单选题
(单项选择题)(难)(测量误差的基本知识)( )1434.已知半测回方向观测中误差为±6″,则两方向一测回测角中误差为( )。
A
±3.0″
B
±4.2″
C
±6.0″
D
±8.4″
答案解析
正确答案:C
解析:
题目解析:
题干中给出的条件是:半测回方向观测中误差为 ±6″,要求计算两方向一测回测角中误差。
首先明确几个基本概念:
1. **方向观测中误差**:指在角度测量中,对某一方向进行观测时的中误差。这里“半测回”通常指盘左或盘右一次观测。
2. **一测回测角中误差**:指由两个方向的方向值相减得到的角度的中误差。例如,观测A、B两个方向,其夹角为B-A,这个角度的中误差即为测角中误差。
3. **误差传播定律**:当一个量由其他独立观测量通过代数运算得到时,其方差等于各观测量方差按传播系数平方加权之和。对于角度 θ = b - a,若a、b的中误差分别为m_a、m_b,且相互独立,则:
$$
m_θ^2 = m_a^2 + m_b^2
$$
若 m_a = m_b = m,则:
$$
m_θ = \sqrt{2} \cdot m
$$
但本题的关键在于理解“半测回方向观测中误差”与“一测回测角中误差”的关系。
进一步分析:
在常规的水平角观测中,一个完整的“一测回”包括盘左和盘右两次观测(即两个半测回),最终的角度结果通常是两个半测回结果的平均值。
然而,本题中提到的是“两方向一测回测角中误差”,结合测量误差理论中的标准结论:
- 半测回方向观测中误差为 ±6″,表示每一个方向在单次(如盘左)观测中的中误差为 ±6″。
- 一测回的角度是由同一测回中两个方向的方向值相减得到的。
- 假设两个方向的观测是独立的,且中误差均为 ±6″,则该测角的中误差为:
$$
m_{\text{角}} = \sqrt{(6)^2 + (6)^2} = \sqrt{72} ≈ ±8.485″ ≈ ±8.4″
$$
这对应选项 D。
但题目给出的答案是 C:±6.0″,这说明需要重新审视题意的理解。
关键点在于:在实际测量规范中,“一测回测角中误差”有时被定义为经过盘左盘右观测取平均后的结果。
更准确的理解如下:
- 半测回方向观测中误差:指单盘位(如盘左)观测方向的中误差,记为 m_h = ±6″。
- 一完整测回包括盘左和盘右观测,最终方向值为盘左盘右的平均值。
- 由于盘左和盘右观测独立,每个方向的一测回方向中误差为:
$$
m_d = \frac{m_h}{\sqrt{2}} = \frac{6″}{\sqrt{2}} ≈ ±4.24″
$$
- 两方向构成的角度,其一测回测角中误差为两个方向中误差的合成:
$$
m_{\text{角}} = \sqrt{(4.24)^2 + (4.24)^2} = 4.24 \times \sqrt{2} = 6.0″
$$
因此,最终结果为 ±6.0″。
详细推导过程如下:
1. 半测回方向中误差:m_h = ±6″
2. 一测回方向值 = (盘左 + 盘右) / 2,故一测回方向中误差:
$$
m_d = \frac{m_h}{\sqrt{2}} = \frac{6}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2} ≈ 4.24″
$$
3. 测角为两方向之差,设为 A 和 B 两个方向的一测回值,则角度 θ = B - A
4. 由于 A 和 B 独立,且中误差均为 m_d,则:
$$
m_θ = \sqrt{m_d^2 + m_d^2} = \sqrt{2} \cdot m_d = \sqrt{2} \cdot \frac{6}{\sqrt{2}} = 6″
$$
所以,两方向一测回测角中误差为 ±6.0″。
核心知识点总结:
- 误差传播定律:独立变量线性组合的中误差计算。
- 平均值的中误差:n次独立观测平均值的中误差为单次的 1/√n。
- 在角度测量中,一测回角度中误差不仅涉及方向差,还需考虑是否为多测回或盘左盘右平均的结果。
正确答案为 C:±6.0″,符合测量学中关于一测回测角中误差的标准推导。
因此,答案 C 正确。
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