《建筑工程测量》第2版张敬伟习题参考答案.docx
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《建筑工程测量》第2版张敬伟习题参考答案
《建筑工程测量》习题参考答案
项目1（16页〜17页）
一、名词解释：
1、测量学：
测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点空间位置的科学。
它的内容包括测定和测设两部分。
测定是指使用测•！
仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据再，把地球表面的形状缩绘成地形图，供经济建设、国防建设及科学研究使用。
测设（放样）是指用一定的测量方法和精度，把图纸上规划设计好的建（构）筑物的位置标定在实地上，作为施工的依据。
2、绝对高程：
就是地面点到大地水准面的铅垂距稱，一般用〃表示。
3、地形测量：
就是研究小范围地球表面形状的测量问题，是不顾及地球曲率的彩响，把地球局部表面当作平面看待来解决测量问题的理论方法。
4、工程测量:
就是研究各种工程在规划设计、施工放样、峻工验收和运營中测量的理论和方法。
5、直线比例尺：
为了便于应用，通常在地形图的正下方绘制一图示比例尺。
由两条平行线构成，并把它们分成若干个2cm长的基本单位，最左端的一个基本单位分成10等分。
图示比例尺上所注记的数字表示以米为单位的实际距离。
6、水准面：
水是均质流体，而地球表面的水受重力的作用，其表面就形成了一个处处与重力方向垂直的连续曲面，称为水准面。
7、大地水准面：
人们设想将静止的海水面向整个陆地延伸，用所形成的封闭曲面代替地球表面，这个曲面称为大地水准面。
8、地理坐标：
地面点在球面上的位置用经度和纬度表示的，称为地理坐标。
按照基准面和基准线及求算坐标方法的不同，地理坐标又可分为天文地理坐标和大地地理坐标两种。
9、大地测量：
研究地球的形状和大小，解决大范围的控制测量和地球重力场问题。
近年来随着空间技术的发展，大地测量正在向空间大地测量和卫星大地测量方向发展和普及。
10、相对高程：
在个别的局部测区，若远离已知国家高程控制点或为便于施工，也可以假设一个高程起算面（即假定水准面），这时地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的假定高程或相对高程。
二、填空题：
1、测量工作的基本内容有距离测量、角度测量和高差测量。
2、我国位于北半球，x坐标均为正,y坐标则有正有负。
为了避免出现负值，将每带的坐标原点向西平移500km。
三、简答题
1、测定与测设有何区别？
測定是指使用测量仪胖和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据再，把地球表面的形状缩绘成地形图，供经济建设、国防建设及科学研究使用。
测设（放样）是指用一定的测量方法和精度，把图纸上规划设计好的建（构）筑物的位置标定在实地上，作为施工的依据。
2、何谓大地水准面？
它有什么特点和作用？
（1）大地水准面就是人们设想将静止的海水面向整个陆地延伸，用所形成的封闭曲面代替地球表面，这个曲面称为大地水准面。
（2）大地水准面是水准面中的一个特殊的水准面，即在海洋中与靜止海水面重合。
静止的海水面是难以找到的，所以，测量中便将与平均海水面相吻合，并延伸穿过大陆岛屿而形成的封闭曲面，作为大地水准面。
它最接近地球的真实形态和大小。
所以，我们常以大地水准面作为测量工作的基准面。
3、何谓绝对高程、相对高程及高差？
所谓地面点的高程（绝对高程或海拔）就是地面点到大地水准面的铅垂距离，一般用〃表不，如图1-3所不。
图中地面点/I、〃的高程■分别为屈。
在个别的局部测区，若远离已知国家高程控制点或为便于施工，也可以假设一个高程起
算面（即假定水准面），这时地面点到假定水准
面的铅垂距离，称为该点的假定高程或相对高程。
如图1-3中力、B两点的相对高程为仏'、脇。
地面上两点间的高程之差称为髙差，一般用力表示。
图1-3中/!
