第一章
1.测量学的概念?建筑工程测量的任务是什么? 测量学的概念:测量学是研究地球的形状和大小以及确
定地面点位的科学。它的内容包括测定 和测设两部分。
( 1)测定 测定是指得到一系列测量数据,或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图。 ( 2)测设 测设是指将设计图纸上规划设计好的建筑物位置,在实地标定出来,作为施工的依 据。
建筑工程测量的主要任务: ( 1)测绘大比例尺地形图。 ( 2)建筑物的施工测量。 ( 3)建筑物的 变形观测。
2.何谓水准面,其特性是什么?何谓大地水准面?它们在测量中的作用是什么? 地球上任何自由静止的
水面都是水准面, 水准面有无数多个, 水准面的特性是处处与铅垂线 (重 力作用线)垂直。
与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面为大地水准面。水准面是测量工作 的参照面,大地水准面是测量工作的基准面。
3. 何谓铅垂线?它们在测量中的作用是什么? 重力的方向线称为铅垂线,它是测量工作的基准线。 4. 何谓绝对高程?何谓相对高程?何谓高差?已知 HA=36.735m, HB=48.386m ,求 hAB。
地面点到大地水准面的铅垂距离,称为该点的绝对高程(也称海拔) ,简称高程,用 H 表示。 在局部地区,有时需要假定一个高程起算面,地面点到该水准面的垂直距离称为相对高程。 地面两点间的高程之差,称为高差,用
hAB =HB-HA=48.386-36.735 = 11.651m
5. 何谓大地坐标?何谓高斯平面坐标? 大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。 地面点的
h 表示。
位置用大地经度、 大地纬度和大 地高度表示的坐标,称为大地坐标,又叫地理坐标。
高斯投影是将地球地球表面划分成若干带, 然后用中心投影的方法将每个带投影到平面上, 称高 斯投影。在高斯投影面上以该带的中央子午线与赤道交点的投影为原点,以赤道位置为 y 轴,规定 向东为正;以中央子午线为 x 轴,规定向北为正,这样建立起来的坐标系统即为高斯平面坐标系。 地面点在高斯坐标平面上的直角坐标称高斯坐标。
6.测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同?
当测区范围很小时 (如半经不大于 10km ),可以用测区中心的切平面代替大地水准面建立坐标系, 规定南北方向为纵轴,记作 x 轴,向北为正,向南为负;以东西方向为横轴,记作 y 轴,向东为正, 向西为负。象限按规定顺时针方向编号。
在同一个平面上互相垂直且有公共原点的两条数轴构成平面直角坐标系, 通常两条数轴分别置于 水平位置与垂直位置, 取向右与向上的方向分别为两条数轴的正方向。 水平的数轴叫做 X 轴或横轴, 竖直的数轴叫做 Y 轴或纵轴,X 轴或 Y 轴统称为坐标轴, 它们的公共原点 O 称为直角坐标系的原点。 象限按逆时针方向编号。
两者不同点:坐标轴规定不同: X 与 Y 轴互换;象限编号顺序方向不同:直角坐标系象限按规 定顺时针方向编号,数学坐标系象限按逆时针方向编号。
7. 何谓水平面?用水平面代替水准面对水平距离、水平角和高程分别有何影响?
与水准面相切的平面,称为水平面。
结论:在半径为 10km 的范围内,进行距离测量和水平角测量时,可以用水平面代替水准面,而 不必
考虑地球曲率对距离的影响。
8. 确定地面点的位置必须进行的三项基本测量工作是什么?
测量的基本工作是:确定地面点的位置,即确定地面点位的三要素:水平角、水平距离、高程。 因此,距离测量、角度测量、高程测量就是测量工作的三项基本测量工作。 9.测量的基本工作是什么?测量工作的基本原则是什么?
测量工作的基本原则: 1)分级原则:“从整体到局部”、“先控制后碎部” “高精度控制低精度”的 原则; 2)检核原则:“前一步工作未作检核不进行下一步工作”的“步步有检核”原则。
第二章
1.水准仪是根据什么原理来测定两点之间的高差的?
