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令和5年 測量士補 No.12 解説|標尺の傾きによる誤差(計算問題)

標尺がレベル側に傾いた状態で観測したときに生じる、読み取り(読定値)の誤差を求める計算問題です。

問題

図12は、水準測量における観測の状況を示したものである。標尺の長さは3mであり、図12のように標尺がレベル側に傾いた状態で測定した結果、読定値が1.500mであった。標尺の上端が鉛直に立てた場合と比較してレベル側に水平方向で0.210mずれていたとすると、標尺の傾きによる誤差は幾らか。最も近いものを次の中から選べ。

なお、関数の値が必要な場合は、巻末の関数表を使用すること。

※図12(傾いた標尺と上端の水平ずれ0.210mを示す図)は、国土地理院の公式PDFでご確認ください:測量士・測量士補試験の試験問題及び解答例(国土地理院)

  1. 4 mm
  2. 10 mm
  3. 14 mm
  4. 20 mm
  5. 24 mm

正解:1(約4 mm)

解き方:傾斜角を求める

標尺の長さ3mの上端が水平方向に0.210mずれているので、傾斜角θは次のとおり。

sinθ = 0.210 ÷ 3 = 0.07

cosθ = √(1 − 0.07²) = √(1 − 0.0049) = √0.9951 ≒ 0.99755

解き方:傾きによる誤差を求める

傾いた標尺は読定値1.500m(標尺に沿った長さ)を読みますが、本来の鉛直高さは「読定値×cosθ」。その差が誤差です。

誤差 = 読定値 ×(1 − cosθ)

= 1.500 ×(1 − 0.99755)= 1.500 × 0.00245

= 0.00368 m ≒ 4 mm

よって選択肢1(約4 mm)。近似式 誤差 ≒ 読定値×θ²/2(θはラジアン)でも同じ結果になります。

試験で押さえるポイント

標尺の傾き誤差 = 読定値 ×(1 − cosθ)。傾斜角は「上端の水平ずれ ÷ 標尺長」から sinθ で求めます。

傾くと読定値は真の高さより大きくなる=誤差はプラス側。読定値(全長3mではなく1.500m)を使う点に注意。

一問一答

問題:標尺の傾きによる誤差は「読定値×(1−cosθ)」で求められる。○か×か。

答え:

鉛直高さ=読定値×cosθ なので、誤差(差)は読定値×(1−cosθ)です。

水準測量の誤差と対策を詳しく見る

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参考

  • 標尺の傾きによる誤差=読定値×(1−cosθ)/傾斜角 sinθ=水平ずれ÷標尺長
初心者が学ぶ測量士補 編集部

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測量士補試験の用語・計算・法規を、国土地理院の公式情報と作業規程の準則に照らして整理しています。

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