、〃两点高差九；■为
式中，加》有正有负，下标/矽表示该高差是从力点至〃点方向的高差。
上式也表明两点间的高差与高程起算面无关。
4、为什么高差测量（水准测量）必须考虑地球曲率的影响？
由教材中表1-3的分析可知，用水平面代替水准面，在lkm的距离上高差误差就有78mm,即使距离为0.lkm（100m）时，高差误差也有0.8mm。
所以，在进行水准（高程）测量时，即使很短的距离都应考虑地球曲率对高差的影响，即应当用水准面作为高程测量的基准面。
5、测量上的平面逋角坐标系和数学上的平面直角坐标系有什么区别？
高斯平面直角坐标系与数学中的笛卡尔坐标系不同。
（1）坐标轴不同：
高斯平面直角坐标系纵坐标为x轴，横坐标为y轴；数学上的平面直角坐标系横坐标为a•轴，纵坐标为y轴。
（2）高斯平面克角坐标系的象限为顺时针方向编号，角度起算是从x轴的北方向开始，顺时针方向旋转。
而数学上的平面直角坐标系的象限为逆时针方向编号，角度起算是从x轴的东方向开始，逆时针方向族转。
（3）表示直线方向的方位角定义不同
这些定义都与数学中的定义不同，目的是为了定向方便，并能将数学上的几何公式直接应用到测量计算中，而无需作任何变更。
6、高斯平面直角坐标系是怎样建立的？
在高斯投影平面上，中央子午线和赤道的投影是两条相互垂直的直线。
因此规定：
中央子午线的投影为高斯平面直角坐标系的x轴，赤道的投彩为高斯平面直角坐标的y轴，两轴交点0为坐标原点，并令x轴上原点以北为正，y轴上原点以东为正，象限按顺时针I、II、III、IV排列，由此便建立了高斯平面直角坐标系。
四、计算题
1.已知某点位于髙斯投影6。
带第20号带，若该点在该投影带高斯平面直角坐标系中
的横坐标比-306579.210m,写出该点不包含负值且含有带号的横坐标F及该带的中央子午线经度U
解:
1）有带号的横坐标y二（20）500000-306579.210=（20）193420.790m
2）该带的中央子午线经度L（）=6n-3°=6°X20-30=117°答：
该点不包含负值且含有带号的横坐标Y=（20）193420.790m;
该带的中央子午线经度L。
=117°。
2.某宾馆首层室內地面±0的绝对高程为45.300m,室外地面设计标高为-1.500m,女儿墻设计标高为+88.200m，问室外地面和女儿墙的绝对高程分别是多少
解：
1.室外地面的绝对高程为
H=45.300-1.500=43.800m
2.女儿墙的绝对高程
H二45.300+88.200=133.500m
答：
室外地面和女儿墙的绝对高程分别是43.800m和"3
项目2（46页〜48页）
一、填空题
1.水准仪的操作步骤为安置仪器、粗略整平、瞄准卷冷尺、精确置平和读数。
2.水准仪主要由望远镜.水准器和基®组成
3.水准以上圆水准器的作用是使仪器粗平，管水准器的作用是使仪器精平。
4.水准路线按布设形式可分为间合路线、符合路线和支水准路线。
5.水准测量测站检核的方法有双仪高法和双面尺法两种。
2.选择题
1.水准测量中，设后尺A的读数a二2・713m前尺B的读数为b二1.401叫已知A点的高程为15.000m则视线高程为（D）mo
3.水准仪的（C）应平行于仪器竖轴。
A视准轴B十字丝横丝C圆水准器轴D管水准器轴
三、简答题
1•什么叫后视点、前视点及转点？
什么叫后视读数、前视读数？
答：
水准测量前进方向是由已知高程点开始向待测点方向行进的。
在图2-1中.力为已知高程点，因其在前进方向后侧，称为后视点；则川尺上的读数。
