测量基本知识
测量基础知识概要
测量技术是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿科学。而熟知测量技术方面的基本知识，则是掌握测量技能，独立完成对机械产品几何参数测量的基础。
1.1测量的定义
一件制造完成后的产品是否满足设计的几何精度要求，通常有以下几种判断方式。
测量：是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。在这一操作过程中，将被测对象与复现测量单位的标准量进行比较，并以被测量与单位量的比值及其准确度表达测量结果。例如用游标卡尺对一轴径的测量，就是将被对象（轴的直径）用特定测量方法（用游标卡尺测量）与长度单位（毫米）相比较。若其比值为30.52，准确度为±0.03mm，则测量结果可表达为（30.52±0.03）mm。
任何测量过程都包含：测量对象、计量单位、测量方法和测量误差等四个要素。
测试：是指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程。
检验：是判断被测物理量是否合格（在规定范围
内）的过程，一般来说就是确定产品是否满足设计要
求的过程，即判断产品合格性的过程，通常不一定要
求测出具体值。因此检验也可理解为不要求知道具体
值的测量。
计量：为实现测量单位的统一和量值准确可靠的
测量。
1.2 测量基准
测量基准是复现和保存计量单位并具有规定计量
单位特性的计量器具。
在几何量计量领域内，测量基准可分为长度基准
和角度基准两类。
长度基准：1983年第十七届国际计量大会根据国
际计量委员会的报告，批准了米的新定义：即“一米是光在真空中在1／299 792 458秒时间间隔内的行程图1－1 长度计量检定系统表（简化）
长度”。根据米的定义建立的国家基准、副基准和工作基准，一般都不能在生产中直接用于对零件进行测量。为了确保量值的合理和统一，必须按《国家计量检定系统》的规定，将具有最高计量特性的国家基准逐级进行传递，直至用于对产品进行测量的各种测量器具。图1－1为长度（端度）计量检定系统表（简化）。
角度基准：角度量与长度量不同。由于常用角度单位（度）是由圆周角定义的，即圆周角等于360°，而弧度与度、分、秒又有确定的换算关系，因此无需建立角度的自然基准。
1.3 量块
量块是一种平行平面端度量具，又称块规。它是保证长度量值统一的重要常用实物量具。除了作为工作基准之外，量块还可以用来调整仪器、机床或直接测量零件。
一般特性：量块是以其两端面之间的距离作为长度的实物基准（标准），是一种单值量具，其材料与热处理工艺应满足量块的尺寸稳定、硬度高、耐磨性好的要求。通常都用铬锰钢、铬钢和轴承钢制成。其线胀系数与普通钢材相同，即为（11.5±1）×10－6/℃，尺稳定性约
为年变化量不超出±0.5～1μm／m。
结构：绝大多数量块制成直角平行六面体，如图
1－2所示；也有制成φ20的圆柱体。每块量块都有两
个表面非常光洁、平面度精度很高的平行平面，称为
量块的测量面（或称工作面）。量块长度（尺寸）是
指量块的一个测量面上的一点至与量块相研合的辅
助体（材质与量块相同）表面（亦称辅助表面）之间
的距离。为了消除量块测量面的平面度误差和两测量面间的平行度误差对量块长度的影响，将量块的工作尺寸定义为量块的中心长度，即两个测量面的中心点的长度。
精度：量块按其制造精度分为五个“级”：00、0、1、2和3级。00级精度最高，3级最低。分级的依据是量块长度的极限偏差和长度变动量允许值。量块生产企业大都按“级”向市场销售量块，此时用户只能按量块的标称尺寸使用量块，这样必然受到量块中心长度实际偏差的影响，将反制造误差带入测量结果。
在量值传递工作中，为了消除量块制造误差对测量的影响，常常按量块检定后得到的实际尺寸使用。各种不同精度的检定方法可以得到具有不同测量不确定度的量块，并依此划分量块的等别，如图1－1所示。检定后的量块可得到每量块的中心长度的实际偏差，显然同一套量块若按“等”使用可以得到更高的测量精度（较小的测量不确定度）。但由于按“等”使用比较麻烦，且检定成本高，固在生产现场仍按“级”使用。
使用：单个量块使用很不方便，故一般都按序列将许多不同标称尺寸的量块成套配置，使用时根据需要选择多个适当的量块研合起来使用。通常，组成所需尺寸的量块总数不应超过四块。例如，为组成89.765mm的尺寸，可由成套的量块中选出1.005、1.26、7.5、80mm 四块组成，即
89.765 ………所需尺寸
－) 1.005 ………第一块
88.76
－) 1.26 ………第二块
87.5
－) 7.5 ………第三块
80 ………第四块
注意事项：量块在使用过程中应注意以下几点：
①量块必须在使用有效期内，否应及时送专业部门检定。
②所选量块应先放入航空汽油中清洗，并用洁净绸布将其擦干，待量块温度与环境湿度
相同后方可使用。
③使用环境良好，防止各种腐蚀性物质对量块的损伤及因工作面上的灰尘而划伤工作面，影响其研合性, 。
④轻拿、轻放量块，杜绝磕碰、跌落等情况的发生。
⑤不得用手直接接触量块，以免造成汗液对量块的腐蚀及手温对测量精确度的影响。
⑥使用完毕应，先用航空汽油清洗量块，并擦干后涂上防锈脂放入专用盒内妥善保管。
1.4 测量方法分类
根据获得测量结果的不同方式可分为：
直接测量和间接测量：从测量器具的读数装置上直接得到被测量的数值或对标准值的偏差称直接测量。如用游标卡尺、外径千分尺测量轴径等。通过测量与被测量有一定函数关系的量，根据已知的函数关系式求得被测量的测量称为间接测量。如通过测量一圆弧相应的弓高和弦长而得到其圆弧半径的实际值。
绝对测量和相对测量：测量器具的示值直接反映被测量量值的测量为绝对测量。用游标卡尺、外径千分尺测量轴径不仅是直接测量，也是绝对测量。将被测量与一个标准量值进行比较得到两者差值的测量为相对测量。如用内径百分表测量孔径为相对测量。
接触测量和非接触测量：测量器具的测头与被测件表面接触并有机械作用的测力存在的测量为接触测量。如用光切法显微镜测量表面粗糙度即属于非接触测量。
单项测量和综合测量：对个别的、彼此没有联系的某一单项参数的测量称为单项测量。同时测量个零件的多个参数及其综合影响的测量。用测量器具分别测出螺纹的中径、半角及螺距属单项测量；而用螺纹量规的通端检测螺纹则属综合测量。
被动测量和主动测量：产品加工完成后的测量为被动测量；正在加工过程中的测量为主动测量。被动测量只能发现和挑出不合格品。而主动测量可通过其测得值的反馈，控制设备的加工过程，预防和杜绝不合格品的产生。
1.5 测量误差
由于测量过程的不完善而产生的测量误差，将导致测得值的分散入不确定。因此，在测量过程中，正确分析测量误差的性质及其产生的原因，对测得值进行必要的数据处理，获得满足一定要求的置信水平的测量结果，是十分重要的。
测量误差定义：被测量的测得值x与其真值x
0之差，即：△= x －x
由于真值是不可能确切获得的，因而上述用于测量误差的定义也是理想要概念。在实际工作中往往将比被测量值的可信度（精度）更高的值，作为其当前测量值的“真值”。
误差来源：测量误差主要由测量器具、测量方法、测量环境和测量人员等方面因素产生。
①测量器具：测量器具设计中存在的原理误差，如杠杆机构、阿贝误差等。制造和装配过程中的误差也会引起其示值误差的产生。例如刻线尺的制造误差、量块制造与检定误差、表盘的刻制与装配偏心、光学系统的放大倍数误差、齿轮分度误差等。其中最重要的是基准件的误差，如刻线尺和量块的误差，它是测量器具误差的主要来源。
