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專技高考申論題 112年 [土木工程技師] 工程測量(包括平面測量與施工測量)

第 二 題

📖 題組:
點位A、B、C、D配置如圖1所示,假設A及B點為已知點,且兩點 位於南北向,其坐標分別為(EA,NA)及(EB,NB),EA=EB。水平角度觀 測量α與ẞ以及水平距離觀測量 AC 與 BD,參圖1。
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

若點位 A、B、C、D成一矩形,增加水平距離觀測量 CD 對 C 及D點 坐標精度有何助益?(10分)

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看到此題,考生首先應聯想「觀測量數量與未知數」的關係。原本C、D兩點僅靠各自的極座標(角度與距離)單向推算,缺乏幾何檢核條件(自由度為0);增加CD距離後,產生了「多餘觀測量」,形成封閉的測量網。接著必須從「最小平差降低變異數(精度提升)」、「誤差橢圓受幾何約束(形狀改變)」以及「產生閉合差以偵測粗差(可靠度提升)」三個工程測量核心維度進行論述。

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【破題】 原配置中 C、D 兩點係由已知點 A、B 分別以極座標法(角度與距離)獨立放樣或計算而得。增加水平距離觀測量 CD,實質上是增加了系統的「多餘觀測數(Redundancy)」,使其由單向放射轉變為具備幾何約束的「測量網」,這對 C、D 點的坐標精度及成果品質有決定性的助益。 【論述】

小題 (一)

依據角度及距離觀測量,分別列出C及D點坐標計算方程式。(15分)

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本題為經典的「極坐標轉直角坐標(坐標正算)」基本題型。破題關鍵在於利用「A、B位於南北向且EA=EB」結合圖示箭頭,確立向量AB為正北方向(方位角0度)。接著透過幾何圖形判讀觀測角與方位角之轉換關係,代入坐標正算公式即可精準求解。

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【解題思路】利用已知點建立基準方位角,再根據圖形中觀測角與測線幾何關係推導出各測線之坐標方位角,最後運用坐標正算公式求解未知點坐標。 【詳解】 已知條件整理:

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