水准测量是利用水准仪提供的水平视线,借助于带有分划的水准尺,直接测定地面上两点间的 高差,然后根据已知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。 2.何谓视差?发生视差的原因是什么?如何消除视差?
眼睛在目镜端上下移动,有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动,这种现象叫视 差。产生视差的原因是水准尺的尺像与十字丝平面不重合。视差的存在将影响读数的正确性,应予 消除。消除视差的方法是仔细地转动物镜对光螺旋,直至尺像与十字丝平面重合。 3.水准仪的轴线应满足哪些条件?
根据水准测量的原理,水准仪必须能提供一条水平的视线,它才能正确地测出两点间的高差。 为此,水准仪在结构上应满足( 1)圆水准器轴 L′L应′平行于仪器的竖轴 VV ;(2)十字丝的中丝应 垂直于仪器的竖轴 VV ; 3)水准管轴 LL 应平行于视准轴 CC 。 5.简述圆水准器轴是否平行于仪器竖轴的检验与校正方法; 简述十字丝横丝是否垂直于仪器竖轴的 检验与校正方法;简述水准管轴是否平行于视准轴的检验与校正方法。 (略) 6.后视点 A 的高程为 55.318m,读得其水准尺的读数为 2.212m,在前视点 B 尺上读数为 2.522m , 问高差 hAB是多少? B 点比 A点高,还是比 A点低? B点高程是多少?试绘图说明。
hAB = a-b= 2.212m-2.522m = -0.310m, B 点低, HB=HA+hAB=55.318+(-0.31)= 55.008 7.为了测得图根控制点 A、B 的高程,由四等水准点 BM.1(高程为 29.826m)以附合水准路线测量 至另一个四等水准点 BM.5(高程为 30.586m),观测数据及部分成果如图 1所示。试列表(按表 2-1 ) 进行记
录,并计算下列问题:
( 1)将第一段观测数据填入记录手薄,求出该段高差 h1。 (2)根据观测成果算出 A、B 点的高程。
解:(1)第一段观测数据及高差计算见下表
表 1 水准测量手簿 测站 1 1 2 3
测点 2 BM.1 TP.1 TP.1 TP.2 TP.2 TP.3 TP.3 水准尺读数 /m 后视读数 3 高差 /m + 5 前视读数 4 1.567 - 高程 /m 6 备注 7 0.793 0.774 29.826 1.897 2.111 0.214 0.667 1.381 0.714 1.567 4 A 1.738 0.171
∑ 5.638 6.130 0.667 1.159 计算检核 ∑a-∑ b=-0.492m h1=∑h =+0.667-1.159 =- 0.492m ,高差的计算是正确 故第一段高差为 h1= -0.492 ( 2)水准测量的成果计算过程见下表
水
点号 1 BM.1 准测站数 3 4 A 3 测4 量实测高差 /m 成改正数 /mm 5 +4 果6 -0.488 计7 算点号 8 BM.1 A B 表
改正后高差 /m 高程 /m 29.826 29.338 —0.492 +1.493 +3 +1.496 30.834 B BM.5 3 10 —0.251 +0.750 +3 +10 h -0.248 30.586 BM.5 ∑ 辅助 计算 +0.76 fh=∑h-(H5—H1)=— 0.010m=- 10mm < f fh < fh v1= -( -10/10)×4= 4mm; v2= 12 n 38mm v3= -(-10/10 )×3= 3mm = 8.如图 2 所示,为一闭合水准路线等外水准测量示意图,水准点 BM2的高程为 45.515m,1、2、3、 4 点为待定高程点,各测段高差及测站数均标注在图中,试计算各待定点的高程。 解:题中闭合水准路线
测量的成果计算过程见下表
水
点号 BM.2 准测测站数 10 量成果计算高程 /m 45.515 表
实测高差 /m 改正数 /mm +2.224 +1.424 -1.787 -1.714 -0.108 +0.039 -9 -3 -7 -10 -10 -39 改正后高差 /m +2.215 1 3 2 8 3 11 4 BM.2 12 44 -1.724 -0.118 47.730 +1.421 49.151 -1.794 47.357 45.633 45.515 ∑ 0 辅助 计算 fh=∑h=+0.039m=+39mm < fh = 12 n 80mm fh < fh v1=-(+10/44)×39= -9mm; v2=-( +3/44 )×39= -3mm; v3=-(+8/44)×39=-7mm; v4=-(+11/44)×39=-10mm ; v5=-(+12/44)×39= -10mm; 9.已知 A、 B 两水准点的高程分别为: HA=44.286m, HB=44.175m。水准仪安置在 A 点附近,测得 A 尺上读数 a=1.966m , B 尺上读数 b=1.845m。问这架仪器的水准管轴是否平行于视准轴?若不平行, 当水准管的气泡居中时,视准轴是向上倾斜,还是向下倾斜?如何校正?