②测量方法：间接测量法中因采用近似的函数关系原理而产生的误差或多个数据经过计
算后的误差累积。
③测量环境：测量环境主要包括温度、气压、湿度、振动、空气质量等因素。在一般测量过程中，温度是最重要的因素。测量温度对标准温度（＋20℃）的偏离、测量过程中温度的变化以及测量器具与被测件的温差等都将产生测量误差。
④测量人员：测量人员引起的误差主要有视差、估读误差、调整误差等引起，它的大小取决于测量人员的操作技术和其它主观因素。
误差分类：测量误差按其产生的原因、出现的规律、及其对测量结果的影响，可以分为系统误差、随机误差和粗大误差。
①系统误差：在规定条件下，绝对值和符号保持不变或按某一确定规律变化的误差，称为系统误差。其中绝对值和符号不变的系统误差为定值系统误差，按一定规律变化的系统误差为变值系统误差。如量块的误差、刻线尺的误差、度盘偏心的误差。系统误差大部分能通过修正值或找出其变化规律后加以消除。
②随机误差：在规定条件下，绝对值和符号以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差。就某一次测量而言，随机误差的出现无规律可循，因而无法消除。但若进行多次等精度重复测量，则与其它随机事件一样具有统计规律的基本特性，可以通过分析，估算出随机误差值的范围。随机误差主要由温度波动、测量力变化、测量器具传动机构不稳、视差等各种随机因素造成，虽然无法消除，但只要认真、仔细地分析产生的原因，还是能减少其对测量结果的影响。
③粗大误差：明显超出规定条件下预期的误差，称为粗大误差。粗大误差是由某种非正常的原因造成的。如读数错误、温度的突然大幅度变动、记录错误等。该误差可根据误差理论，按一定规则予以剔除。
1.6 测量数据的处理
在修正了已定系统误差和剔除了粗大误差以后，测得值中仍含有随机误差和部分系统误差，还需估算其测量误差的大小，评定测得值的不确定度，知道测得值及该测得值的变化范围（可信程度），才能获得完整的测量结果。
测量不确定度的评定：用标准偏差表示测量结果的不确定度，称为标准不确定度，按照评定方法不同，它可分为两类：用对一系列重复观测值进行统计分析以计算标准不确定度的方法，称为A 类评定；用不同于统计分析的其他方法来评定标准不确定度，称为B 类评定。
A 类评定：由统计理论可知，随机变量期望值的最佳估计值是n 次测得值x i 的算术平均值x 。 ()n x x i /∑=
该组测得值的标准差的估算值S 为
()()()1/1/22-=--=
∑n u n x x s i i 若以其算术平均值作为结果时，其标准不确定度为
n s /=λ
测量结果可表达为 λ±=x x
B 类评定：在多数实际测量工作中，不能或不需进行多次重复测量，则其不确定度只能用非统计分析的方法进行B 类评定。B 类评定需要依据有关的资料作出科学的判断。这些资料的来源有：以前的测量数据，测量器具的产品说明书，检定证书，技术手册等。如由产品说明书查得某测量器具的不确定度为6μm ，若期望得到按正态分布规律中3倍标准差的置信水准（99.73﹪），则按B 类评定时标准不确定度应取u = 6/3 =2μm 。
合成标准不确定度的估算：测量过程中一般都会有多个独立的误差源共同对测量的不确定度产生影响，因测量方法的不同，各误差源的影响程度也不相同。各误差源标准不确定度的合成按测量方法的不同可分为以下两类：
①直接测量的合成标准不确定度：取各类独立误差源的标准不确定度的平方和的正平方根，即
∑∑+=22
j i λλλ
②间接测量的合成标准不确定度：间接测量时，测量结果需经各间接测量值按事先设计好的函数关系计算后求得。由于各间接测量值的标准不确定度对测量结果的影响程度不同，在估算测量结果的不确定度时，要先分别对函数中各测量值求偏导数，算出其不确定度的传播系数。各测量值的标准不确定度乘以相应的传播系数后，取平方和的正平方根得到测量结果的不确定度。
1.7 基本测量原则
在实际测量中，对于同一被测量往往可以采用多种测量方法。为减小测量不确定度，应尽可能遵守以下基本测量原则：
阿贝原则：要求在测量过程中被测长度与基准长度应安置在同一直线上的原则。若被测长度与基准长度并排放置，在测量比较过程中由于制造误差的存在，移动方向的偏移，两长度之间出现夹角而产生较大的误差。误差的大小除与两长度之间夹角大小有关外，还与其之间距离大小有关，距离越大，误差也越大。
基准统一原则：测量基准要与加工基准和使用基准统一。即工序测量应以工艺基准作为测量基准，终检测量应以设计基准作为测量基准。
最短链原则：在间接测量中，与被测量具有函数关系的其它量与被测量形成测量链。形成测量链的环节越多，被测量的不确定度越大。因此，应尽可能减少测量链的环节数，以保证测量精度，称之为最短链原则。
当然，按此原则最好不采用间接测量，而采用直接测量。所以，只有在不可能采用直接测量，或直接测量的精度不能保证时,才采用间接测量。
应该以最少数目的量块组成所需尺寸的量块组，就是最短链原则的一种实际应用。 最小变形原则：测量器具与被测零件都会因实际温度偏离标准温度和受力（重力和测量
力）而产生变形，形成测量误差。
在测量过程中，控制测量温度及其变动、保证测量器具与被测零件有足够的等温时间、选用与被测零件线胀系数相近的测量器具、选用适当的测量力并保持其稳定、选择适当的支承点等，都是实现最小变形原则的有效措施。
1.8 测量器具的主要技术性能指标
量具的标称值：标注在量具上用以标明其特性或指导其使用的量值。如标在量块上的尺寸，标在刻线尺上的尺寸等。
刻度：在测量器具上指示出不同量值的刻线标记的组合称为刻度。
刻度间距：沿着刻线尺（标尺）长度方向所测得的两个相邻刻线标记中心之间的距离称为刻度间距，也称标尺间距。
分度值：两相邻刻线所代表的量值之差称为仪器的分
度值。它是一台仪器所能读出的最小单位量值。一般地说，
分度值越小，测量器具的精度越高。
数字式量仪没有标尺或度盘，而与其相对应的为分
辨率。分辨率是仪器显示的最末位数字间隔所代表的被测
量值。
示值范围：测量器具所显示或指示的最低值到最高
值的范围称为示值范围。
测量范围：在允许不确定度内，测量器具所能测量的
被测量值的下限值至上限值的范围。
测量范围与示值范围的区别在于：测量范围既包括图1－3 比较测量示意图
示值范围又包括仪器某些部件的调整范围。如外径百分尺的测量范围有0～25mm、25～50mm、50～75mm等，其示值范围则均为25mm。比较仪的测量范围为180mm，其示值范围则为±0.1mm(如图1－3所示)。示值范围与标尺有关，测量范围取决于结构。
量程：测量范围的上限值和下限值之差称为量程。量程大的仪器使用起来比较方便，但仪器的线性误差将随之变大使仪器的准确度下降。
灵敏度：测量器具对被测量值变化的反应能力称为灵敏度。对于一般长度测量器具，灵敏度等于标尺间距a与分度值I之比，又称放大比或放大位数K，即
K= a / I
测量力：采用接触法测量时，测量器具的传感器与被测零件表面之间的接触力。测量力及其变动会影响测量结果的精度。因此，绝大多数采用接触测量法的测量器具，都具有测量力稳定机构。
示值误差：测量器具的示值与被测量的真值之差。例如用百分尺测量轴的直径得读数值为31.675mm，而其真值为31.678mm，则百分尺的示值误差等于31.675－31.678=－0.003mm.
