土木工程测量习题 答案.docx

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土木工程测量习题答案

《测量学》答案及习题

第一部分习题

一、测量基本知识

二、水准测量

三、角度测量

四、距离测量与直线定向

五、全站仪及其使用

六、测量误差的基本知识

七、控制测量

八、大比例尺地形图的测绘

九、建筑施工测量

十、GPS测量

第二部分综合试题

一、名词解释题及参考答案

二、填空题库及参考答案

三、选择题库及参考答案

四、判断题库及参考答案

五、简答题库及参考答案

六、计算题库及参考答案

第一部分习题

一、测量基本知识

[题1-1]测量学研究的对象和任务是什么？

[题1-2]熟悉和理解铅垂线、水准面、大地水准面、参考椭球面、法线的概念。

[题1-3]绝对高程和相对高程的基准面是什么？

[题1-4]“1956年黄海高程系”使用的平均海水面与“1985国家高程基准”使用的平均海水面有何关系？

[题1-5]测量中所使用的高斯平面坐标系与数学上使用的笛卡尔坐标系有何区别？

[题1-6]我国领土内某点A的高斯平面坐标为：

xA=2497019.17m，YA=19710154.33m，试说明A点所处的6°投影带和3°投影带的带号、各自的中央子午线经度。

[题1-7]天文经纬度的基准是大地水准面，大地经纬度的基准是参考椭球面。

在大地原点处，大地水准面与参考椭球面相切，其天文经纬度分别等于其大地经纬度。

“1954北京坐标系”的大地原点在哪里？

“1980西安坐标系”的大地原点在哪里？

[题1-8]切平面代替大地水准面对距离和高程各有什么影响？

[题1-9]测量工作的基本原则是什么？

二、水准测量

[题2-1]何谓视准轴？

何谓管水准器轴？

水准仪上的圆水准器和管水准器各起什么作用？

[题2-2]水准仪有哪些轴线？

各轴线间应满足什么条件？

[题2-3]何谓视差？

产生视差的原因是什么？

怎样消除视差？

[题2-4]水准测量时为什么要求前、后视距相等？

[题2-5]水准测量时，在哪些立尺点处要放置尺垫？

哪些点上不能放置尺垫？

[题2-6]何谓高差？

何谓视线高程？

前视读数和后视读数与高差、视线高程各有什么关系？

[题2-7]与普通水准仪比较，精密水准仪有何特点？

电子水准仪有何特点？

[题2-8]用两次变动仪器高法观测一条水准路线，其观测成果标注在图2-35中，图中视线上方的数字为第二次仪器高的读数，试计算高差hAB。

图2-35水准路线测量观测结果

[题2-9]表2-4为一附合水准路线的观测成果，试计算A，B，C三点的高程。

表2-4图根水准测量的成果处理

[题2-10]在相距100m的A，B两点的中央安置水准仪，测得高差hAB＝＋0.306m，仪器搬到B点近旁读得A尺读数=2a1.792m，B尺读数2b=1.467m。