解:由于仪器离 A 点较近,可将 a 看做视线水平时的读数(忽略视准轴不水平的影响) 。于是, 水平视线在 B 点的读数应为 b 应= a- hAB = 1.966-( 44.175-44.286 )= 1.966-(-0.111)=2.077m, 而实际在 B 点尺上的读数 b= 1.845m,这个比正确读数小, 所以这架仪器水准管轴不平行于视准轴, 视准轴向下倾斜了。
校正: 先调节望远镜微倾螺旋, 使中丝对准读数恰好为 b应,然后调整水准器校正螺丝, 使水准 管气泡居中。
第三章 1.何谓水平角?若某测站点与两个不同高度的
目标点位于同一铅垂面内, 那么其构成的水平角是多 少?
答:相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角,称为水平角。水平角一般用 β表示,角值范围为 0?~ 360。
若某测站点与两个不同高度的目标点位于同一铅垂面内,那么其构成的水平角是其角度为
180?或 360?
2.观测水平角时,对中、整平的目的是什么? 答:对中的目的是使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅
0?、
垂线上; 整平的目的是使仪器竖轴处于铅垂位置,水平度盘处于水平位置。
3.观测水平角时,若测三个测回,各测回盘左起始方向水平度盘读数应安置为多少? 答:若测三个测
回,各测回盘左起始方向水平度盘读数应安置为: 4.整理表 1 测回法观测记录。
表 1 测回法观测手簿 测站 第一测回 O 0°、60°、120°附近。
竖盘位置 目标 左 右 左 右 A B A B A B A 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值 备注 A A α α第二测回 O
0 88 180 268 90 178 270 01 00 20 48 01 30 21 12 00 06 19 36 00 36 88 19 48 88 19 45 88 19 42 88 19 30 88 19 27 88 19 36 O B B 358 20 00 88 19 24 注:半测回角值= B 目标读数 -A 目标读数;一测回角值等于两个半测回角值的平均值 5.整理表 2 全圆方向观测法观测记录。 表 2 方向观测法观测手簿 水平度盘读数 归零后方向各测回归零后 测 平均读数 目 测 值 水平角值 盘左 盘右 方向平均值 回 2c 站 标 数 O A 1 B C D A A B 2 C D A 0 02 30 60 23 36 225 19 2090 00 1040 6 54 0 02 3618 02 36 240 23 42 45 19 18 110 14 48 180 02 42 (0 02 36) -6 0 02 33 -6 60 23 39 -12 225 19 12 +6 290 14 51 -6 0 02 39 (90 03 24) +6 90 03 27 +18 150 23 39 +12 315 19 36 +6 380 15 03 +6 90 03 21 0 00 00 60 21 03 225 16 36 290 12 15 60 20 39 225 16 24 290 11 57 90 03 30 270 03 24 150 23 330 23 30 4381 5 19 135 19 30 4220 15 06 200 15 00 90 03 24 270 03 18 0 00 00 60 20 15 225 16 12 290 11 39 ∠AOB = 60°20′39″ ∠BOC= 164°55′45″ ∠COD= 60°20′39″ ∠DOA = 64°55′33″ 说明: 2c=盘左-(盘右± 180°);平均读数= 1/2[(盘左+(盘右± 180°) ] 6.完成表 3 的计算(盘左视线水平时指标读数为 90°,仰起望远镜读数减小) 。
表 3 垂直角观测手簿 竖盘读数 半测回竖 指标差 一测回竖角 测站 目标 竖盘位置 备注 O
A 左 78 18 24 +11 41 36 +12 +11 41 48
B 右 左 右 281 42 00 91 32 42 268 27 30 -11 42 00 -1 32 42 -1 32 30 +6 -1 32 36 竖盘指标 差限值为 注: aL= 90°- L ; aR=R -270 ° 8.何谓竖盘指标差?观测垂直角时如何消除竖盘指标差的影响?