称为后视读数。
〃为待测点，因其在前进方向前侧，称为前视点。
0尺上的读数力称为前视读数。
2•什么叫视差？
产生视差的原因是什么？
如何消除视差？
答：
由于物镜调焦螺旋调焦不完善・可能使目标形成的实像必与十字丝分划板平面不完全重合，此时当观测者眼睛在目镜端略作上、下少量移动时，就会发现目标的实像Ob与十字丝平面之间有相对移动，这种现象称为视差。
产生视差的原因是目标通过物镜所成的像没有与十字丝平面重合。
视差的存在将影响观测结果的准确性.应予消除。
消除视差的方法是仔细地反复进行目镜和物镜调焦。
3•水准仪上的圆水准器与符合水准器各起什么作用？
当圆水准器气泡居中时，符合水准
器的气泡是否也吻合？
为什么？
答：
水准以上圆水准器的作用是使仪器粗平的，管水准器的作用是使仪器精平的。
当圆水准器气泡居中时，符合水准器的气泡是不会吻合的。
因为圆水准器正平精度低。
4•在一个测站的观测过程中，当读完后视读数、继续照准前视点读数时，发现圆水准器
气泡偏离零点，此时能否转动脚螺旋使气泡居中，继续观测前视点？
为什么？
答：
不可以。
因为这样做会改变仪器的高度，使前后视线的高度不一致了。
5•水准测量中，要做哪几方面的检核？
并详细说明。
答；有测站检核、计算检核、精度检核。
6•将水准仪安置于距前、后尺大致相等处进行观测，可以消除哪些误差影响？
答：
可以消除视准轴不平行于水准管轴，地球曲率的影响、大气折光等误差的影响。
7.水准测量中产生误差的原因有哪几方面？
哪些误差可以通过适当的观测方法或经过
计算，求出改正值加以减弱以至消除？
答：
水准测量中产生误差的原因有；仪器误差、观测误差、外界条件影响。
仪器误差可以通过适当的观测方法或经过计算，求出改正值加以减弱以至消除。
四、计算题
1•用水准测量的方法测定A、B两点间高差，已知A点高程Hk=75.543id,A点水准尺读
数为0・785叫B点水准尺读数为1・764叭•计算A.B两点间高差是多少米？
B点高程
弘是多少米？
并绘图说明。
答：
A.B两点间高差hAB=a-b-Q.785-1.764—0.979nio
B点高程山是Hb=HA+%=HA+（a—b）=74・564m
2•根据表2-4水准测呈数据，计算B点高程，并绘图表示地面的起伏情况。
答案在表2-4中的红色数字。
水准测量记录手簿（高差法）表2-4
计算校核
工a-工〃=6.365-5.311=1.054
22/?
=1.499-0.445=1.504
Hb一H、=166.054-165.000=1.504
3•根据图2-38所示的等外附合水准路线的观测成果，计算各点的高程，并将计算过程填表2-5中。
HA=966.452m
答案在表2-5中的红色数字。
附合水准测量成果计算表
HB=955.766m
测段编号
测点
距离
（m）
实测高差
（m）
改正数
（m）
改正后高差
（m）
高程
（m）
备注
1
BMa
1.2
-5.542
+0.011
-5.528
966.452
1
960.924
2
0.8
+3.121
+0.009
+3.130
2
964.054
3
1.1
-4.786
+0.016
1.770
3
959.284
1
2.2
-3.544
+0.026
-3.518
BMh
955.766
5.6
-10.751
+0.065
-10.686
辅助计算
爪0-仏叽）7065加齐允=±40>/Z=±94.7/7?
/?
?
