(wèi)星均勻分布在地球的軌道上，以實(shí)現(xiàn)全球定位。

3.答案：A

解題思路：在GPS定位中，信號(hào)傳播的時(shí)間誤差主要來自于衛(wèi)星與接收機(jī)之間的距離誤差，因?yàn)榫嚯x是計(jì)算位置的基礎(chǔ)。時(shí)間誤差雖然也存在，但通常通過同步技術(shù)來減少。

4.答案：A

解題思路：GPS數(shù)據(jù)后處理的主要步驟包括數(shù)據(jù)編輯（清洗和整理原始數(shù)據(jù)）、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際坐標(biāo)）、坐標(biāo)平差（對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和調(diào)整以減少誤差）。

5.答案：A

解題思路：在GPS測(cè)量中，選擇較高的衛(wèi)星高度角可以提高定位精度，因?yàn)楦呓嵌鹊男l(wèi)星信號(hào)受到大氣層的影響較小，同時(shí)可以觀測(cè)到更多的衛(wèi)星，從而提供更精確的數(shù)據(jù)。三、判斷題1.工程測(cè)量學(xué)的核心內(nèi)容包括測(cè)量誤差理論、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法和測(cè)量數(shù)據(jù)處理。（√）

解題思路：工程測(cè)量學(xué)的核心內(nèi)容確實(shí)包括測(cè)量誤差理論、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法和測(cè)量數(shù)據(jù)處理，這些是保證測(cè)量工作順利進(jìn)行和測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)。

2.GPS定位系統(tǒng)的精度距離的增加而降低。（×）

解題思路：GPS定位系統(tǒng)的精度并不一定距離的增加而降低，其精度受多種因素影響，如衛(wèi)星信號(hào)傳播、大氣折射、多路徑效應(yīng)等，但距離并不是決定性的因素。

3.GPS定位中，信號(hào)傳播的時(shí)間誤差主要來自于衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度誤差。（×）

解題思路：GPS定位中的信號(hào)傳播時(shí)間誤差主要來自于衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的傳播時(shí)間、大氣折射和信號(hào)傳播路徑上的多路徑效應(yīng)等，而不是衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度誤差。

4.GPS數(shù)據(jù)后處理的主要目的是提高定位精度和可靠性。（√）

解題思路：GPS數(shù)據(jù)后處理確實(shí)是為了消除數(shù)據(jù)中的誤差，提高定位精度和可靠性，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可用性。

5.在GPS測(cè)量中，為了提高定位精度，可以選擇較近的衛(wèi)星。（×）

解題思路：在GPS測(cè)量中，為了提高定位精度，通常需要選擇多個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行定位，以便于進(jìn)行多邊形定位，而非僅選擇較近的衛(wèi)星。多個(gè)衛(wèi)星的參與有助于提高定位精度和可靠性。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述工程測(cè)量學(xué)的研究?jī)?nèi)容。

工程測(cè)量學(xué)主要研究?jī)?nèi)容：

1.建筑物的定位和放樣；

2.大地控制測(cè)量；

3.工程變形觀測(cè)；

4.施工測(cè)量；

5.工程測(cè)量數(shù)據(jù)處理；

6.測(cè)量?jī)x器的研究與應(yīng)用。

2.簡(jiǎn)述GPS定位的原理。

GPS定位原理：

1.通過接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)；

2.利用三角測(cè)量原理，計(jì)算出接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離；

3.根據(jù)多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，確定接收機(jī)的位置。

3.簡(jiǎn)述GPS數(shù)據(jù)后處理的主要步驟。

GPS數(shù)據(jù)后處理主要步驟：

1.數(shù)據(jù)預(yù)處理：檢查和剔除錯(cuò)誤的觀測(cè)數(shù)據(jù)；

2.平差計(jì)算：使用最小二乘法計(jì)算觀測(cè)值與理論值之間的誤差；

3.精度分析：評(píng)估定位結(jié)果的精度；

4.結(jié)果輸出：定位結(jié)果報(bào)告。

4.簡(jiǎn)述GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用。

GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用：

1.建筑物的定位和放樣；

2.大地控制測(cè)量；

3.邊界測(cè)量；

4.基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和監(jiān)控；

5.地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)。

5.簡(jiǎn)述如何提高GPS定位精度。

提高GPS定位精度的方法：

1.選擇合適的觀測(cè)條件，如高空的衛(wèi)星信號(hào)；

2.增加觀測(cè)時(shí)間，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量；

3.使用多臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)；

4.利用靜態(tài)定位方法；

5.采用高級(jí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，如精密單點(diǎn)定位（PPP）。

答案及解題思路：

1.答案：

工程測(cè)量學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括建筑物定位放樣、大地控制測(cè)量、工程變形觀測(cè)、施工測(cè)量、工程測(cè)量數(shù)據(jù)處理和測(cè)量?jī)x器的研究與應(yīng)用。

解題思路：首先理解工程測(cè)量學(xué)的定義，然后列舉其涵蓋的各個(gè)具體領(lǐng)域和研究方向。

2.答案：

GPS定位原理基于接收衛(wèi)星信號(hào)并計(jì)算接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離，從而確定位置。

