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测量学答案

第一章绪论

1、测量学的基本任务是什么?

答:测量学是研究地球的形状和大小,以及确定地面(包括空中、地下和海底)点位的科学。它的任务包括测定和测设两个部分。

2、测定与测设有何区别?

答:测定是指使用测量仪器和工具,通过观测和计算,得到一系列测量数据,把地球表面的地形缩绘成地形图,供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。

测设是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。

3、何谓水准面?何谓大地水准面?它在测量工作中的作用是什么?

答:静止的水面称为水准面,水准面是受地球重力影响而形成的,是一个处处与重力方向垂直的连续曲面,并且是一个重力场的等位面。

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,称为大地水准面。

大地水准面是测量工作的基准面。

4、何谓绝对高程和相对高程?何谓高差?

答:某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离,称为该点的绝对高程或海拔。

假定一个水准面作为高程基准面,地面点至假定水准面的铅垂距离,称为相对高程

5、表示地面点位有哪几种坐标系统?

答:大地坐标系、空间直角坐标系、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系。

9、测量工作的原则是什么?

答:布局上“由整体到局部”、精度上“由高级到低级”、次序上“先控制后碎部”的原则。

10、确定地面点位的三项基本测量工作是什么?

答:确定地面点位的三项基本测量工作是测角、量距、测高差。

第二章水准测量

2、解释下列名词:视准轴、转点、水准管轴、水准管分划值、视线高程。

答:十字丝交点与物镜光心的连线,称为视准轴或视线。

在水准点与水准点之间多次架设仪器时起传递高差作用的点称为转点。

水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线,分划线的中点O称为水准管零点;通过零点作水准管圆弧的切线,称为水准管轴。

水准管圆弧2mm所对的圆心角τ,称为水准管分划值。

点位的已知高程加水准仪水平视线在水准尺上的读数即为视线高程,或水准仪实现水平时至大地水准面的铅垂距离。

3、何谓视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差?

答:当眼睛在目镜端上下微微移动时,若发现十字丝与目标像有相对运动,这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光,直到眼睛上下移动,读数不变为止。

4、水准仪上的圆水准器和管水准器作用有何不同?

答:借助圆水准器的气泡居中,使仪器竖轴大致铅直,从而视准轴粗略水平,达到仪器粗平的目的。

借助管水准器的气泡居中,使仪器的视准轴达到精确水平。

5、水准测量时,注意前、后视距离相等;它可消除哪几项误差?

答:可以消除视准轴和水准管轴不平行引起的仪器误差对观测的影响,还可以消除地球曲率和大气折光等外界环境对观测的影响。

6、试述水准测量的计算校核。它主要校核哪两项计算?

答:1、检核高差的计算Σa-Σb=Σh

2、检核高程点计算 H B-H A=Σh

9、水准仪有哪几条轴线?它们之间应满足什么条件?什么是主条件?为什么?

答:水准仪的轴线有:视准轴、管水准轴、圆水准轴、仪器竖轴。

它们之间应满足的条件是:(1)圆水准轴∥仪器竖轴(2)视准轴∥管水准轴(3)十字丝中丝(横丝)⊥仪器的竖轴。

其中(2)为主条件。因为按照水准测量原理要求,水准测量时视准轴必须处于水平位置,而调整微倾螺旋可以使管水准气泡居中,即水准管轴水平,所以水准仪必须满足(3)条件。

第三章角度测量

1、什么是水平角?在同一竖直面内,不同高度的点在水平度盘上的读数是否一样?

答:地面上从一点出发的两直线之间的夹角,在水平面上的投影称为水平角。在同一竖直面内,不同高度的点在水平度盘上的读数一样。

2、什么是竖直角?如何区分仰角和俯角?

答:在同一竖直面内,目标视线方向与水平线的夹角称为竖直角。当视线方向位于水平线之上,竖直角为正值,称为仰角;当视线方向位于水平线之下,竖直角为负值,称为俯角。4、角度测量时,对中、整平的目的是什么?简述用光学对中器对中整平的过程。

答:对中的目的是使仪器的中心(竖轴)与测站点位于同一铅垂线上。

整平的目的是使仪器的竖轴竖直,水平度盘处于水平位置。

光学对中器对中整平的过程:

(1)将仪器置于测站点上,三个脚螺旋调至中间位置,架头大致水平,光学对中器大致位于测站点的铅垂线上,将三脚架踩实。(粗略对中)

(2)旋转光学对中器的目镜,看清分划板上圆圈,拉或推动目镜使测站点影像清晰。(调焦)(3)旋转脚螺旋使光学对中器精确对准测站点。(精确对中)