v,=-A./,=+0.0126
表2-5
4.调整如图2.39所示的等外闭合水准路线的观测成果，计算各点的高程，并将计算过程填表2-6中。
答案在表2-6中的红色数字。
7
图2・39（4题）
闭合水准测量成果计算表表2-6
测段编号
测点
测站数
实测高差
（m）
改正数
（m）
改正后高差
（DI）
离程
（m）
备注
1
BM12
8
+3.708
-0.008
+3.700
48.672
4
52.372
2
6
+2.456
-0.006
+2.450
5
54.822
3
10
一1.947
-0.0H
-1.958
6
52.864
1
5
_2・980
-0.005
-2.985
7
49.879
5
11
-1.195
-0.012
-1.207
bm,2
48.672
40
+0.012
-0.042
0.000
捕助计算
fi=+42nun
伍事=±12p丽=±75.9mm
5.设地面有从〃两点相距80叫仪器在乩〃两点的中间，测得高差hw=+0.468m,现将仪器搬到距〃点3m附近处，测得尺读数为1.694m,〃尺读数为1.266m。
问：
（1）A.〃两点正确高差为多少？
（2）视准轴与水准管轴的夹角，为多少？
（3）如何将视线调水平？
（4）如何使仪器满足水准管轴平行于视准轴？
卜
1jC
\"丄
/n:
7
--•
—*■»——S',—
卜
解：
（1）A.〃两点正确高差为
hA!
i=+0.468m
（2）视准轴与水准管轴的夹角，为
i='Wb”=（）.46匕（1.694二1.266）*=+103,
%80
（3）如何将视线调水平？
水准仪不动，先计算视线水平时M尺（远尺〉上应有的正确读数2,即
a；=Z?
2+hAli=1.266+0.468=1.734m
当日2>R2,（越=1.694m,af2=1.734m）说明视线向上倾斜；反之向下倾斜。
瞄准力尺，炭转微倾螺旅，使十字丝中丝对准A尺上的正确读数刃2,此时符合水
阳2・23水卅:
許柚的枚d
准气泡就不再居中了，但视线已处于水平位置。
（4）如何使仪器满足水准管轴平行于视准轴？
用校正针拨动位于目镜端的水准管上.下两个校正螺丝，如图2-23所示.
使符合水准气泡严密居中。
此时，水准管轴也处于水平位置，达到了水准管轴平行于视准轴的要求。
校正时，应先松动左右两个校正螺丝，再根据气泡偏鶴情况，遵循“先松后紧”规则,拨动上、下两个校正螺丝，使符合气泡居中，校正完毕后，再重新固紧左右两个校正螺丝。
项目3（75页〜77页）
一、选择题
（1）经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A）。
A、180°B、0°C、90°D,270°
（2）用经纬仪测水平角和竖直角，采用正倒镜方法可以消除一些误差，下面哪个仪器误差不能用正倒镜法消除（D）。
A、视准轴不垂直于横轴B、竖盘指标差C、横轴不水平D、竖轴不竖直
（3）测回法测水平角时，如要测四个测回，则第二测回起始读数为（C）
A、15°00’00"B、30°00’00"C、45°00'00"D、60°00’00"
（4）测回法适用于（A）
A单角B测站上有三个方向C测站上有三个方向以上D所有情况
（5）用经纬仪测竖直角，盘左读数为81。
12’18",盘右读数为278。
45'54\则该仪器的指标差为（B）。
A、54"B、-54"C、6"D、-6"
（6）在竖直角观测中，盘左盘右取平均值是否能够消除竖盘指标差的影响（C）。
A、不能B、能消除部分影响C、可以消除D、二者没有任何关系