显然，测量器具在不同的示值处的示值误差一般是各不相同的。目前，测量器具的精度大多仍用示值极限误差来表示测量器具示值误差的界限值。
回程误差：是指在相同条件下，被测量值不变，测量器具行程方向不同时，两示值之差
的绝对值。该项误差是由于测量器具中测量系统的间隙、变形和磨擦等原因引起的。当要求测量值的显示呈连续的往返性变化时（有连续的正、负值变化），则应选用回程误差较小的测量器具。
测量不确定度：测量不确定度是在测量结果中表达被测量值分散性的参数。由于测量过程的不完善，测得值对真值总是有所偏离，这种偏离又是不确定的，表达这种不确定程度的参数，就称为不确定度。
修正值：为修正某一测量器具的示值误差而在其检定证书上注明的特定值。它的大小与示值误差的绝对值相等，符号相反。在测量结果中加入相应的修正值后，可提高测量精度。
1.9 测量器具的选择
过去，大部分工厂是根据经验来选择计量器具的。通常选择计量器具的测量极限误差占工件公差的1／3～1／5或1／3～1／10。对一些高精度工件，甚至有取1／2的。总之，就没有一个统一的标准，往往因人因厂而异。不仅如此，而且大多数工厂用计量器具检测工件时，均按图样上标注的极限尺寸作验收极限。这种验收极限与工件的极限尺寸重合的方法，由于计量器具内在误差及测量条件的影响，往往导致“误收”和“误废”，造成不少质量问题及不应有的损失。所谓“误收”，就是把不合格的产品，误判为合格予以接收；所谓“误废”，就是把本来合格的产品，误判为不合格予以拒收。
选择原则:合理选择计量器具对保证产品质量，提高测量效率和降低费用具有重要意义。
一般说来，器具的选择主要取决于被测工件的精度要求，在保证精度要求的前提下，也要考虑尺寸大小、结构形状、材料与被测表面的位置，同时也要考虑工件批量、生产方式和生产成本等因素。
对批量大的工件，多用专用计量器具，对单件小批则多用通用计量器具。
选择方法:首先，根据被测工件公差值由表1－4查出安全裕度A和计量器具不确定度允许值U1，然后查表1－5至表1－7选定计量器具，使计量器具不确定值U1／≤U1，最后计算验收极限。
举例：工件在图样上的标注为，问应选用什么计量器具进行测量并确定验收极限。
解：（1）确定安全裕度A和计量器具不确定度允许值U1
由工件公差值0.46mm由表1－4查得
A＝0.032mm
U1＝0.029mm
（2）选择计量器具
工件尺寸250mm在表1－5中属于大于200mm至500mm的尺寸段内，查得分度值为0.02mm 的游标卡尺的不确定度值U1／＝0.02mm, U1／＝0.02mm （3）确定验收极限 上验收极限＝最大实体尺寸－A＝250mm－0.032mm＝249.968mm 下验收极限＝最小实体尺寸＋A＝250mm－0.46mm＋0.032mm＝249.572mm 《测绘学基础》知识要点与习题答案 Crriculum architecture & answers to exercise of Fundamentals of Geomatics 总学时数：测绘64；地信、规划48实验学时：12，计4次学分：6/4 课程性质：专业基础课先修课程：高等数学，专业概论，概率统计学 教学语言：双语教学考核方式：考试实习：3周计3学分 平时成绩: 20％(实验报告、提问、测验、课堂讨论及作业) 1.课程内容 测绘学基础是测绘科学与技术学科的平台基础课。该分支学科领域研究的主要内容是小区域控制测量、地形图测绘与基本测绘环节的工程与技术，即：应用各类测绘仪器进行各种空间地理数据的采集包括点位坐标与直线方位测定与测设、地形图数字化测绘等外业工作和运用测量误差与平差理论进行数据处理计算、计算机地图成图等内业工作。授课内容主要包括地球椭球与坐标系、地图分幅、空间点位平面坐标与高程及直线方位测定与测设、误差理论与直接平差、大比例尺地形图数字成图等基本理论与方法。 2.课程特色 测绘学基础为测绘学科主干课程，为学生进一步学习以“3S”为代表的大地测量学、摄影测量学、工程测量学等专业理论与技术奠定基础。同时，该课程本身也是测绘学的一门分支学科──地形测量学（Topographical Surveying）。该门课程具有理论、工程和技术并重、实践性强等特点，其教学水平和教学质量是衡量测绘学科教育水准的关键要素，实施多样化课堂教学，注重培养学生动手能力和创新能力，以达到国家级精品课的要求为建设目标。 3.课程体系 第一章绪论Chapter 1 Introductory 内容：⑴了解测绘学科的起源、发展沿革与分支学科的研究领域；⑵测绘学的任务与作用。 重点：大地测量学与地形测量学的研究领域和工作内容。 难点：无。 §1-1测绘学的定义DEFINITION OF GEOMATICS 研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图 一、单选题【本题型共15道题】 ? 1.某工程施工放样误差限差为±20mm，则该工程放样中误差为（?）mm。 A．±5 B．±10 C．±15 D．±20 用户答案：[B] ??得分：2.00 2.地下通道的施工测量中，地下导线为（?）。 A．闭合导线 B．附和导线 C．支导线 D．任意导线都可 用户答案：[D] ??得分：0.00 3.下列测量方法中，最适合测绘建筑物立面图的是（?）。 A．三角高程测量 B．地面激光扫描 C．精密水准测量 D．GPS—RTK测量 用户答案：[B] ??得分：2.00 4.水准测量时，应使前后视距尽可能相等，其目的是减弱（? ）的误差影响。 A．圆水准器轴不平行于仪器数轴 B．十字丝横丝不垂直于仪器竖轴 C．标尺分划误差 D．仪器视准轴不平行于水准管轴 用户答案：[D] ??得分：2.00 5.GPS的大地高H、正常高h和高程异常ζ三者之间正确的关系是（? ?）。 A．ζ=H-h B．ζ D．反比 用户答案：[D] ??得分：2.00 7.布测C、D、E级GPS网时，可视测区范围的大小实行分区观测，分区观测时，相邻分区的公共点至少应有（? ）个。 A．2 B．3 C．4 D．5 用户答案：[C] ??得分：2.00 8.在进行高差闭合差调整时，某一测段按测站数计算每站高差改正数的公式为（? ）。 A．Vi=fh/N(N为测站数) B．Vi=fh/S(S为测段距离) C．Vi=-fh/N(N为测站数) D．Vi=fh/S(S为测段距离) 用户答案：[C] ??得分：2.00 9.我国城市坐标系是采用（?）。 A．高斯正形投影平面直角坐标系 B．大地坐标系 问答题 （一）测量学基础知识 1.地面上一点得空间位置在测量工作中是怎样表示的？ 平面位置和高程 2.何谓绝对高程，相对高程，高差？ 地面点到大地水准面的垂直距离称为绝对高程; 地面点到假定水准面的垂直距离称为相对高程;两个地面点之间的高程之差称为高差。 3.试述测量工作平面直角坐标系与教学计算中平面直角坐标系的不同点？ 量坐标系的X 轴是南北方向,X 轴朝北,Y 轴是东西方向,Y 轴朝东, 另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排,这些正好与数学坐标系相反 4.普通测量学的任务是什么？ 用地面作业方法, 将地球表面局部地区的地物和地貌的等测绘成地形图,由于测区范围较小,为方便起见, 可以不顾及地球曲率的影响,把地球表面当作平面对待。 5.何谓水准面？ 假设某一个静止不动的水面延伸而穿过陆地,包围整个地球,形成一个闭合曲面,称为水准面 6.水平面与水准面有何区别？ 7.确定地面点位要做哪些基本测量工作？: 角度、距离、高差 8.在测量中，采取哪些措施来保证测量成果的正确性？ 1，用对称观测消除系统误差，也就是多次测量求平均值，2，用计算的方法改正测量值，就是平差。3，每次观测都要步步要检核。4，每次测量时仪器的整平和调整。4，遵循测量的原则进行测量，由整体到局部，先控制后碎步，从高级到低级，步步检核，步步计算。。严格遵循技术标准和测量程序和方法。。 9.何谓正、反方位角？ :测量工作中的直线都具有一定的方向,以A 点为起点, B 点为终点的直线AB 的坐标方位角α AB ,称为直线AB 的正坐标方位角。