试计算仪器的i角。

三、角度测量

[题3-1]什么是水平角？

瞄准在同一竖直面上高度不同的点，其水平度盘读数是否相同，为什么？

[题3-2]什么是竖直角？

观测竖直角时，为什么只瞄准一个方向即可测得竖直角值？

[题3-3]经纬仪的安置为什么包括对中和整平？

[题3-4]经纬仪由哪几个主要部分组成，它们各起什么作用？

[题3-5]用经纬仪测量水平角时，为什么要用盘左、盘右进行观测？

[题3-6]用经纬仪测量竖直角时，为什么要用盘左、盘右进行观测？

如果只用盘左、或只用盘右观测时应如何计算竖直角？

[题3-7]竖盘指标管水准器的作用是什么？

[题3-8]整理表3-6中测回法观测水平角的记录。

表3-6水平角读数观测记录（测回法）

[题3-9]整理表3-7中方向法观测水平角的记录。

[题3-10]整理表3-8中竖直角观测记录。

[题3-11]已知A点高程为56.38m，现用三角高程测量方法进行直反觇观测，观测数据见表3-9，已知AP的水平距离为2338.379m，计算P点的高程。

[题3-12]确定图3-41所示竖盘结构的竖直角计算公式？

[题3-13]经纬仪有哪些主要轴线？

规范规定它们之间应满足哪些条件？

[题3-14]盘左、盘右观测可以消除水平角观测的那些误差？

是否可以消除竖轴VV倾斜引起的水平角测量误差？

[题3-15]电子经纬仪的测角原理与光学经纬仪的主要区别是什么？

[题3-16]与电子经纬仪比较，电子激光经纬仪新增了什么功能？

可应用于什么行业？

四、距离测量与直线定向

[题4-1]直线定线的目的是什么？

有哪些方法？

如何进行？

[题4-2]简述用钢尺在平坦地面量距的步骤。

[题4-3]钢尺量距会产生哪些误差？

[题4-4]衡量距离测量的精度为什么采用相对误差？

[题4-5]说明视距测量的方法。

[题4-6]直线定向的目的是什么？

它与直线定线有何区别？

[题4-7]标准北方向有哪几种？

它们之间有何关系？

[题4-8]用钢尺往、返丈量了一段距离，其平均值为167.38m，要求量距的相对误差为1/3000，问往、返丈量这段距离的绝对较差不能超过多少？

[题4-9]试完成下表的视距测量计算。

其中测站高程H0=45.00m，仪器高i＝1.520m，竖盘指标差

五、全站仪及其使用

[题5-1]全站仪主要由哪些部件组成？

*[题5-2]电子补偿器分单轴和双轴，单轴补偿器的功能是什么？

[题5-3]全站仪如何进入参数设置？

有何设置内容？

[题5-4]全站仪有几种测量模式？

各有何功能？

[题5-5]GTS-105N全站仪对边测量的功能是什么？

在施工测量中有何用途？

*[题5-6]按（放样）键，调用一个放样坐标文件后进入放样模式时，应先设置测站点与后视点才可以开始放样测量，当测站点、后视点与放样点分别位于不同坐标文件中时，应如何进行操作？

六、测量误差的基本知识

[题6-1]产生测量误差的原因是什么？

[题6-2]测量误差分哪些？

各有何特性？

在测量工作中如何消除或削弱？

[题6-3]偶然误差有哪些特性？

[题6-4]对某直线等精度独立丈量了7次，观测结果分别为168.135，168.148，168.120，168.129，168.150，168.137，168.131，试计算其算术平均值、每次观测的中误差，应用误差传播定律计算算术平均值中误差。

[题6-5]DJ6级经纬仪一测回方向观测中误差m0=±6″，试计算该仪器一测回观测一个水平角的中误差mA。

[题6-6]已知三角形各内角的测量中误差为±15″，容许中误差为中误差的2倍，求该三角形闭合差的容许中误差。

[题6-7]如图6-7所示，为了求得图中P点的高程，从A，B，C三个水准点向P点进行了同等级的水准测量，高差观测的中误差按式（6-25）计算，取单位权中误差m0=mkm，试计算P点高程的加权平均值及其中误差、单位权中误差。

七、控制测量

[题7-1]建立平面控制网的方法有哪些？

各有何优缺点？

[题7-2]已知A，B，C三点的坐标列于下表，试计算边长AB，AC的水平距离D与坐标方位角α，计算结果填入下表中。

点名

X坐标（m）

Y坐标（m）

边长AB

边长AC

A

44967.766

23390.405

B

44955.270

23410.231

P

45022.862

23367.244

[题7-3]平面控制网的定位和定向至少需要一些什么起算数据?