答: 在垂直角计算公式中, 认为当视准轴水平、 竖盘指标水准管气泡居中时, 竖盘读数应是 90? 的整数倍。但是实际上这个条件往往不能满足,竖盘指标常常偏离正确位置,这个偏离的差值 x 角, 称为竖盘指标差。竖盘指标差 x 本身有正负号,一般规定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一致 时, x 取正号,反之 x 取负号。
在垂直角测量时,用盘左、盘右观测,取平均值作为垂直角的观测结果,可以消除竖盘指标差 的影响。
9.经纬仪有那几条主要轴线?各轴线间应满足怎样的几何关系?如何检验经纬仪是否满足这些几何 条件
答:纬仪的主要轴线有竖轴 VV、横轴 HH 、视准轴 CC 和水准管轴 LL。经纬仪各轴线之间应 满足以下几何条件: ( 1)水准管轴 LL 应垂直于竖轴 VV;(2)十字丝纵丝应垂直于横轴 HH;(3) 视准轴 CC 应垂直于横轴 HH ;( 4)横轴 HH 应垂直于竖轴 VV ;( 5)竖盘指标差为零。
检验略 。 10.测量水平角时,采用盘左盘右可消除哪些误差?能否消除仪器竖轴倾斜引起的误差?度盘刻画 不均匀的误差是怎样消除的?
答:采用盘左、盘右观测取平均值的方法,可以消除视准轴不垂直于水平轴、水平轴不垂直于 竖轴和水平度盘偏心差的影响;
仪器竖轴倾斜引起的水平角测量误差, 无法采用一定的观测方法来消除。 因此, 在经纬仪使用 之前应严格检校,确保水准管轴垂直于竖轴;同时,在观测过程中,应特别注意仪器的严格整平。 11.测量水平角时, 当测站点与目标点较近时, 更要注意仪器的对中误差和瞄准误差对吗?为什么? 答:对中误差、目标偏心引起的角度误差δ与测站点到目标的距离 D 均成反比,距离愈短,误 差愈大 ,故当测站点与目标点较近时,更要注意仪器的对中误差和瞄准误差。
第四章 1.下列情况对距离丈量结果有何影响?使丈量
结果比实际距离增大还是减小? ( 1)钢尺比标准长( 2)定线不准( 3)钢尺不水平( 4)温度比鉴定时低
答:(1)减少( 2) 增大( 3) 增大( 4)增大
2. A、B两点水平距离,用 30m长的钢尺,丈量结果为往测 4 尺段,余长为 10.250m,返测 4 尺段, 余长为 10.210m,试进行精度校核,若精度合格,求出水平距离。 (精度要求 K=1/2 000 )
解: Df=4*30+10.251 =130.250m,Db=4*30+10.210=130.210m, Dav=130.230m
K=| Df - Db |/ Dav =0.04/130.230 = 1/3256< 1/2000 符合要求
故 D=Dav= 130.230m
3. 钢尺的名义长度为 30m,标准拉力下,在某鉴定场进行检定。已知两固定标准点间的实际长度为
180.0552m,丈量结果为 180.0214m ,检定时的温度为 20℃,求钢尺的尺长方程。 (钢尺的膨胀系数
α= 1.25 ×10 -5)
解:钢尺在 20℃时的尺长改正数 钢尺的尺长方程
lt=30+0.0056+1.25 ×10-5(t-20)×30
4.请根据表 1 中直线 AB的外业丈量成果,计算 AB 直线全长和相对误差。钢尺的尺长方程式为: l t =30+0.05+1.25 ×10 -5×(t -20) ×30,精度要求 KP=1/10 000 。
-5
解:计算过程及结果见下表