而直线BA 的坐标方位角α BA ,称为直线AB 的反坐标方位角。 10.为了保证一般距离丈量的境地，应注意哪些事项？ 11.直线定向的目的是?常用什么来表示直线方向？ 直线定向的目的是确定直线与标准方向线之间的夹角关系; 用真子午线方向、磁子午线方向、坐标轴方向来表示直线方向。 12.距离丈量有哪些主要误差来源？: (一) 尺长误差;(二) 温度误差;(三) 拉力误差;(四) 钢尺倾斜和垂曲误差; (五)定线误差; (六)丈量误差 13.直线定向与直线定线有何区别？ 1 （1）工程建设的三个阶段1规划设计阶段2建筑施工阶段3运营管理阶2 段 3 （2）工程测量学就是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶4 段虽进行的各种测量工作的学科。主要任务就是解决工程建设中规划设计所需5 各种比例尺地形图这个问题。 6 （3）数字地面模型（DTM）是表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散7 点或规则点的坐标值集合的总称。 8 （4）在测绘领域，用一系列地面点的x,y坐标及其相联系的高程表示区9 域地面形状的模型，称为数字高程模型（DEM）。 10 （5）铁路、公路、输电线路以及输油（汽）管道等均属于线性工程，它11 们的中线通称线路。 12 （6）铁路勘测设计的过程：1方案研究2初测3初步设计4定测5施工13 设计 14 （7）初测是初步设计阶段的勘测工作，其主要任务是提供沿线大比例尺15 带状地形图以及地质和水文方面的资料（纸上定线）。 16 （8）定测的主要任务是把初步设计中选定的线路中线测设到实地上。17 （9）勘测设计阶段的测量工作有草测、初测和定测工作。 18 （10）公路的结构组成：路基，路面，桥涵，隧道，路线交叉和沿线设施19 等。 20 （11）根据线路工程的作业内容，线路测量具有全线性，阶段性和渐近性21 的特点。 22 （12）导线点的布设要求：1导线点宜选在地势较高的地方，且前后相互23 通视。2导线点应选在开阔的地方，以便作为图根控制，进行地形测量。3导线24 点间的距离要适中。4导线点应尽可能接近将来的线路的位置，以便为定测时所25 利用。5桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段以及越岭垭口处应设置导线点。 26 （13）基平测量是沿线路布设水准点。2中平测量是测定导线点及中桩高27 程。 28 （14）将纸上线路测设到实地上的工作称为中线测量。 29 （15）线路纵断面的测绘： 30 （16）水下地形测绘技术说明书的内容为：1任务的来源、性质、技术要31 求，测区的自然地理特点，技术设计的依据及原有测量成果的采用情况。2各施32 测控制点的等级，标石及造埋数量，水深测量图幅，测深面积及障碍物的大致33 分布情况。3作业所需的各种主要仪器、器材、船只类型和数量。4根据测区地34 理气象及技术装备条件，确立的不同测区的作业率，计算的各种测量作业的工35 作量和工作天数及时间安排。5根据测区特点和作业技术水平，重点提出的适当36 的作业方法和注意事项，以及一些具体技术指示。 37 （17）检查线的方向应尽量与主测线垂直，分布均匀，并要求布设在较平38 坦处，能普遍检查主测深线。检查线一般应占主测线总长的5%~10%。 39 （18）编绘竣工图的目的：1在施工过程中可能由于设计时没有考虑到的40 问题而使设计有所变更，这种临时变更设计的情况必须通过测量反映到竣工图41 上，以竣工图作为检验设计的正确性，阐明工程竣工最终成果的技术资料。2为42 改建扩建提供原有各项建筑物，构筑物，地上和地下各种管线及交通线路的坐43 标，高程等资料，作为改建扩建设计的依据。3便于工程交付使用后进行生产管44 理和各种设施的维护检修工作，特别是地下管线等隐蔽工程的检查和维修工作。 工程测量学基础知识 总结 （1）工程建设的三个阶段1规划设计阶段2建筑施工阶段3运营管理阶段（2）工程测量学就是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段虽进行的各种测量工作的学科。主要任务就是解决工程建设中规划设计所需各种比例尺地形图这个问题。 （3）数字地面模型（DTM）是表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标值集合的总称。 （4）在测绘领域，用一系列地面点的x,y坐标及其相联系的高程表示区域地面形状的模型，称为数字高程模型（DEM）。 （5）铁路、公路、输电线路以及输油（汽）管道等均属于线性工程，它们的中线通称线路。 （6）铁路勘测设计的过程：1方案研究2初测3初步设计4定测5施工设计（7）初测是初步设计阶段的勘测工作，其主要任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文方面的资料（纸上定线）。 （8）定测的主要任务是把初步设计中选定的线路中线测设到实地上。 （9）勘测设计阶段的测量工作有草测、初测和定测工作。 （10）公路的结构组成：路基，路面，桥涵，隧道，路线交叉和沿线设施等。 （11）根据线路工程的作业内容，线路测量具有全线性，阶段性和渐近性的特点。 （12）导线点的布设要求：1导线点宜选在地势较高的地方，且前后相互通视。2导线点应选在开阔的地方，以便作为图根控制，进行地形测量。3导线点间的距离要适中。4导线点应尽可能接近将来的线路的位置，以便为定测 时所利用。5桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段以及越岭垭口处应设置导线点。 （13）基平测量是沿线路布设水准点。2中平测量是测定导线点及中桩高程。 （14）将纸上线路测设到实地上的工作称为中线测量。 （15）线路纵断面的测绘： （16）水下地形测绘技术说明书的内容为：1任务的来源、性质、技术要求，测区的自然地理特点，技术设计的依据及原有测量成果的采用情况。2各施测控制点的等级，标石及造埋数量，水深测量图幅，测深面积及障碍物的大致分布情况。3作业所需的各种主要仪器、器材、船只类型和数量。4根据测区地理气象及技术装备条件，确立的不同测区的作业率，计算的各种测量作业的工作量和工作天数及时间安排。5根据测区特点和作业技术水平，重点提出的适当的作业方法和注意事项，以及一些具体技术指示。 （17）检查线的方向应尽量与主测线垂直，分布均匀，并要求布设在较平坦处，能普遍检查主测深线。检查线一般应占主测线总长的5%~10%。（18）编绘竣工图的目的：1在施工过程中可能由于设计时没有考虑到的问题而使设计有所变更，这种临时变更设计的情况必须通过测量反映到竣工图上，以竣工图作为检验设计的正确性，阐明工程竣工最终成果的技术资料。2为改建扩建提供原有各项建筑物，构筑物，地上和地下各种管线及交通线路的坐标，高程等资料，作为改建扩建设计的依据。3便于工程交付使用后进行生产管理和各种设施的维护检修工作，特别是地下管线等隐蔽工程的检查和维修工作。 第一讲工程测量的基本理论知识㈠ 知识目标：熟悉工程测量的任务、内容 能力目标：掌握工程测量的一般程序与工作原则 一、本课程学习的目的与内容简介 通过设疑、答疑引入工程测量的目的，对照课程目录解说本课程学习的主要内容及能力要求。 二、工程测量的概念 1.工程测量学的任务和内容 工程测量学的含义——指的是研究工程建设在勘测设计阶段、施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段以及交付使用后的服务管理阶段所进行的各种测量工作的一门科学。 工程测量学的任务——为工程建设服务 工程测量学的内容——测定和测设 工程测量学的实质——确定点的位置 测定——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法对地球表面的地物和地貌的位置进行实地测量并按照一定的比例尺缩绘成图的过程。