[题7-4]导线的布设形式有哪些？

导线测量的外业工作有哪些内容？

[题7-5]在图7-19中，已知AB的坐标方位角，观

测了图中四个水平角，试计算边长B→1，1→2，2→3，3→4的坐标方位角。

[题7-6]附和导线与闭合导线的计算有哪些不同？

[题7-7]某闭合导线如图7-20所示，已知B点的平面坐标和AB边的坐标方位角，观测了图中6个水平角和5条边长，试计算1，2，3，4点的平面坐标。

[题7-8]某附合导线如图7-21所示，已知B，C两点的平面坐标和AB，CD边的坐标方位角，观测了图中5个水平角和4条水平距离，试计算1，2，3，4点的平面坐标。

[题7-9]计算下图（a）所示测角后方交会点P3的平面坐标。

[题7-10]计算下图（b）所示前方交会点P1的平面坐标。

[题7-11]计算图（c）所示侧方交会点2P的平面坐标。

八、大比例尺地形图的测绘

[题8-1]地形图比例尺的表示方法有哪些？

国家基本比例尺地形图有哪些？

何为大、中、小比例尺？

[题8-2]测绘地形图前，如何选择地形图的比例尺？

[题8-3]何为比例尺的精度，比例尺的精度与碎部测量的距离精度有何关系？

[题8-4]地物符号分为哪些类型？

各有何意义？

[题8-5]地形图上表示地貌的主要方法是等高线，等高线、等高距、等高线平距是如何定义的？

等高线可以分为哪些类型？

如何定义与绘制？

[题8-6]典型地貌有哪些类型？

它们的等高线各有何特点？

[题8-7]测图前，应对聚酯薄膜图纸的坐标方格网进行哪些检查项目？

有何要求？

[题8-8]大比例尺地形图的解析测绘方法有哪些？

[题8-9]试述量角器配合经纬仪测图法在一个测站测绘地形图的工作步骤？

[题8-10]下表是量角器配合经纬仪测图法在测站A上观测2个碎部点的记录，定向点为B，仪器高为=iA1.5m，经纬仪竖盘指标差X=0°12′，测站高程为=HA4.50m，试计算碎部点的水平距离和高程。

[题8-11]根据图9-18所示碎部点的平面位置和高程，勾绘等高距为1m的等高线，加粗并注记45m高程的等高线。

碎部点展点图及等高线的绘制

*[题8-12]根据图10-20的等高线，作AB方向的断面图。

*[题8-13]场地平整范围见图10-20方格网所示，方格网的长宽均为20m，要求按挖填平衡的原则平整为水平场地，试计算挖填平衡的设计高程0H及挖填土方量，并在图上绘出挖填平衡的边界线。

*[题8-14]图解地图的方法有哪些？

各有什么特点？

*[题8-15]数字测图有哪些的方法？

各有什么特点？

答：

有草图法、笔记本电脑电子平板法、PDA数字测图法。

九、建筑施工测量

[题9-1]施工测量的内容是什么？

如何确定施工测量的精度？

[题9-2]施工测量的基本工作是什么？

[题9-3]水平角测设的方法有哪些？

[题9-4]试叙述使用水准仪进行坡度测设的方法。

[题9-5]试叙述使用全站仪进行坡度测设的方法。

[题9-6]建筑轴线控制桩的作用是什么，龙门板的作用是什么？

*[题9-7]校正工业厂房柱子时，应注意哪些事项？

[题9-8]高层建筑轴线投测和高程传递的方法有哪些？

*[题9-9]管道中线测量的任务是什么？

有何工作内容？

管线纵、横断面图的作用是什么？

*[题9-10]什么情况下使用顶管施工？

如何测设顶管施工中线？

[题9-11]如图12-31所示，A，B为已有的平面控制点，E，F为待测设的建筑物角点，试计算分别在A，B设站，用极坐标法测设E，F点的数据（角度算至1″，距离算至1mm，