解題思路：回顧GPS的基本工作原理，理解信號(hào)傳輸和三角測(cè)量法在定位中的作用。

3.答案：

GPS數(shù)據(jù)后處理的主要步驟包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、平差計(jì)算、精度分析和結(jié)果輸出。

解題思路：根據(jù)GPS數(shù)據(jù)處理的一般流程，逐一描述每一步的目的和過程。

4.答案：

GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用廣泛，包括建筑定位放樣、大地控制測(cè)量、邊界測(cè)量、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和監(jiān)控、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等。

解題思路：結(jié)合GPS技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，列舉其在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

5.答案：

提高GPS定位精度的方法包括選擇合適的觀測(cè)條件、增加觀測(cè)時(shí)間、使用多臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)、采用靜態(tài)定位方法和使用高級(jí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

解題思路：分析影響GPS定位精度的因素，并針對(duì)這些因素提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。五、論述題1.論述GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用及其優(yōu)點(diǎn)。

GPS（全球定位系統(tǒng)）在工程測(cè)量中的應(yīng)用廣泛，其具體應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)：

應(yīng)用：

控制測(cè)量：用于建立和復(fù)測(cè)控制網(wǎng)，提供高精度的控制點(diǎn)。

地形測(cè)繪：大規(guī)模地形測(cè)繪，快速獲取地形數(shù)據(jù)。

建筑物放樣：工程建設(shè)中，對(duì)建筑物進(jìn)行精確放樣。

道路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：在規(guī)劃和施工過程中提供精準(zhǔn)的位置信息。

地質(zhì)勘探：輔助地質(zhì)勘探，進(jìn)行地表和地下空間的測(cè)量。

優(yōu)點(diǎn)：

高精度：GPS定位精度高，可達(dá)厘米級(jí)。

快速便捷：數(shù)據(jù)采集和處理速度快，節(jié)省時(shí)間。

覆蓋范圍廣：全球范圍內(nèi)可使用，不受地形限制。

全天候作業(yè)：不受天氣影響，可進(jìn)行全天候測(cè)量。

自動(dòng)化程度高：數(shù)據(jù)采集、處理和輸出自動(dòng)化程度高。

2.論述GPS定位中誤差產(chǎn)生的原因及其解決辦法。

GPS定位誤差主要來自以下幾個(gè)方面：

誤差原因：

衛(wèi)星信號(hào)誤差：衛(wèi)星鐘差、大氣折射、多路徑效應(yīng)等。

接收機(jī)誤差：接收機(jī)本身的硬件和軟件誤差。

幾何條件誤差：觀測(cè)衛(wèi)星幾何分布條件不良。

地球曲率誤差：地球非球形引起的誤差。

解決辦法：

使用高精度接收機(jī)：提高硬件質(zhì)量，減少接收機(jī)誤差。

精確的時(shí)間同步：通過時(shí)間同步技術(shù)減少衛(wèi)星鐘差。

選擇合適的觀測(cè)時(shí)段：在信號(hào)傳播條件較好的時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)。

優(yōu)化衛(wèi)星幾何分布：選擇衛(wèi)星幾何條件良好的時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)。

數(shù)據(jù)處理方法：采用合理的數(shù)據(jù)處理方法，如加權(quán)平均法、最小二乘法等。

答案及解題思路：

答案：

1.GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用包括控制測(cè)量、地形測(cè)繪、建筑物放樣、道路鐵路建設(shè)等，其優(yōu)點(diǎn)包括高精度、快速便捷、覆蓋范圍廣、全天候作業(yè)、自動(dòng)化程度高等。

2.GPS定位誤差產(chǎn)生的原因有衛(wèi)星信號(hào)誤差、接收機(jī)誤差、幾何條件誤差、地球曲率誤差等，解決辦法包括使用高精度接收機(jī)、精確的時(shí)間同步、選擇合適的觀測(cè)時(shí)段、優(yōu)化衛(wèi)星幾何分布、采用合理的數(shù)據(jù)處理方法等。

解題思路：

對(duì)于第一題，首先列出GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用場(chǎng)景，然后分別闡述其優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于第二題，先分析誤差產(chǎn)生的各種原因，然后針對(duì)每種原因提出相應(yīng)的解決辦法。解題過程中，注意結(jié)合實(shí)際案例，用簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)言進(jìn)行論述。六、計(jì)算題1.計(jì)算衛(wèi)星A和B之間的距離

問題描述：設(shè)衛(wèi)星A的坐標(biāo)為（2000,2000,3000），衛(wèi)星B的坐標(biāo)為（1000,1000,2000），求衛(wèi)星A和B之間的距離。

2.求地面點(diǎn)P的WGS84坐標(biāo)系中的經(jīng)緯度

問題描述：設(shè)地面點(diǎn)P的坐標(biāo)為（1000,1000,500），求該點(diǎn)在WGS84坐標(biāo)系中的經(jīng)緯度。