（包括图根控制测量、地形测量、竣工测量、变形测量等） 测设——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法将规划、设计在图上的建筑物、构筑物标定到实地上，作为施工依据的过程。（包括建筑基线及建筑方格网的测设、施工放样、设备安装测量等） 2.建筑工程测量的内容 ⑴工程规划设计阶段——测绘地形图 ⑵工程施工准备阶段——按图样要求实地标定建筑物、构筑物的平面位置和高程 ⑶施工阶段——对施工和安装工作进行检验、校核 ⑷管理阶段——定期进行变形观测（大型和重要建筑物） 工程建设的每一个阶段都离不开测量工作，测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量和速度。 测量放线工——进行工程建设的施工测量 3. 测量工作的一般程序 ⑴从整体到局部 ⑵从高级到低级 ⑶先控制后细部 4. 测量放线工的工作原则 ⑴严格按建筑工程施工设计图样的要求进行施工测量 ⑵按建筑工程施工组织设计的安排及时进行有关测量工作 ⑶严格按测量规范和细则进行测量工作 ⑷边工作边检核 第二讲工程测量的基本理论知识㈡ 知识目标：掌握地面点位的确定方法及建筑工程施工图的识读方法 t一、填空题 （一）测量学基础知识（1-120题） 1.地面点到假定水准面铅垂距离称为该点的相对高程。 2.通过平均海水面的水准面称为大地水准面。 3.测量工作的基本内容是高程测量角度测量距离测量 . 4.测量使用的平面直角坐标是以两条互相垂直线的交点为坐标原点， 南北方向的纵轴为x轴，以东西方向的横轴为y轴。 5.地面点位若用地理坐标表示，应为经度纬度和绝对高程。 6.地面两点间高程之差，称为该两点间的高差。 7.在测量中，将地表面当平面对待，指的是在100平方千米范围内时，距离测 量数据不至于影响测量成果的精度。 8.测量学的分类，大致可分为大地测量学普通测量学摄影测量学工程测量 学。 9.地球是一个旋转的椭球体，如果把它看作圆球，其半径的概值为6371 km。 10.我国的珠穆朗玛峰顶的绝对高程为8848.13 m。 11.地面点的经度为该点的子午面与首子午面所夹的二面角。 12.地面点的纬度为该点的铅垂线与赤道平面所组成的角度。 13.测量工作的程序是从整体到局部先控制后碎部。 14.测量学的任务是测绘和测设。 15.直线定向的标准方向有真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向。 16.由坐标纵轴线北端方向顺时针转到测线的水平夹角为直线的坐标方位角。 17.距离丈量的相对误差的公式为。 18.坐标方位角的取值范围是0°或360°。 19.确定直线方向的工作称为直线定向，用目估法或经纬仪法把许多点标定在 某一已知直线上的工作为直线定线。 20.距离丈量是用相对误差来衡量其精度的，该误差是用分子为1的 分数形式来表示。 21.用平量法丈量距离的三个基本要求是尺子要拉平标杆要立直且定线要直对 点投点和读数要准确。 22.直线的象限角是指直线与标准方向的北端或南端所夹的锐角，并要标注所在象 限。 23.某点磁偏角为该点的磁北方向与该点的真北方向的夹角。 第一节工程测量基础概念及工程测量的重要性 在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术，称为“工程测量”。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术。 按工程建设的进行程序，工程测量可分为规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。 规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。 施工兴建阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。一般也要求先建立施工控制网，然后根据工程的要求进行各种测量工作。 竣工后的营运管理阶段的测量，包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。 按工程测量所服务的工程种类，也可分为建筑工程测量、线路测量、桥梁与隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。此外，还将用于大型设备的高精度定位和变形观测称为高精度工程测量；将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量。 工程测量是直接为工程建设服务的，它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。 无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，也就是说，测量数据处理也是工程测量的重要内容。 在当代国民经济建设中，测量技术的应用十分广泛。在很多工程建设中，从规划、勘测、设计、施工及管理和运营阶段等的决策和实施都需要有力的测绘技术保障。在研究地球自然和人文现象，解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题以及国民经济和国防建设的重大抉择同样需要测绘技术提供技术支撑和数据保障。 第二节常用仪器及其操作方法 1.水准仪及其操作 常用的水准仪为DS3型微倾式水准仪（见图1）。水准仪可以提供一条水平视线，通过观测水准尺读 测量基本知识培训资料 目录 一、全站仪的使用方法与步骤 二、简单介绍GPS全球定位系统组成及优点 三、工程测量基础练习 一、全站仪的使用方法与步骤 全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度(水平角、竖直角)测量、距离(斜距、平距、高差)测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。 全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。 微处理机(CPU)是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器)、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置(接口)，输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。 目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。 (一)全站仪的操作与使用 1.全站仪的基本操作与使用方法 (1)测量前的准备工作 1)电池的安装(注意：测量前电池需充足电) ①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。 ②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。 ③向下按解锁钮，取出电池。 2)仪器的安置。 ①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。 ②将全站仪安置于点，对中、整平。 ③在两点分别安置棱镜。 3)竖直度盘和水平度盘指标的设置。 ①竖直度盘指标设置。 松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周(望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时)，竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。 ②水平度盘指标设置。 松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。 