(4)利用三脚架的伸缩调整架腿的长度,使圆水准器气泡居中。(粗略整平)

(5)调节脚螺旋使照准部水准管气泡居中。(精确整平)

(6)用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆圈中心。如果偏离中心较多则需重复步骤(3)精确对中(4)粗略整平(5)精确整平,如果偏离中心较少,稍微松开三脚架连接螺旋,在架头上移动仪器,测站点位于圆圈中心后旋紧连接螺旋。

(7)观察照准部水准管气泡是否仍然居中,若偏离则需重新做精确整平。直至在仪器整平后,光学对中器对准测站点为止。

6、将某经纬仪置于盘左,当视线水平时,竖盘读数为90°;当望远镜逐渐上仰,竖盘读数在减少。试写出该仪器的竖直角计算公式。

α

90

-

=o

L

7、竖直角观测时,为什么在读取竖盘读数前一定要使竖盘指标水准管的气泡居中?

答:当竖盘指标水准管的气泡居中时,竖盘指标处于正确位置,所指读数为正确读数。

8、什么是竖盘指标差?指标差的正、负是如何定义的?

答:当视线水平,竖盘指标水准管气泡居中时,竖盘指标不是恰好指在90或270整数上,而是与90或270相差一个x角,称为竖盘指标差。当竖盘指标的偏移方向与竖盘注记增加方向一致时,x值为正,当竖盘指标的偏移方向与竖盘注记增加方向不一致时,x值为负。

9、顺时针与逆时针注记的竖盘,计算竖盘指标差的公式有无区别?

答:顺时针与逆时针注记的竖盘,计算竖盘指标差的公式是相同的。

10、经纬仪有哪些主要轴线?它们之间应满足什么条件?为什么必须满足这些条件?

答:经纬仪的主要轴线有望远镜的视准轴、仪器的旋转轴竖轴、望远镜的旋转轴横轴、水准管轴。

它们之间应满足的条件有:水准管轴⊥竖轴、视准轴⊥横轴、横轴⊥竖轴、十字丝竖丝⊥横轴、竖盘指标差应在规定的限差范围内、光学对中器的光学垂线与竖轴重合。

只有水准管轴⊥竖轴,当水准管气泡居中时,仪器竖轴处于铅垂位置;

只有横轴⊥竖轴,当竖轴处于铅垂位置时,横轴处于水平位置;

只有视准轴⊥横轴和十字丝竖丝⊥横轴,当横轴处于水平位置时,视准轴围绕横轴旋转时才能得到一个竖直面,这样才能保证所读的水平角读数是目标视线垂直投影在水平度盘上的正确读数。

只有竖盘指标差在规定的限差范围内,竖盘指标线才准确指向目标视线在竖直度盘上的读数;只有光学对中器的光学垂线与竖轴重合,当仪器对中时,仪器所测得的水平角读数是测站点和目标点连线投影在水平度盘上的读数。

11、在角度测量时,采用盘左、盘右观测,可以消除哪些误差对测角的影响?

答:可以消除以下误差对测角的影响:视准轴误差、横轴误差、照准部偏心差、竖盘指标差。但不能消除竖轴误差和度盘分划误差对测角的影响。

12、竖轴误差是怎样产生的?如何减弱其对测角的影响?

答:照准部水准管轴不垂直于竖轴,或者仪器在使用时没有严格整平,都会产生竖轴误差。只有对仪器进行严格的检验和校正,并在测量中仔细整平,才能减弱其对测角的影响。13、在什么情况下,对中误差和目标偏心差对测角的影响大?

答:边长较短时,对中误差对测角的影响较大;目标倾斜越大,瞄准部位越高和(或)边长越短时,目标偏心差对测角的影响越大。

第四章距离测量和直线定向

1、在距离丈量之前,为什么要进行直线定线?如何进行定线?

答:当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大时,为使量距工作方便起见,可分成几段进行丈量,把多根标杆标定在已知直线上进行直线定线。

2、钢尺量距的基本要求是什么?

答:钢尺量距的基本要求是“直、平、准”。

4、什么叫直线定向?为什么要进行直线定向?

答:确定一条直线与一基本方向之间的水平角,称为直线定向。为了确定两点间平面位置的相对关系,测定两点之间水平距离外,需要确定两点所连直线的方向。

5、测量上作为定向依据的基本方向线有哪些?什么叫方位角?

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。由直线一端的基本方向起,顺时针量至直线的水平角称为该直线的方位角。)

第五章全站仪测量

1、试述全站仪的结构原理。

答:全站仪由光电测距仪、电子经纬仪和数据处理系统组成。包含有测量的四大光电系统,即测距、测水平角、竖直角和水平补偿。

2、全站仪测量主要误差包括哪些?应如何消除?