3.計(jì)算三角形面積

問題描述：設(shè)衛(wèi)星A的坐標(biāo)為（2000,2000,3000），衛(wèi)星B的坐標(biāo)為（1000,1000,2000），地面點(diǎn)P的坐標(biāo)為（1000,1000,500），求衛(wèi)星A、B和P構(gòu)成的三角形面積。

4.計(jì)算視線距離

問題描述：設(shè)地面點(diǎn)P的坐標(biāo)為（1000,1000,500），衛(wèi)星A的坐標(biāo)為（2000,2000,3000），求P到A的視線距離。

5.計(jì)算方位角

問題描述：設(shè)地面點(diǎn)P的坐標(biāo)為（1000,1000,500），衛(wèi)星A的坐標(biāo)為（2000,2000,3000），求P到A的方位角。

答案及解題思路：

1.答案：

使用三維空間兩點(diǎn)間距離公式：\[D=\sqrt{(x_2x_1)^2(y_2y_1)^2(z_2z_1)^2}\]

衛(wèi)星A和B之間的距離為：\[D=\sqrt{(20001000)^2(20001000)^2(30002000)^2}=\sqrt{1000^21000^21000^2}=1000\sqrt{3}\]

解題思路：

確定兩點(diǎn)坐標(biāo)。

代入公式計(jì)算距離。

2.答案：

地面點(diǎn)P在WGS84坐標(biāo)系中的經(jīng)緯度需要使用球面三角學(xué)的方法來計(jì)算，但具體的計(jì)算步驟較復(fù)雜，通常需要借助GIS軟件或數(shù)學(xué)計(jì)算工具。

解題思路：

需要使用大地測(cè)量的算法或軟件。

確定橢球體參數(shù)，WGS84橢球體的半長(zhǎng)軸為6378137米，偏心率平方為6.69437199013×10^3。

將地面點(diǎn)P的笛卡爾坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地心坐標(biāo)。

計(jì)算點(diǎn)P的經(jīng)緯度。

3.答案：

首先計(jì)算AB和AP，BP的距離。

使用海倫公式計(jì)算三角形面積。

解題思路：

按照上面的步驟1計(jì)算距離。

將距離代入海倫公式：\[A=\sqrt{s(sa)(sb)(sc)}\]

其中，\(s\)是半周長(zhǎng)，\(a,b,c\)分別是三角形的邊長(zhǎng)。

4.答案：

直接使用三維空間兩點(diǎn)間距離公式計(jì)算。

解題思路：

確定兩點(diǎn)坐標(biāo)。

代入公式計(jì)算視線距離。

5.答案：

使用球面三角學(xué)計(jì)算方位角，具體計(jì)算方法類似于求經(jīng)緯度。

解題思路：

使用球面三角學(xué)算法計(jì)算方位角。

需要確定橢球體參數(shù)、點(diǎn)坐標(biāo)以及起始方向的參考點(diǎn)。

注意：具體計(jì)算需要借助相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具或軟件，上述解答僅提供解題思路。七、綜合題1.舉例說明GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。

a.GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用舉例：

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：如高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)等大型工程的定位和放樣。

城市規(guī)劃與管理：如城市道路規(guī)劃、土地確權(quán)、城市擴(kuò)展監(jiān)測(cè)等。

礦山測(cè)量：對(duì)礦山資源的勘探和開采進(jìn)行精確測(cè)量。

b.優(yōu)缺點(diǎn)分析：

優(yōu)點(diǎn)：

高精度：GPS提供的高精度定位服務(wù)，適用于各種測(cè)量需求。

快速：數(shù)據(jù)采集和傳輸速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

覆蓋面廣：全球范圍內(nèi)的服務(wù)，不受國(guó)界限制。

自動(dòng)化：操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高。

缺點(diǎn)：

受環(huán)境影響：如大氣折射、多路徑效應(yīng)等。

誤差累積：長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)可能累積誤差。

裝備成本：高功能GPS接收設(shè)備的成本較高。

2.分析GPS定位中誤差產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決辦法。

a.誤差產(chǎn)生原因：

大氣折射：大氣密度變化引起信號(hào)傳播速度的變化。

多路徑效應(yīng)：衛(wèi)星信號(hào)在傳播過程中被地面反射，產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)。

假設(shè)誤差：如地球橢球體的選擇、地球自轉(zhuǎn)等。

儀器誤差：GPS接收設(shè)備本身的誤差。

b.解決辦法：

采用高精度接收設(shè)備，減少儀器誤差。

選擇合適的觀測(cè)時(shí)間和地點(diǎn)，減少大氣折射和反射的影響。

使用多基站定位技術(shù)，通過多個(gè)基站數(shù)據(jù)融合減少誤差。

定期進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)和維護(hù)，保證設(shè)備精度。

3.結(jié)合實(shí)際案例，說明GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用效果。

a.實(shí)際案例：

案例一：某高速公路建設(shè)，利用GPS進(jìn)行線路定位和放樣，提高了施工精度和效率。

案例二：某城市地鐵建設(shè)，利用GPS進(jìn)行隧道定