4)调焦与照准目标。 测量学基础知识问答题汇 总 The final revision was on November 23, 2020 问答题 （一）测量学基础知识 1.地面上一点得空间位置在测量工作中是怎样表示的 平面位置和高程 2.何谓绝对高程，相对高程，高差 地面点到大地水准面的垂直距离称为绝对高程; 地面点到假定水准面的垂直距离称为相对高程;两个地面点之间的高程之差称为高差。 3.试述测量工作平面直角坐标系与教学计算中平面直角坐标系的不同点 量坐标系的 X 轴是南北方向,X 轴朝北,Y 轴是东西方向,Y 轴朝东, 另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排,这些正好与数学坐标系相反 4.普通测量学的任务是什么 用地面作业方法, 将地球表面局部地区的地物和地貌的等测绘成地形图,由于测区范围较小,为方便起见, 可以不顾及地球曲率的影响,把地球表面当作平面对待。 5.何谓水准面 假设某一个静止不动的水面延伸而穿过陆地,包围整个地球,形成一个闭合曲面,称为水准面6.水平面与水准面有何区别 7.确定地面点位要做哪些基本测量工作: 角度、距离、高差 8.在测量中，采取哪些措施来保证测量成果的正确性 1，用对称观测消除，也就是多次测量求，2，用计算的方法改正测量值，就是。3，每次观测都要步步要。4，每次测量时的整平和调整。4，遵循测量的原则进行测量，由整体到局部，先控制后碎步，从高级到低级，步步检核，步步计算。。严格遵循和测量程序和方法。。 9.何谓正、反方位角 :测量工作中的直线都具有一定的方向,以 A 点为起点, B 点为终点的直线 AB 的坐标方位角α AB ,称为直线 AB 的正坐标方位角。而直线 BA 的坐标方位角α BA ,称为直线 AB 的反坐标方位角。 10.为了保证一般距离丈量的境地，应注意哪些事项 11.直线定向的目的是常用什么来表示直线方向 直线定向的目的是确定直线与标准方向线之间的夹角关系; 用真子午线方向、磁子午线方向、坐标轴方向来表示直线方向。 12.距离丈量有哪些主要误差来源: 控制测量 控制网具有控制全局，限制测量误差累积的作用，是各项测量工作的依据。对于地形测图，等级控制是扩展图根控制的基础，以保证所测地形图能互相拼接成为一个整体。对于工程测量，常需布设专用控制网，作为施工放样和变形观测的依据。 在一定区域内，为大地测量、摄影测量、地形测量和工程测量建立控制网所进行的测量。 包括：①平面控制测量，是为测定控制点平面坐标而进行的；②高程控制测量，为测定控制点高程而进行的；③三维控制测量，为同时测定控制点平面坐标和高程或空间三维坐标而进行的。 在测区内，按测量任务所要求的精度，测定一系列控制点的平面位置和高程，建立起测量控制网，作为各种测量的基础，这种测量工作称为控制测量。 在一定的区域内为地形测图或工程测量建立控制网（区域控制网）所进行的测量工作。分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制网与高程控制网一般分别单独布设，也可以布设成三维控制网。 控制测量的基准面是大地水准面，与其垂直的铅锤线是外业的基准线。 大地水准面：由于海洋占全球面积的71%，故设想与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水准面，它是一个没有褶皱、无棱角的连续封闭面。 平面控制网 常用三角测量、导线测量、三边测量和边角测量等方法建立。 三角测量 三角测量是建立平面控制网的基本方法之一。但三角网（锁）要求每点与较多的邻点相互通视，在隐蔽地区常需建造较高的觇标。 导线测量 导线测量布设简单，每点仅需与前后两点通视，选点方便，特别是在隐蔽地区和建筑物多而通视困难的城市，应用起来方便灵活。随着电磁波测距仪的发展，导线测量的应用日益广泛。 一、测量的基本知识 1、测量工作的基准线、基准面指什么 答：重力的方向线称为铅垂线，是测量工作的基准线。大地水准面是测量工作的基准面。2、什么叫水准面？什么叫大地水准面？ 答：水准面是自由禁止的海水面，是等位体，有无数个。大地水准面是静止平衡状态下的平均海水面，向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面。 3、何谓绝对高程？何谓相对高程？我国的高程系统？高差 答：绝对高程，地面某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为绝对高程，通常称为海拔，也称作标高。 相对高程，地面某点沿铅垂线方向到达某一水平面的距离，称为该点的相对高程。 新的国家高程基准面是根据青岛验潮站1952～1979年27年间的验潮资料计算确定，根据这个高程基准面作为全国高程的统一起算面，称为“1985国家高程基准”。 高差：高差是两点间高程之差。用高程测量方法测出未知高程的点时，先从已知高程点测出两点的高差，再计算出未知高程点的高程。未知点比已知点高，两点的高差为正，反之为负。 4、测量中的独立平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有什么区别？ 答：测量坐标系X 轴是南北方向的、X 轴朝北，Y轴是东西方向，Y轴朝东，另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排，这些正好与数学坐标系相反。 5、确定地面点位的三个基本要素是什么？三项基本测量工作是什么？ 答：水平角，距离和高差（或高程）是确定地面点的三个基本要素。高程测量，水平角测量和距离测量是测量学的基本工作。 6、测量工作的基本原则是什么？ 答：“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”“步步有检核”。 7、在水准测量中如何规定高差的正负号?高差的正负号说明什么问题？ 答：高差为正号，前视点高于后视点，否则相反。高差的正负号说明地形的高低起伏情况8、测设和测定的区别 答：测量学的内容包括测定（也就是你说的测量）和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。 9、测量上作为定向依据的基本方向线有哪些？ 答：测量上作为定向依据的基本方向线有真北方向、磁北方向、坐标北方向。 二、水准测量 3、转点及其作用 图5-1 DS3型水准仪的构造 1—物镜；2—物镜对光螺旋；3—微动螺旋；4—制动螺旋；5—微倾螺旋； 6—定平脚螺旋；7—三脚支架；8—符合气泡观察镜；9—管水准器 10—圆水准器；11—校正螺钉；12—目镜 第五章 熟悉施工测量的基本知识 本章对测量的基本工作和设备安装测量的知识作出介绍，供学习者在工作中参考应用。 第一节 测量基本工作 本节对水准仪、经纬 仪、全站仪、测距仪等测量 仪器基本工作原理及在设 备安装工作中的应用和水 准、距离、角度等测量要点 作扼要的介绍，供学习者参 考应用。 一、水准仪、经纬 仪、全站仪、测距仪的 使用 （一）水准仪 1 构造 水准仪的外形如图5-1 所示，其固定在三脚架顶部 的基座上。 其测量的正确性和精度决定于带有目镜、物镜的望远镜光轴的水平度，望远镜的构造示意如图5-2所示。 图5-2 望远镜示意图 1—物镜；2—目镜；3—调焦透镜；4—十字丝分划板；5—连接螺钉；6—调焦螺旋 为了使望远镜的光轴保持良好的水平度，所以在水准仪上装有管水准器和圆水准器两种水准器，圆水准器通过调节基座上的脚螺旋使圆水准器气泡居中，达到光轴初平之目的， 图5-3 圆水准器 如图5-3所示。测量时，调节水准仪上微倾 螺旋，使管水准器的气泡镜像重合如图5-4 所示。则表示水准仪的光轴已达到预期的水 平状况，可以测量读数了，但必须注每次测 量前，均需对管水准器的状况检查一次。 这种DS 型微倾螺旋水准仪有DS 0.5、 DS 1、DS 3、DS 10四种，下标数字表示每公 里往、返测高差中数的偶然误差值，分别不 超过0.5mm 、1 mm 、3 mm 、10 mm 。