*[题9-12]建筑变形测量的目的是什么？

主要包括哪些内容？

*[题9-13]变形测量点分为控制点与观测点，控制点是如何分类的？

选设时应符合什么要求？

[题9-14]编绘竣工总图的目的是什么？

有何作用？

*[题9-15]什么是路线交点？

如何确定路线交点？

[题9-16]转点有何作用？

如何测设？

*[题9-17]某里程桩号为K25+400，说明该桩号的意义。

*[题9-18]路线纵横断面测量的任务是什么？

*[题9-19]横断面测量有哪些方法？

各适用于什么情况？

[题9-20]直线、圆曲线的横断面方向如何确定？

十、GPS测量

[题10-1]GPS有几颗工作卫星？

距离地表的平均高度是多少？

[题10-2]简要叙述GPS的定位原理？

[题10-3]卫星广播星历包含什么信息？

它的作用是什么？

[题10-4]测定地面一点在WGS-84坐标系中的坐标时，GPS接收机为什么要接收至少4颗工作卫星的信号？

[题10-5]GPS由那些部分组成，简要叙述各部分的功能和作用。

*[题10-6]载波相位相对定位的单差法和双差法各可以消除什么误差？

[题10-7]什么是同步观测？

什么是卫星高度角？

什么是几何图形强度因子DPOP？

《测量学》习题集答案

第一部分习题和作业

一、测量基本知识

[题1-1]测量学研究的对象和任务是什么？

答：

测量学是研究地球的形状与大小，确定地球表面各种物体的形状、大小和空间位置的科学。

测量学的主要任务是测定和测设。

测定——使用测量仪器和工具，通过测量与计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图，供科学研究和工程建设规划设计使用。

测设——将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。

[题1-2]熟悉和理解铅垂线、水准面、大地水准面、参考椭球面、法线的概念。

答：

铅垂线——地表任意点万有引力与离心力的合力称重力，重力方向为铅垂线方向。

水准面——处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。

大地水准面——通过平均海水面的水准面。

参考椭球面——为了解决投影计算问题，通常选择一个与大地水准面非常接近的、能用数学方程表示的椭球面作为投影的基准面，这个椭球面是由长半轴为a、短半轴为b的椭圆NESW绕其短轴NS旋转而成的旋转椭球面，旋转椭球又称为参考椭球，其表面称为参考椭球面。

法线——垂直于参考椭球面的直线。

[题1-3]绝对高程和相对高程的基准面是什么？

答：

绝对高程的基准面——大地水准面。

相对高程的基准面——水准面。

[题1-4]“1956年黄海高程系”使用的平均海水面与“1985国家高程基准”使用的平均海水面有何关系？

答：

在青岛大港一号码头验潮站，“1985国家高程基准”使用的平均海水面高出“1956年黄海高程系”，使用的平均海水面0.029m。

[题1-5]测量中所使用的高斯平面坐标系与数学上使用的笛卡尔坐标系有何区别？

答：

x与y轴的位置互换，第Ⅰ象限位置相同，Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ象限顺指针编号，这样可以使在数学上使用的三角函数在高斯平面直角坐标系中照常使用。

[题1-6]我国领土内某点A的高斯平面坐标为：

xA=2497019.17m，YA=19710154.33m，试说明A点所处的6°投影带和3°投影带的带号、各自的中央子午线经度。

答：

我国领土所处的概略经度范围为东经73°27′~东经135°09′，位于统一6°带投影的13~23号带内，位于统一3°带投影的24~45号带内，投影带号不重叠，因此，A点应位于统一6°带的19号带内。

中央子午线的经度为0L=6×19-3=111°。

去掉带号与500km后的Ay=210154.33m，A点位于111°子午线以东约210km。

取地球平均曲率半径R=6371km，则210.154km对应的经度差约为（180×210.154）÷（6371π）=1.88996°=1°53′，则A点的概略经度为111°+1.88996°=112.88996°。