二、填空题
（1）视准轴是指物镜光心与十字丝交点的连线。
转动目镜对光螺旋的目的是使十
字丝清晰。
（2）水平角的取值范围是（T〜360。
°竖直角的取值范围是9CT〜+90°。
（3）经纬仪由基座、水平度盘和照准部三部分组成。
（4）经纬仪的使用主要包括对中、整平、瞄准和读数四项操作步骤。
（5）测量水平角时，要用望远镜十字丝分划板的竖丝瞄准观测标志。
测量竖直角时，要用望远镜十字丝分划板的翌_丝瞄准观测标志。
3.简答题
1、什么是水平角？
什么是竖直角？
经纬仪为什么既能测出水平角又能测出竖直角？
1）水平角：
地面上一点到两个目标点的方向线，垂直投彫到水平面上所形成的角称为水平角，用0表示。
亦即，任意两方向间的水平角，是通过该两方向的竖直面之间的二面角。
2）竖直角：
在一个竖宜面內，方向线和水平线的夹角称为该方向线的竖直命，又称为倾角，通常用a表示，如图3-2所示，方向线在水平线上称为仰角，符号为正；方向线在水平线之下称为俯角，符号为负。
角值变化范围为-90。
~+90。
。
3）经纬仪为什么既能测出水平角又能测出竖直角？
根据上述角度测量原理•研制出的能同时完成水平角和竖直角测量的仪器称为经纬仪。
2、试分述用测回法与方向观测法测量水平角的操作步骤。
答：
（一）测回法测量水平角的操作步骤
常用于测量两个方向之间的单角，如图3-14。
将仪器安置于0点，地面两目标为A、B,欲测定ZA0B,则可采用测回法观测，一测回观测具体方法如下：
1）上半测回：
盘左位置观测（正镜），其观测值为上半测回值。
（1）在0点安置仪器，整平，对中；
（2）正镜瞄准左目标A,读取水平度盘读数a左为0°稍大点，随即记入水見测手
盘左半测回或称上半测回观测，盘左位置观测所得水平角为：
B左=b左—a左
2）下半测回：
盘右位置观测（倒镜），观测值为下半测回值。
（1）纵转望远镜180。
，旋转照准部180°成盘右位置;
（2）瞄准右目标B,读取水平度盘读数b右，记入表中；
（3）逆时针方向旋转照准部，瞄准左目标A,
读取水平度盘读数ai记入表3-1中，完成盘右半测回或称下半测回观测。
盘右位置观测所得水平角为：
B右==b右一a右
计算过程中，若右方向读数减左方向读数不够减时，则应先加360。
再减。
3）计算一测回角值：
当盘左、盘右两个半测回角值的差数不超过限差（±40"）时，则取平均值作为一测回的水平角值。
即：
0=1/2（曜+施）
（二）方向观测法测量水平角的操作步骤
当一个测站上需测量的方向数多于两个时，应采用方向观测法。
当方向数多于三个时，每半个测回都从一个选定的起始方向（称为篆方向）开始观测，在依次观测所需的各个目标之后，再观测起始方向，称为归零。
此法也称为全圆方向法或全圆测回法，现以图3-15为例加以说明。
（1）首先安置经纬仪于0点，成盘左位置，将度盘设置成略大于0。
。
选择一个明显目标为起始方向儿读取水平度盘读数，记入表3-2。
（2）松开水平和竖直制动螺旋，顺时针方向依次瞄准〃、G〃各点，分别读数、记录。
为了校核，应再次照准目标读数。
方向两次读数之差称为半测回归零差。
对于DJ6型经纬仪，归零差不应超过+18",否则说明观测过程中仪器度盘位置有变动，应重新观测。
上述观测称为上半测回。
（3）倒转望远镜成盘右位置，逆时针方向依次瞄准/!
、D、C、B、最后回到力点，该操作称为下半测回。
如要提高测角精度，须观测多个测回。
各测回仍按180°的角度间隔变
图3-15方向观测法
换水平度盘的起始位置。
3、观测水平角时，如测两个以上测回，为什么各测回要?
