问答题 某沿海港口在航道疏浚工程完成后,委托某测绘单位实施航道水深测量,以检验疏浚是否达到15m的设计水深要求。有关情况如下:
1.测量基准:平面采用2000国家大地坐标系,高程采用1985国家高程基准,深度基准面采用当地理论最低潮面。
2.测区情况:附近有若干三等、四等和等外控制点成果,分布在山丘、码头、建筑物顶部等处,港口建有无线电发射塔、灯塔等设施。
3.定位:采用载波相位实时动态差分GPS定位,选择港口附近条件较好的控制点A作为基准台,测量船作为流动台,基准台通过无线电数据链向流动台播发差分信息。
测量开始前收集了A点高程矗h A 和在1980西安坐标系中的平面坐标(x A ,y A ),以及A点基于1980西安坐标系参考椭球的高程异常值ζ A 。另外还收集了4个均匀分布在港口周边地区的高等级控制点,同时具有1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的三维大地坐标。通过坐标转换,得到A点2000国家大地坐标系的三维大地坐标(B A ,L A ,H A )。
4.验潮:在岸边设立水尺进行验潮,水尺零点在深度基准面下1m处。
5.测深:在测量船上安装单波束测深仪,经测试,测深仪总改正数ΔZ为2m。在航道最浅点B处,测深仪的瞬时读数为16.7m,此时验潮站水尺读数为4.5m。
[ 问题 ]
问答题 简述A点作为差分基准台应具备的条件。
【正确答案】
【答案解析】A点作为差分基准台应具备以下条件:
(1)应便于安置接收设备和操作,视野开阔,应有10°以上地平高度角的卫星通视条件且视场内障碍物的高度角不宜超过15°;
(2)远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200m;
(3)远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不应小于50m;
(4)附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等);
(5)交通便利,并有利于其他测量手段扩展和联测;
(6)地面基础稳定,避开易产生振动的地带,易于标石的长期保存;
(7)充分利用符合要求的已有控制点;
(8)选站时应尽可能使测站附近的局部环境(地形、地貌、植被等)与周围环境保持一致,以减少气象元素的代表性误差。 [解析] 本题主要考查的是GPS基准站的选址问题。由《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2009)可知,GPS基准站选址应满足以下条件:(1)应便于安置接收设备和操作,视野开阔,应有10°以上地平高度角的卫星通视条件且视场内障碍物的高度角不宜超过15°;(2)远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),其距离不小于200m(3)远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不应小于50m;(4)附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等);(5)交通便利,并有利于其他测量手段扩展和联测;(6)地面基础稳定,避开易产生振动的地带,易于标石的长期保存;(7)充分利用符合要求的已有控制点;(8)选站时应尽可能使测站附近的局部环境(地形、地貌、植被等)与周围环境保持一致,以减少气象元素的代表性误差。故A点作为差分基准台应具备以上条件。
问答题 根据已知点成果资料,本项目最多可以计算得到几个坐标系统转换参数?分别是什么参数?
【正确答案】
【答案解析】本项目最多可以计算1980西安大地坐标系和2000国家大地坐标系之间的变换参数,描述两个坐标系之间变换的参数一共有9个,分别为3个平移参数、3个旋转参数、1个尺度变化参数,还包括2个地球椭球元素变化参数dα、db。[解析] 本题主要考查的是坐标系转换。题目中可以获得的是4个均匀分布在港口周边地区的高等级控制点,同时具有1980西安大地坐标系和2000国家大地坐标系的三维坐标。因此本项目最多可以计算1980西安大地坐标系和2000国家大地坐标系之间的变换参数,描述两个坐标系之间变换的参数一共有9个,分别为3个平移参数、3个旋转参数、1个尺度变化参数,还包括2个地球椭球元素变化参数dα、db。
问答题 简述将A点已知高程h A 转换为2000国家大地坐标系大地高H A 的主要工作步骤。
【正确答案】
【答案解析】将A点已知高程h A 转换为2000国家大地坐标系大地高H A 的主要工作步骤如下:
(1)通过4个高级控制点求解1980西安大地坐标系和2000国家大地坐标系之间的变换参数,建立从1980西安大地坐标系转换到2000国家大地坐标系之间的转换模型;
(2)由高斯投影反算公式,将1980西安坐标系下的A点平面坐标(x,y)计算得到1980西安坐标系的A点大地坐标(B,L);
(3)根据公式:H 大地高 =h 正常高 +ζ计算A点的大地高H A =h AA ,结合步骤(2)获得A点在1980西安大地坐标系下的大地坐标(B A ,L A ,H A );
(4)利用步骤(1)求解的参数,将A点在1980西安大地坐标系下的大地坐标(B A ,L A ,H A )转换到2000国家大地坐标系下,从而完成任务。 [解析] 本题主要考查的是将1980西安坐标系下的点转换到2000国家大地坐标系下的步骤。将A点已知高程h A 转换为2000国家大地坐标系大地高H A 的主要工作步骤如下:(1)通过4个高级控制点求解1980西安大地坐标系和2000国家大地坐标系之间的变换参数,建立从1980西安大地坐标系转换到2000国家大地坐标系之间的转换模型;(2)由高斯投影反算公式,将1980西安坐标系下的A点平面坐标(x,y)计算得到1980西安坐标系的A点大地坐标(B,L):(3)根据公式:H 大地高 =h 正常高 +ζ计算A点的大地高H A =h AA ,结合步骤(2)获得A点在1980西安大地坐标系下的大地坐标(B A ,L A ,H A );(4)利用步骤(1)求解的参数,将A点在1980西安大地坐标系下的大地坐标(B A ,L A ,H A )转换到2000国家大地坐标系下,从而完成任务。
问答题 计算航道最浅点B处的水深值,并判断航道疏浚是否达到设计水深。
【正确答案】
【答案解析】最浅点B的水深值=瞬时测深值-(水尺读数-水尺零点高度)+测深改正数=16.7-(4.5-1)+2=15.2(m)
航道最浅点B的水深值15.2m>15m,所以航道疏浚达到设计水深。 [解析] 本题主要考查的是海洋测深的原理。以深度基准面为基准的海底深度为:D(x,y)=h(x,y,t)-T(x,y,t)。其中,D(x,y)为从深度基准面起算的海底深度值;h(x,y,t)为瞬时测深值,通常由测深仪直接测得;T(x,y,t)为瞬时潮位高度值,即瞬时海面与深度基准的差距。根据上述原理结合数据可以计算最浅点B的水深值,即最浅点B的水深值=瞬时测深值-(水尺读数-水尺零点高度)+测深改正数=16.7-(4.5-1)+2=15.2(m)。则航道最浅点B的水深值15.2m>15m,所以航道疏浚达到设计水深。