答:全站仪测量主要误差包括测距误差和测角误差。

如何消除:测距误差同测距仪;测角误差同经纬仪。

第六章测量误差的基本理论

1、在角度测量中采用正倒镜观测、水准测量中前后视距相等,这些规定都是为了消除什么误差?

答:为了消除仪器误差以及外界环境的影响。

2、在水准测量中,有下列各种情况使水准尺读数带有误差,试判别误差的性质:①视准轴与水准管轴不平行;②仪器下沉;③读数不正确;④水准尺下沉。

答:①视准轴与水准管轴不平行;仪器误差。②仪器下沉;外界条件的影响。③读数不正确;人为误差。④水准尺下沉。外界条件的影响。

3、偶然误差和系统误差有什么不同?偶然误差具有哪些特性?

答:系统误差是指:在相同的观测条件下,对某量进行的一系列观测中,数值大小和正负符号固定不变或按一定规律变化的误差。偶然误差是指:在相同的观测条件下,对某量进行的一系列观测中,单个误差的出现没有一定的规律性,其数值的大小和符号都不固定,表现出偶然性的误差。

偶然误差具有以下统计特性(1)有界性(2)单峰性(3)对称性(4)补偿性

4、什么是中误差?为什么中误差能作为衡量精度的指标?

答:中误差是指同一组中的每一个观测值都具有这个值的精度

第七章控制测量

1、测绘地形图和施工放样时,为什么要先建立控制网?控制网分为哪几种?

答:测量工作必须遵循“从整体到局部,由高级到低级,先控制后碎部”的原则。所以要先建立控制网。控制网分为平面控制网和高程控制网。

2、导线的布设形式有哪些?选择导线点应注意哪些事项?导线的外业工作包括哪些内容?答:导线点布设形式有:闭合导线、附合导线、支导线、导线网。

选择导线点应该注意:(1)相邻点间必须通视良好,地势较平坦,便于测角和量距;(2)点位应选在土质坚实处,便于保存标志和安置仪器;(3)视野开阔,便于测图或放样;(4)导线各边的长度应大致相等;(5)导线点应有足够的密度,分布较均匀,便于控制整个测区导线点外业工作包括:(1)踏勘选点(2)测角(3)量边(4)联测

7、在什么情况下采用三角高程测量?三角高程测量应如何进行?

答:在地形起伏较大进行水准测量较困难的地区,多用三角高程测量的方法

第八章大比例尺地形图测绘

1、什么是比例尺精度?它对用图和测图有什么作用?

答:某种比例尺地形图上0.1mm所对应的实地投影长度,称为这种比例尺地形图的最大精度。地形图的比例尺精度和地形图的比例尺决定了图上内容的显示程度。

2、什么是等高线?等高距、等高线平距与地面坡度之间的关系如何?

答:地面上高程相等的相邻各点连成的闭合曲线称为等高线。相邻两等高线之间的高差称为等高距,相邻两等高线之间的水平距离称为等高线平距;地面坡度是等高距和等高线平距的比值,等高距一定时,等高线平距越大坡度越小。

3、等高线有哪些特性?

答:(1)在同一条等高线上的各点高程相等。(2)等高线是闭合的曲线。(3)不同高程的等高线一般不能相交。(4)等高线与分水线、合水线正交。(5)两等高线间的水平距离称为平距,等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比。

6、在碎部测量时,在测站上安置平板仪包括哪几项工作?

答:平板仪的安置包括:1.对点 2.整平 3.定向

7、试述全站仪(经纬仪)测图过程。

答:(1)在控制点上安置仪器,包括对中和整平,量仪器高(2)瞄准另一相邻控制点进行

定向并配置度盘(3)在碎部点上立尺,仪器瞄准尺子,如果是经纬仪则读数:水平角、竖直角、上丝、下丝、中丝,利用视距测量公式计算两点之间的距离及高差,如果是全站仪则读数:水平角、竖直角、距离及高差(4)根据得到的距离及水平角在图纸上展点、标注高程。

第九章 大比例尺地形图的应用

3、试比较土方估算的三种方法有何异同点,它们各适用在什么场合?

答:1.等高线法

2.断面法在地形起伏较大的地区,可用断面法来估算土方。 3.方格网法该法用于地形起伏不大,且地面坡度有规律的地方。

第十章 施工测量的基本工作

1、什么是放样?放样的基本任务是什么?