表 1 精密钢尺量距观测手簿 线段 尺段 尺段长度 /m 温度 /℃ 高差 /m 尺长改正 /m 温度改正 /m 倾斜改正 /m 水平距离 /m 29.4237 A-1 1—2 AB 2—3 3—4 4—B 29.391 10 23.390 26.680 29.573 17.899 +0.860 11 11 12 13 +1.280 -0.140 -1.030 -0.940 0.0490 0.0390 0.0445 0.0493 0.0298 -0.0038 -0.0034 -0.0034 -0.0030 -0.0026 -0.0126 -0.0350 -0.0004 -0.0179 -0.0247 23.3906 26.7207 29.6014 17.9015 127.0378 ∑往 B—1 1—2 2—3 AB 3—4 4—A 25.300 23.922 25.070 28.581 24.050 13 13 11 11 10 +0.860 +1.140 +0.130 -1.100 -1.060 0.0422 0.0399 0.0418 0.0476 0.0401 -0.0026 -0.0026 -0.0034 -0.0034 -0.0038 -0.0146 -0.0272 -0.0003 -0.0212 -0.0234 25.3249 23.9321 25.1081 28.6041 24.0630 127.0321 ∑返 计 算 Dav=( 127.0378+127.0321 )/2=127.0350m K=( 127.0378-127.0321)/127.0350≈1/22 286< 1/10 000 5. 如图所示,已知 αAB=55°20′,β B=126° 24′,β C=134°06′,求其余各边的坐标方位角。 解: αBC=α AB
-β B+180°= 55°20′-126°24′ +180 °=108°56′ αCD=α BC+βC-180 °=108°56′ +134 °06′- 180°= 63°02′
7.什么叫直线定线? 如何进行直线定线? 答:在距离测量时,得到的结果必须是直线距离,若用
钢尺丈量距离,丈量的距离 一般都比整尺要长,一次不能量完,需要在直线方向上标定一些点,这项工作就叫直线 定线。
直线定线方法: 有目估定线和经纬仪定线两种方法。
8. 钢尺量距影响精度的因素有哪些测量时应注意哪些事项 P56-57 略
第五章
1.解释:测量误差、偶然误差、系统误差、极限误差
略
2.偶然误差有什么重要的特性? 略
3.用钢尺丈量 AB两点间距离,共量六次,观测值分别为: 187.337m 、187.342m、 187.344m 及 187.338m,求算术平均值 D和观测值中误差 m。
187.332m 、187.339m、
解: D= 187.339m ; m=
88
4
14.7 4mmM |m| 6 X 187339 算术平均值中误相对中误差 mK=
;
=
46835 1/46835
4.在Δ ABC中, C点不易到达,测得∠ A= 74°32′15″± 20″,∠ B=42°38′50″±30″,求∠ C
值及中误差。 (不要求)
解:建立函数关系: y= 180-x1-x2 ;则 f1 =f2 =-1 ∠C=(180°-74 °32′15″-
mm
1
42 °38′50″)±mc=62°49′55″±36″ 5.在一直线上依次有 A、B、 C三点,用钢尺丈量得 AB=
87.245m±10mm,BC=125.347m±15mm,求 AC的长度及中误差,在这三段距离中,哪一段的精度高?