安装工程中应用DS 10已能满足要求。 2 应用 （1）房屋建筑安装工程中应用水准仪主要为了测量标高和找（划出）水平线。 （2）使用步骤：安置仪器、初步整平、瞄准水准尺、精确整平、读数、记录、计算。 （3）注意事项 水准仪安置地应地势平坦、土质坚实，能通视到所测工程实体位置，安装工程所用的水准尺除塔尺外，大部分使用长度为1m 的钢板尺，钢板尺的刻度应清晰，有时为了满足高度上的需要，将1m 长的钢板尺固定在铝合金的型材上使用，固定应牢固，可用螺栓或铆钉进行紧固。 （二）经纬仪 1 构造 经纬仪同样地固定在三脚架顶部的基座上，用来测量水平或垂直角度，因而其能在基座上做水平的旋转，同时望远镜可绕横轴作垂直面的旋转，如图5-5所示。 图5-5 DJ6光学经纬仪构造 1—轴座固定螺旋；2—复测扳钮；3—照准部管水准器；4—读数显微镜；5—目镜； 6—对光螺旋；7—望远镜制动扳钮；8—望远镜微动螺旋；9—水平微动螺旋； 10—脚螺旋；11—水平制动扳钮；12—水平微动螺旋；13—圆水准器； 14—望远镜微动螺旋；15—竖直度盘管水准器微动螺旋；16—竖直度盘； 17—物镜；18、20—反光镜；19—竖直度盘管水准器； 21—测微轮；22—水平度盘；23—基座 图5-4 气泡居中 第1篇基础篇 第1章绪论 [导言]本章是学习本课程的基础知识。通过本章学习，要明确工程测量学的定义和内容，了解地球形状和大小、测量工作的基准面和基准线、地面点空间位置的测量原理和方法，掌握高斯投影的原理和方法、测量工作的基本内容和基本原则。 1.1工程测量学概述 1.1.1工程测量学的概念与任务 工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。工程测量的特点是应用基本的测量理论、方法、技术及仪器设备，并结合具体的工程特点采用具有特殊性的施工测绘方法。它是大地测量学、摄影测量学及普通测量学的理论与方法在工程中的具体应用。 工程建设一般可分为：勘测设计、建设施工、生产运营三个阶段。 勘测设计阶段的测量主要任务是测绘地形图。测绘地形图是在建立测图控制网的基础上进行大比例尺地面测图或航空摄影测量； 建设施工阶段的测量主要任务是按照设计要求，在实地准确地标定建筑物或构筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据（简称为标定）。是在建立工程控制网的基础上，根据工程建设的要求进行的施工测量； 生产运营阶段的测量主要任务是竣工验收测量和变形监测等测量工作。 工程测量按所服务的工程种类，可分为建筑工程测量、线路工程测量、桥梁与隧道工程测量、矿山工程测量、城市工程测量、水利工程测量等。此外，还将用于大型设备的高精度定位和变形监测称为高精度工程测量；将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量；而将自动化的全站仪或摄影仪在计算机控制下的测量系统称为三维工业测量。 本教材为现代工程测量，包括普通测量学及工程测量学的部分内容，增加了现代测量技术的部分。 对于非测绘类专业的学生学习工程测量课程，必须首先了解测量学的基本知识。 测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包含空中、地表、地下和海底）物体的空间位置，并将这些空间位置信息进行处理、存储、管理、应用的科学。它是测绘学科 一. 测量学基本知识 思考题 1.什么是水准面？水准面有何特性？ 2.何谓大地水准面？它在测量工作中有何作用？ 3.测量工作中常用哪几种坐标系？它们是如何定义的？ 4.测量工作中采用的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同之处？画图说明。 5.何谓高斯投影？高斯投影为什么要分带？如何进行分带？ 6.高斯平面直角坐标系是如何建立的？ 7.应用高斯投影时，为什么要进行距离改化和方向改化？ 8.地球上某点的经度为东经112°21′，求该点所在高斯投影6°带和3°带的带号及中央子午线的经度？ 9.若我国某处地面点P的高斯平面直角坐标值为：x=3102467.28m，y=20792538.69m。问：（1）该坐标值是按几度带投影计算求得。 （2）P点位于第几带？该带中央子午线的经度是多少？P点在该带中央子午线的哪一侧？ （3）在高斯投影平面上P点距离中央子午线和赤道各为多少米？ 10.什么叫绝对高程？什么叫相对高程？ 11.根据“1956年黄海高程系”算得地面上A点高程为63.464m，B点高程为44.529m。若改用“1985国家高程基准”，则A、B两点的高程各应为多少？ 12.用水平面代替水准面，地球曲率对水平距离、水平角和高程有何影响？ 13.什么是地形图？主要包括哪些内容？ 14.何谓比例尺精度? 比例尺精度对测图有何意义？试说明比例尺为1∶1000和1∶2000地形图的比例尺精度各为多少。 15.试述地形图矩形分幅的分幅和编号方法。 部分习题参考答案 8. 6°带N=19 L=111° 3°带n=37 l =111° 9. （1）6 °带；（2）第20带，L20=117°E，东侧；（ 3）距中央子午线292538.69 m ，距赤道 3102467.28 m 11. H A =63.435 m ； H B =44.500 m 14. 1∶1000 0.1m ；1∶2000 0.2m 15. 12.356cm , 6.178cm 16. 22400m2 17. -16′46″ 18. αAB=178°48′ 19. A m=263°10 ′ 20. ∠1=αBA - αBD；∠2=αCB - αCA；∠3=αDC - αDB 21. αAC=301°58′31″；αAD=39°27′26″； αBC=227°55′19″；αBD=122°59′32″ 24. H50H163040 25. 1∶10万；L=97°E ，B=38°N 测 量 学 试 题 库 一、填空题（一）测量学基础知识（1-38题） 1. 地面点到 铅垂距离称为该点的相对高程。 2. 通过 海水面的 称为大地水准面。 3. 测量工作的基本内容是 、 、 。 4. 地面两点间高程之差，称为该两点间的 。 5. 测量工作的基本原则是 、 、 。 6. 直线定向的标准方向有 、 、 。 7. 由 方向顺时针转到测线的水平夹角为直线的坐标方位角。 8. 距离丈量的相对误差的公式为 。 9. 坐标方位角的取值范围是 。 10. 直线的象限角是指直线与标准方向的北端或南端所夹的 角，并要标注所在象限。 11. 某直线的方位角与该直线的反方位角相差 。 12. 地面点的标志，按保存时间长短可分为 和 。 13. 闭和水准路线高差闭和差的计算公式为 。 14. 水准仪的主要轴线有 、 、 、 。 15. 一般工程水准测量高程差允许闭和差为 或 。 16. 一测站的高差 ab h 为负值时，表示 高， 低。 17. 水准测量高差闭合的调整方法是将闭合差反其符号,按各测段的__________成比例分配或按_________成比例分配。 18. 水准测量的测站校核,一般用______法或______法。 19. 支水准路线,既不是附合路线,也不是闭合路线,要求进行_______测量,才能求出高差闭合差。 20. 使用测量成果时,对未经_______的成果,不能使用。 21. 从A 到B 进行往返水准测量,其高差为:往测3.625m;返测-3.631m,则A 、B 之间的高差AB h ＿＿＿． 22. 已知Ｂ点高程为m 000.241，Ａ、Ｂ点间的高差m h AB 000.1+=，则Ａ点高程为＿＿＿． 23. A 点在大地水准面上,B 点在高于大地水准面100m 的水准面上,则A 点的绝对高程是______,B 点的绝对高程是______。 24. 已知Ａ点相对高程为m 100，Ｂ点相对高程为m 200-，则高差=AB h ＿＿＿；若Ａ点在大地水准面上，则Ｂ点的绝对高程为_____． 25. 