答:通过测量工作把设计的待建物的位置和形状在实地标定出来,叫做放样、测设或定位。放样的基本任务是将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程,按照设计要求,以一定的精度标定到实地上,以便据此施工。放样是设计和施工之间的桥梁。 2、放样与测定的区别是什么? 答:(1)放样是测量的逆过程。通常意义上的测量是对实地上已埋设标志的未知点用测量仪器进行观测,从而得到角度、距离和高差等数据;放样则是根据设计点与已知点间的角度、距离和高差,用测量仪器测定出设计点的实地位置,并埋设标志。 4、如何进行距离放样? 答:距离放样是在量距起点和量距方向确定的条件下,自量距起点沿量距方向丈量已知距离定出直线另一端点的过程。采用尺量法距离放样,当距离值不超过一尺段时,由量距起点沿已知方向拉平尺子,按已知距离值在实地标定点位。如果距离较长时,则按第四章第一节钢尺量距的方法,自量距起点沿已知方向定线、依次丈量各尺段长度并累加,至总长度等于已知距离时标定点位。为避免出错,通常需丈量两次,并取中间位置为放样结果。这种方法只能在精度要求不高的情况下使用。

5、平面点位的基本放样方法有哪几种,如何实施?

答:有极坐标法、角度交会法、距离交会法、直角坐标法、方向线交会法 7、高程放样有哪几种情况,每种情况下采用怎样的方法测设? 答:一般高程点放样,深基坑的高程放样,高墩台的高程放样

第十一章 道路中线测量

1、 道路中线测量的内容是什么? 答:道路中线测量是通过直线和曲线的测设,将道路中线的平面位置具体地敷设到地面上去,并标定出其里程,供设计和施工之用。

5、什么是整桩号法设桩?什么是整桩距法设桩?两者各有什么特点?

答:整桩号法:将曲线上靠近曲线起点的第一个桩凑成为0l 倍数的整桩号,然后按桩距0l 连续向曲线终点设桩。这样设置的桩均为整桩号。

整桩距法:从曲线起点和终点开始,分别以桩距0l 连续向曲线中点设桩,或从曲线的起点,按桩距0l 设桩至终点。这样设置的桩均为零桩号

6、已知交点的里程桩号为K4+300.18,测得转角α左=17°30′,圆曲线半径R=500m ,若采用切线支距法并按整桩号法设桩,试计算各桩坐标。并说明测设步骤。

18

.30042

58.2994294.375422.2234198.12888.5)12

0317(sec 500)12(sec 716.1521800317500180

957.762

0317tan 5002tan +=+=+=+

=+=+=+=-==-==-'

?=-==?

'?=?

?=='

?==K D

QZ JD K L

ZY QZ K L ZY YZ K T JD ZY m L T D m

R E m

R L m

R T o o o απ

π

αα

测量学答案

7、已知交点的里程桩号为K10+110.88,测得转角α左=24°18′,圆曲线半径R=400m ,若采用偏角法按整桩号法设桩,试计算各桩的偏角和弦长(要求前半曲线由曲线起点测设,后半曲线由曲线终点测设),并说明测设步骤。 解:①计算圆曲线测设元素

)(12.862

8124tan

4002

tan m R T ='

?==α

)(65.1691808124400180

m R L =?

?

'??==π

π

α

)(16.9128124sec 40012sec m R E =??

? ??

-'??=??? ??-=α

)(59.265.16912.8622m L T D =-?=-=

②计算主点桩里程

JD -)T K10+110.88

86.12

ZY +)L K10+024.76

169.65

YZ -)L/2 K10+194.41

84.825

QZ +)D/2

K10+109.585

1.285(校核)

JD K10+110.88(计算无误)

测量学答案

8、什么是正拨?什么是反拨?如果某桩点的偏角值为3°18′24″,在反拨的情况下,要使该桩点方向的水平度盘读数为3°18′24″,在瞄准切线方向时,度盘读数应配置在多少?

答:由于经纬仪水平度盘的注字是顺时针方向增加的,因此测设曲线时,如果偏角的增加方向与水平度盘一致,也是顺时针方向增加,称为正拨;反之称为反拨。对于右转角(本例为右转角),仪器置于ZY点上测设曲线为正拨,置于YZ点上则为反拨。度盘读数应配置为6°36′48″

9、什么是虚交?切基线法与圆外基线法相比,有何优点?

答:虚交是指路线交点JD不能设桩或安置仪器(如JD落入水中或深谷及建筑物等处)。

与圆外基线法相比较,切基线法计算简单,而且容易控制曲线的位置,是解决虚交问题

的常用方法。

10、什么是复曲线?如图11-23复曲线,设α1=30°12′,α2=32°18′,AB=387.62m ,主曲线半径R 2=300m 。试计算复曲线的测设元素。

答:复曲线是由两个或两个以上不同半径的同向曲线相连而成的曲线。

m R AB R 61.11142

2130tan

28132tan

30062.3872tan 2tan 12

22=''

-=-=o

o αα 12、什么是缓和曲线?缓和曲线长度如何确定?