解:建立函数关系 y=x1+x2;f1=f2=1
AC=( 87.245+125.347)±mAC=212.592m±18mm K AB =1/8725
KBC=1/8356 KAC=1/11811
AC 段精度最高
第六章
1.根据表 1 中所列数据,计算图根闭合导线各点坐标。
表 1 闭合导线的已知数据
角度观测值(右角) 改正数 点号 坐标方位角 边长/m 坐标 x/m y/m 600.00 1 500.00 42 45 00 103.85 2 3 4 5 139 05 00 94 15 54 88 36 36 122 39 30 -6 83 40 06 -6 114.57 162.46 169 24 06 -6 260 47 36 -6 318 08 06 133.54 123.68 1 95 23 30 540 00 30 -6 43 44 36 ∑ =
后 前 180 右 注:
-30 理理Δx12=D 12cosα12; Δy12= D 12sinα12 ∑Δx =xB-xA;∑Δy =yB-yA
点 观测角 改正 数 改正角 号 (右角) 1 表 6-5 闭合导线坐标计算表 增量计算值 坐标方位 距离 角α D /m Δx/m 7 +7 5 6 42°45′ 1″03.00 85 8 改正后增量 坐标值 Δy/m Δx/m 9 Δy/m 10 x/m 11 y/m 12 2 3 4=2+3 1 +19 +76.266 +70.512 500.00 600.00
139°05′00″ -6″ 2 94°15′54″ 3 36′36″ 4 88°39′30″ 5 122° -6″ -6″ -6″ 1 95°23′30″ -6″ 576.26139°04′54″ 6 +7 +21 +12.642 +113.892 83°40′06″ 114.57 +113.87+12.635 588.901 94°15′48″ 8 +10 +30 169°24′81162.46 -159.680 +29.902 ″ -159.690 +29.872 429.2288°36′30″ +8 +25 8 133.54 -21.350 -131.796 260°47′48″ -21.358 -131.821 407.87122°39′24″ +8 +23 8 318°08′24″ 123.68 +92.122 -82.510 +92.114 -82.533 95°23′24″ 402 °45′ 0 500 42°45′ 00 0″ ″ +76.259 +70.493 670.512 784.402 814.306 682.51 600 ∑ 540 ° 0300′″ -30″ 540°00′0 α测=540°0300′″ 辅 -)α理=540°00′00″ 助 计 fβ=30″ 算 后= 前
180 0″ 638.10 -0.040 -0.118 0 0 fx= ∑Δx测=- fy0.04( m) 0.18(m) = ∑Δy测=- fp f60 n 134 D fx f 2yK≈ 14/ 908< 1/2000 0.13 右
Δx12=D12cosα12;Δy12=D12sinα12
注:
2.控制测量分为哪几种?各有什么作用?
答:为建立测量控制网而进行的测量工作叫控制测量,控制网分为平面控制网和高 程控制网,因此控制测量就分为平面控制测量和高程控制测量。
平面控制测量的作用是测定控制点平面位置,高程控制测量的作用就是测定控制点的高程。
3.导线的布设形式有几种?分别需要哪些起算数据和观测数据? 答:导线的布设形式有附合导线、
闭合导线、支导线。 附合导线:需要的起算数据有两个已知导线的坐标方位角、 两个高级控制点的坐标;
观测的数据有联结角、联结边、导线折角及导线边长
闭合导线:需要的起算数据有:一个已知导线的坐标方位角、一个高级控制点的坐 标;观测的数据有:联结角、联结边、导线折角及导线边长
支导线:需要的起算数据有:一个已知导线的坐标方位角、一个高级控制点的坐标; 观测的数据有:联结角、联结边、导线折角及导线边长
4.选择导线点应注意哪些问题?导线测量的外业工作包括哪些内容?
略
第7章
1.什么是地形图?
2.什么是比例尺?常用的有哪两种? 3.什么是比例尺精度?试述它有何作用?
4.什么是等高线、等高距、等高线平距?在同一幅地形图上等高线平距、 等高距和地面坡度有
何关系?
5.等高线有何特征?
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