各测回的起始读数应如何变换？
由于仪器加工不完善，致使度盘刻划不均匀，引起测角误差。
这项误差一般很小，在高精度测量水平角时，为了提高测角精度，可利用度盘位置变换手轮或复测扳手在各测回间变换度盘位置，减小这项误差的影响。
当测角精度要求较高时，可以观测多个测回，取其平均值作为水平角测量的最后结果。
为了减少度盘刻划不均匀的误差，各测回间应根据测回数，按照180°/n变换水平度盘位置。
若测回数为4,各测回的起始读数应变换为：
第一测回：
0°；第二测回：
45°；第三测回：
90°；第四测回：
135。
。
当各测回角值互差小于±40"时，则取测各回角值平均值作为最终结果。
若大于±40"时，需对角值较大的和较小的测回重测。
4、经纬仪有哪些主要轴线？
各轴线之间应满足什么几何条件？
为什么？
答：
（一）经纬仪各部件主要轴线有：
竖轴卩卩、横轴〃/、望远镜视准轴6T和照准部水准管轴££。
（二〉根据角度测量原理和保证角度观测的精度，经纬仪的主要轴线之间应满足以下几何条件：
（1）照准部水准管轴“应垂直于竖轴rr；
（2）十字丝竖丝应垂直于横轴〃/；
（3）视准轴％应垂直于横轴/刃；
（4）横轴应垂直于竖轴rr；
（5）竖盘指标差应为零。
由于仪器长期在野外使用，其轴线关系可能被破坏，从而产生测量误差。
因此，测量规范要求，正式作业前应对经纬仪进行检验。
必要时需对调节部件加以校正，使之满足要求。
（三〉原因是：
（1）照准部水准管轴“应垂直于竖轴IT；
检验目的是使仪器满足照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的几何条件。
使仪器整平后，保证竖轴铅直，水平度盘水平。
（2）十字丝竖丝垂直于横轴
检验目的是使十字丝竖丝铅克，保证精确瞄准目标。
（3）视准轴垂直于横轴的检校
检验目的是当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转，其视准面应是与横轴正交的铅垂面。
若视准轴与横轴不垂直，望远镜将扫出一个圆锥面。
用该仪器测量同一铅垂面内不同高度的目标时，所测水平度盘读数不一样，产生测角误差。
（4）横轴垂直于竖轴的检校
此项检验是保证当竖轴铅直时，横轴应水平；否则，视准轴绕横轴•旋转轨迹不是铅垂面,而是一个倾斜面。
（5）竖盘指标差的检校
竖盘指标差的检校的目的是使指标水准管气泡居中时，指标处于正确的位置。
5、水平角测量的误差来源有哪些？
在观测中应如何消除或削弱这些误差的影响？
答：
（一）角度测量误差来源有：
仪器误差、观测误差和外界环境造成的误差。
（二）在观测中应采取如下措施来消除或削弱这些误差的影响：
1）仪器误差：
仪器误差包括仪器校正之后的残余误差及仪器加工不完善引起的误差。
（1）视准轴误差是由视准轴不垂直于横轴引起的，对水平方向观测值的影响为2c。
由于盘左、盘右观测时符号相反，故水平角测量时，可采用盘左、盘右取平均值的方法加以消除。
（2）横轴误差是由于支承横轴的支架有误差，造成横轴与竖轴不垂直。
盘左、盘右观测时对水平角影响为，角误差，并且方向相反。
所以也可以采用盘左、盘右观测值取平均值的方法消除。
（3）竖轴倾斜误差是由于水准管轴不垂直于竖轴，以及照准部水准管不居中引起的误差。
这时.竖轴偏离竖直方向一个小角度，从而引起横轴倾斜及度盘倾斜，造成测角误差。
这种误差与正、倒镜观测无关，并且随望远镜瞄准不同方向而变化，不能用正、倒镜取平均值的方法消除。
因此，测量前应严格检校仪器，观测时仔细整平，并始终保持照准部水准管气泡居中，气泡不可偏离一格。
（4）度盘偏心差主要是度盘加工及安装不完善引起的。
可用盘左、盘右读数取平均的方法予以减小。
（5）度盘刻划不均匀误差是由于仪器加工不完善引起的。
这项误差一般很小。
在高精度测量时，为了提高测角精度，可利用度盘位置变换手轮或复测扳手在各测回间变换度盘位置，减小这项误差的影响。
（6）竖盘指标差可以盘左、盘右取平均的方法消除。
2）观测误差
（1）对中误差在测角时，若经纬仪对中有误差，将使仪器中心与测站点不在同一条铅垂线上.造成测角误差。
这项误差不能通过观测方法消除，所以测水平角时要仔细对中，
在短边测量时更要严格对中。
（2）目标偏心误差目标偏心是由于标杆倾斜引起的。
如标杆倾斜，又没有瞄准底部,则产生目标偏心误差。
为了减少这项误差，测角时标杆应竖直，并尽可能瞄准底部。
（3）照准误差测角时由人眼通
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