答:为了使路线的平面线形更加符合汽车的行驶轨迹、离心力逐渐变化,确保行车的安全和舒适,需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化到圆曲线半径的过渡性曲线,此曲线称为缓和曲线。

缓和曲线长度的确定应考虑乘客的舒适、超高过渡的需要,并应不小于3秒的行程。

13、已知交点的里程桩号为K21+476.21,转角α右=37°16′,圆曲线半径R=300m ,缓和曲线长l s =60m ,试计算该曲线的测设元素、主点里程,并说明主点的测设方法。

解:99

.2930024060

26024025

.0300

2460242

3

232

2=?-=-==?==R l ls q R l p s s 6434518030026018020'''=???=??=

o π

πβR l s 00

.2300

660694.59300406060402202

323

0=?===?-=-=R l y R l l x s s

s

m

L T D m

R p R E m

R L m

l R L m

q p R T H H H H Y s H H 49.713.25531.1312212.173002

6137sec )5.0300(2sec )(13.135180)

6434526137(300180)

2(13.255602180)6434526137(3002180)2(31.13199.292

6137tan )5.0300(2tan )(00=-?=-==-'

+=-+==?

'''?-'?=?

-==?+?

'''?-'?=+?

-==+'

+=++=o o o o o o α

π

π

βαπ

π

βαα

21

.476212/49.7465.472212

465.472212/13.25503.60021203.600216003.5402103.5402113.13590.4042190.404216090.3442190.3442131.13121.47621+=++=+=+=-+=-

=+=++=+=+=++=+=+=++=+=+=-+=-=K K D

QZ JD K K L HZ QZ K K l YH HZ K K L HY YH K K l ZH HY K K T JD ZH H H

s Y s H

14、第13题在钉出主点后,若采用切线支距法按整桩号详细测设,试计算各桩坐标。

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15、第13题在钉出主点后,若采用偏角法按整号详细测设,试计算测设所需要的数据。

偏角法计算表

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16、第14题在算出各桩坐标后,前半曲线打算改用极坐标法测设。在曲线附近选一转

点ZD,将仪器置于ZH点上,测得ZH点至ZD的距离S=15.670m,切线正向顺时针与S直线的夹角α=15°10′12″。试计算各桩的测设角度和距离。

由题可知,ZD在以ZH点为原点的相对坐标系中的坐标为:

X ZD=S sinα=4.101

Y ZD=S cosα=15.124

前半曲线各桩在上述相对坐标系中的坐标在第13题中已知,则以ZD为测站点,以ZH

测量学答案

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第十二章路线纵、横断面测量

1.路线纵断面测量的任务是什么?什么是横断面测量?

答:路线纵断面测量又称中线高程测量,它的任务是道路中线在实地标定之后,测定中线各里程桩的地面高程,供点绘地面线和设计纵坡之用。横断面测量是测定中桩两侧垂直于中线方向各坡度变化点的距离和高差,供路线横断面图点绘地面线、路基设计、土石方数量计算以及施工边桩放样等使用。

2.跨河水准测量具有哪些特点?针对这些特点应采取哪些措施?

答:跨河水准测量,是指水准路线跨越江河(或湖塘、沼泽、宽沟、洼地、山谷等),视线长度超过规定的水准测量。当视线长度在200m以内时,可用一般观测方法进行,但在测站上应变换一次仪器高,观测两次,两次高差之差应不超过7mm,取两次结果的中数。若视线长度超过200m时,应根据跨河宽度和仪器设备等情况,选用相应等级的光电测距三角高程测量或跨河水准测量方法进行观测。以下介绍公路桥梁测量中经常遇到的跨越宽度小于300m时常用的测量方法。

3.中平测量中的中视与前视有何区别?

答:在中平测量中,在每一个测站上,观测转点的读数为前视读数。相邻两转点间所观测的中桩,称为中间点,其读数为中视读数。由于转点起着传递高程的作用,在测站上应先观测转点,后观测中间点。转点读数至mm,视线长不应大于150mm。

4.完成表12-6中某高速公路平测量记录的计算。

测量学答案

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5.中平测量时,跨越沟谷可采取什么措施?为何采取这些措施?

答:当路线经过沟谷时,为了减少测站数,提高施测速度和保证测量精度,一般可采用沟内沟外分开的方法进行测