在进行水准测量时，对地面上Ａ、Ｂ、Ｃ点的水准尺读取读数，其值分别为m 325.1，m m 555.1,005.1，则高差.__________,____,===CA BC BA h h h 26. 经纬仪的安置工作包括________、___________。 27. 经纬仪由______、______、_______三部分组成。 28. 水平角是经纬仪置测站点后,所照准两目标的视线,在_____投影面上的夹角。 29. 竖直角有正、负之分,仰角为_____,俯角为_____。 30. 测量误差是由于______、_______、_______三方面的原因产生的。 31. 直线丈量的精度是用_____来衡量的。 32. 导线的布置形式有______、_______、________。 33. 控制测量分为_____和_____控制。 34. 闭和导线的纵横坐标增量之和理论上应为______,但由于有误差存在,实际不为______,应为______。 35. 导线测量的外业工作是__________、______________、___________。 36. 设Ａ、Ｂ两点的纵坐标分别为m 500、m 600，则纵坐标增量._____=?BA x 37. 等高线是地面上__________相等的___________的连线。 38. 若知道某地形图上线段AB 的长度是cm 5.3,而该长度代表实地水平距离为m 5.17,则该地形图的比例尺为_________,比例尺精度为__________。 二、单项选择题（一）测量学基础知识（1-86题） 1. 地面点到高程基准面的垂直距离称为该点的（ ）。 Ａ.相对高程； Ｂ.绝对高程；Ｃ.高差 2. 地面点的空间位置是用（ ）来表示的。 Ａ.地理坐标； Ｂ.平面直角坐标； C.坐标和高程 3. 绝对高程的起算面是（ ）。 Ａ.水平面； Ｂ.大地水准面； Ｃ.假定水准面 4. 某段距离的平均值为100mm ，其往返较差为+20mm ，则相对误差为（ ）。 Ａ.100/02.0； Ｂ.002.0； Ｃ.5000/1 1、什么是测绘 测绘是测量和地图制图的统称。测绘科学研究的对象主要是地球的形状、大小和地球表面的各种固定物体的几何形状和空间位置。 2、什么是3S 技术 全球定位系统(GPS) 、遥感（RS ）和地理信息系统（GIS ）。 3、什么是4D 技术 数字高程模型(DEM) 、数字正射影像（DOM ）、数字线划图(DLG) 和数字栅格图(DRG) 。 4、什么是地形图。 地形图是按一定比例，经过综合取舍，在图纸上按规定的符号和一定的表示方法描绘地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。 5、什么是正射投影 所谓正射投影，也叫等角投影，就是将地面点沿铅垂线投影到投影面上，并使投影前后图形的角度保持不变。 6、什么是地图 按一定比例，有选择的在平面上表示地球上若干现象的图称为地图。 7、什么叫做水准面 我们将水在静止时的表面叫做水准面。 8、什么叫做大地水准面 水准面有无穷多个，其中一个与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面叫做大地水准面。 9、什么叫地球椭球体 人们经过长期精密测量，发现大地体接近于一个两级稍扁的旋转椭球体，这个与大地形状和大小十分接近的旋转椭球体，我们称为地球椭球体。 地球的形状和大小 1、什么是地球的扁率？是多少？ 扁率= （长半径—短半径）/ 长半径国际1: 289.257 2、地球的半径如何计算，是多少？ R=1/3( 长半径+ 长半径+ 短半径) ≈6371 ㎞ 3、我国的大地原点设在什么地方？ 我国新的大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇。 测量坐标系的概念 1、什么是地理坐标，地理坐标又分为哪两类？ 用经纬度表示地面点位置的球面坐标称为地理坐标。 工程施工测量考试基础知识-----------------------作者： -----------------------日期： 施工测量基础知识：单选题： 1.大地水准面的形状是（不能用简单的数学公式表达的曲面） 2.实际测量工作中，采用的高程基准面的是（平均海水面） 3.我国目前使用的高程系统是（1985年国家高程准；黄海高程系统1956年国家高程基准） 4.确定地面点的三个基本观测量是（距离、角度和高差） 多选题： 1.下列关于大地水准面的描述，正确的是（@大地水准面是绝对高程的起算面@大地水准面处处与铅垂线垂直@大地水准面是平均海水面） 2.对一般建筑而言，地球曲率对距离测量和高差测量的影响分别为（@对距离测量可以忽略@对高差测量必须予以考虑）水准测量： 单选题： 1.水准测量中要求前后视距离相等，其往目的是为了消除（水准管轴不平行于视准轴） 2.水准测量中，望远镜瞄准目标产生视差现象的原因是（眼睛的晃动） 3.水准测量时，转点的作用是传递（高程） 4.DS3型水水准仪的水准管分划值是（20〞/2mm） 5.整平DS3型水准仪时，气泡移动的方向和转动脚螺旋方向一致的是（左手大拇指） 6.设A点为后视点，B 点为前视点，A点高程8 7.452m，当后视读数为1.267m，前视读数为1.663m，则B的高程H B=（87.056m；H AB=a-b） 7.水准仪中圆水准器的作用是（粗略置平仪器） 8.用微倾水准仪进行水准测量，水准仪精平是通过转动（微倾旋钮），使管水准气泡居中来达到目的 9.用水准仪测高差时，每次估读数的单位是（mm） 10。已知A 点高程HA=38.746m，B点设计高程HB=40.012m，在A、B两点 第一章工程测量的基本概念和基本知识 第一节工程测量中地形图的作用与测绘 地形图是按一定程序和方法，用符号、注记及等高线表示地物、地貌及其他地理要素平面位置和高程的正射投影图，由此决定了地形图的重要专业特性——对其所反映的地面上各种自然现象和社会经济现象，具有明确的定位、定量信息和定性描述。另外，按一定的法则还可衍生出其他在工程建设中有价值的信息，为工程建设服务。 一、地形图在工程规划设计阶段的作用 工程建设一般分成规划设计、施工、运营管理三个阶段。在规划设计时，必须要有地形、地质及经济调查等基础资料，其中地形资料主要是地形图。 在开发与利用水资源时，必须兴建水工建筑物。在进行全面规划时，应该有全流域的比例尺为1:50000、1:100000的地形图及水面与河底的纵断面图，以便研究河谷地形、地貌的特点，探讨各个梯级水利枢纽水头的高低、发电量的大小、回水的分布情况以及流域与水库的面积等。 为了进行水库设计，要采用1:10000至1:50000的地形图，以解决下述的一些重要问题：确定回水的淹没范围、量测淹没面积、计算总库容与有效库容、设计库岸的防护工程、确定沿岸落入临时淹没或永久浸没地区的城镇、工厂企业以及重要耕地，并拟定相应的工程防护措施、设计航道及码头的位置、制定库底清理、居民迁移以及交通线改建等规划。 在初步设计阶段，还应有1:10000至1:25000的地形图，以便正确地选择坝轴线的位置。坝轴线选定以后，要利用1:2000或1:5000比例尺地形图来研究与水利枢纽相配套的永久性建筑物、临时性辅助建筑物及永久性和临时性的交通运输线路。在施工设计阶段，需要1:500或1:1000比例尺地形图，以便详细地设计该工程各部分的位置与尺寸。 在公路、铁路建设中，大的桥梁与隧道一般是线路上造价很高的关键性工程，对于大型桥梁而言，应首先在1:25000或1:50000比例尺地形图上研究，再到实地进行踏勘，了解地形、地质及水文情况，提出选址的几个可能的比较方案。之后，还需要比例尺为1:1000或1:10000的桥渡总平面图及1:500——1:5000的桥址地形图。前者用以选择桥位和桥头引线，确定导流建筑物的位置以及施工现场的布置，后者用以设计主体工程及其附属工程，并估算工程量与费用。测绘学基础知识要点与习题答案
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