[题1-7]天文经纬度的基准是大地水准面，大地经纬度的基准是参考椭球面。

在大地原点处，大地水准面与参考椭球面相切，其天文经纬度分别等于其大地经纬度。

“1954北京坐标系”的大地原点在哪里？

“1980西安坐标系”的大地原点在哪里？

答：

“1954北京坐标系”的大地原点位于前苏联普尔科沃天文台中央，“1980西安坐标系”的大地原点位于我国陕西省西安市径阳县永乐镇石际寺村。

[题1-8]切平面代替大地水准面对距离和高程各有什么影响？

答：

切平面代替大地水准面对距离的影响规律见下表。

当距离D为10km时，所产生的相对误差为1/120万，相当于每km的误差为0.83mm。

因此，在10km为半径的圆面积之内进行距离测量时，可以用切平面代替大地水准面，而不必考虑地球曲率对距离的影响。

切平面代替大地水准面对高成的影响规律见下表。

用切平面代替大地水准面作为高程起算面，对高程的影响是很大的，距离为200m时就有3mm的高差误差，这是不允许的。

因此，高程的起算面不能用切平面代替，最好使用大地水准面，如果测区内没有国家高程点时，可以假设通过测区内某点的水准面为零高程水准面。

[题1-9]测量工作的基本原则是什么？

答：

测量工作的原则之一是“从整体到局部，先控制后碎部，从高级到低级”、“前一不工作未做审核不得进行下一步”。

测量控制网应由高级向低级分级布设。

如平面三角控制网是按一等、二等、三等、四等、5″、10″和图根网的级别布设，城市导线网是在国家一等、二等、三等或四等控制网下按一级、二级、三级和图根网的级别布设。

一等网的精度最高，图根网的精度最低。

控制网的等级越高，网点之间的距离就越大、点的密度也越稀、控制的范围就越大；控制网的等级越低，网点之间的距离就越小、点的密度也越密、控制的范围就越小。

控制测量是先布设能控制大范围的高级网，再逐级布设次级网加密。

二、水准测量

[题2-1]何谓视准轴？

何谓管水准器轴？

水准仪上的圆水准器和管水准器各起什么作用？

答：

视准轴——望远镜物镜中心（或光心）与十字丝中心点的连线。

管水准器轴——管水准器轴内圆弧中点的切线。

圆水准器的格值τ一般为8′，比较大，圆水准器用于粗略正平仪器。

管水准器的格值τ一般为20″，比较小，管水准器用于使望远镜视准轴精确水平。

[题2-2]水准仪有哪些轴线？

各轴线间应满足什么条件？

答：

竖轴VV，圆水准器轴LL”′，视准轴CC，管水准器轴LL，要求VV∥LL”′，CC∥LL，十字丝横丝⊥VV。

[题2-3]何谓视差？

产生视差的原因是什么？

怎样消除视差？

答：

物像没有准确地成在十字丝分划板上，人眼在目镜端观察的位置不同时，物像相对于十字丝分划板的位置也相应变化。

望远镜照准明亮背景，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝十分清晰；照准目标，旋转物镜调焦螺旋，使目标像十分清晰。

[题2-4]水准测量时为什么要求前、后视距相等？

答：

视准轴CC不平行于管水准器轴LL的夹角称i角，校正水准仪时，很难使i=0，当i≠0时，如果使每站水准测量的前后视距相等，i角对前后尺中丝读数的影响值相同，计算一站观测高差时，后视读数减前视读数可以抵消i角的影响，另外，还有地球曲率和大气折光的影响。

[题2-5]水准测量时，在哪些立尺点处要放置尺垫？

哪些点上不能放置尺垫？

答：

转点需要放置尺垫，已知点与临时点上不能放置尺垫。

[题2-6]何谓高差？

何谓视线高程？

前视读数和后视读数与高差、视线高程各有什么关系？

答：

高差——过任意两点水准面的垂直距离。

视线高程——水准仪观测某点标尺的中丝读数+该点的高程，常用Hi表示。

或者后视点高程+后视尺读数=视线高程。

设后视点A高程为HA，后视读数为a，前视点B，B点标尺读数为b，则有

[题2-7]与普通水准仪比较，精密水准仪有何特点？

电子水准仪有何特点？

答：

精密水准仪的特点是：

①望远镜的放大倍数大、分辨率高，如规范要求DS1不小于38倍，DS05不小于40倍；②管水准器分划值为10″/2mm，精平精度高；③望远镜物镜的有效孔径大，亮度好；④望远镜外表材料应采用受温度变化小的铟瓦合金钢，以减小环境温度变化的影响；⑤采用平板玻璃测微器读数，读数误差小；⑥配备精密水准尺。

电子水准仪的特点是：

①用自动电子读数代替人工读数，不存在读错、记错等问题，没有人为读数误差；②精度高，多条码（等效为多分划）测量，削弱标尺分划误差，自动多次测量，削弱外界环境变化的影响；③速度快、效率高，实现自动记录、检核、处理和存储，可实现水准测量从外业数据采集到最后成果计算的内外业一体化；④电子水准仪一般是设置有补偿器的自动安平水准仪，当采用普通水准尺时，电子水准仪又可当作普通自动安平水准仪使用。

[题2-8]用两次变动仪器高法观测一条水准路线，其观测成果标注在图2-35中，图中视线上方的数字为第二次仪器高的读数，试计算高差hAB。

图2-35水准路线测量观测结果

答：

将图2-35的结果记入下列表格中，在表格中进行计算并检核计算结果的正确性。

水准测量记录（两次仪器高法）注：

括号为计算值

[题2-9]表2-4为一附合水准路线的观测成果，试计算A，B，C三点的高程。

表2-4图根水准测量的成果处理

*[题2-10]在相距100m的A，B两点的中央安置水准仪，测得高差hAB＝＋0.306m，仪器搬到B点近旁读得A尺读数=2a1.792m，B尺读数2b=1.467m。

试计算仪器的i角。

答：

第二设站观测的高差为=′ABh1.792-1.467=0.325m，两次高差之差为

三、角度测量

[题3-1]什么是水平角？

瞄准在同一竖直面上高度不同的点，其水平度盘读数是否相同，为什么？

答：

水平角——过地面任意两方向铅垂面的两面角。

当竖轴VV铅垂，竖轴VV⊥横轴HH，视准轴CC⊥横轴HH时，瞄准在同一竖直面上高度不同的点，其水平度盘读数是相同的；如果上述轴系关系不满足，则水平度盘读数不相同。

[题3-2]什么是竖直角？

观测竖直角时，为什么只瞄准一个方向即可测得竖直角值？

答：

竖直角——地面方向与水平面的夹角。

角度一定是两个方向的夹角，竖直角测量的其中一个方向是水平面方向。

[题3-3]经纬仪的安置为什么包括对中和整平？

答：

用量角器测量平面上的一个角度时，有两个要求：

1）量角器平面应与角度所在平面位于同一个平面上，2）量角器的中心应对准待量角度的顶点。

经纬仪整平的作用是使水平度盘水平，对中的作用是使水平度盘中心与测站点（水平角的顶点）位于同一铅垂线上。

[题3-4]经纬仪由哪几个主要部分组成，它们各起什么作用？

答：

经纬仪由基座、水平度盘和照准部三部分组成。

基座——其上安装有竖轴套、水平度盘与照准部，其下有三个脚螺旋，一个圆水准气泡，用于粗平仪器。

水平度盘——圆环形的光学玻璃盘片，盘片边缘刻划并按顺时针注记有0°~360°的角度数值。

照准部——水平度盘之上，能绕竖轴旋转的全部部件的总称，包括竖轴、望远镜、横轴、竖盘、管水准器、竖盘指标管水准器和读数装置等。

管水准器用于精确整平仪器；竖盘指标管水准器用于指示竖盘指标铅垂。

[题3-5]用经纬仪测量水平角时，为什么要用盘左、盘右进行观测？

答：

因为盘左、盘右观测取平均可以消除视准轴误差、横轴误差、照准部偏心误差对水平角的影响。

[题3-6]用经纬仪测量竖直角时，为什么要用盘左、盘右进行观测？

如果只用盘左、或只用盘右观测时应如何计算竖直角？

答：

因为盘左、盘右观测取平均可以消除竖盘指标差x的影响。

只用盘左观测竖直角时，设竖盘读数为L，则考虑指标差改正的竖直角为α=90°−L+x。

只用盘右观测竖直角时，设竖盘读数为R，则考虑指标差改正的竖直角为α=R−270°−x。

单盘位观测竖直角之前，应观测某