02《工程测量》第二章水准测量作业与习题答案.docx

1、02工程测量第二章水准测量作业与习题答案工程测量第二章水准测量作业与习题答案一、选择题1水准测量的基本原理是（ B ）。A.利用水准仪读取标尺读数，计算竖直角，从而求取两点间高差；B.利用水准仪的水平视线，求取两点间高差；C.利用水准仪读取标尺红黑面读数，通过黑面红面读数差求取两点间高差。2倾式水准仪的精平指的是（ C ）。A用脚螺旋使水准管气泡居中；B用脚螺旋使圆水准气泡居中；C用微倾螺旋水准管气泡居中；D用微倾螺旋使圆水准气泡居中。3视准轴是指( B )的连线。A目镜中心与物镜中心； B十字丝中央交点与物镜光心；C目镜光心与十字丝中央交点； D十字丝中央交点与物镜中心。4在水准测量中，前后

2、视距相等可消除（ B ）对高差的影响。A整平误差； B地球曲率和大气折光的影响；C圆水准轴不平行竖直轴的误差； D仪器和水准尺下沉的误差。5附合水准路线A123B 中，水准点A、B 的高程分别为104.350m、107.215m，又测得高差hAB=2.850m，则高差闭和差fh 为（ B ）。A0.015m； B0.015m； C2.850m； D5.715m。6已知A、B 两点的高程分别为200m、100m，则B、A 两点的高差hBA 为（ A ）。A100m；B100m；C300m ；D300m 。7水准仪的i 角误差是（ A ）。A水准管轴与视准轴在铅垂面内投影的夹角；B水准管轴与视准轴

3、在水平面内投影的夹角；C水准管轴与水平线在铅垂面内投影的夹角；8用望远镜观测中，当眼睛晃动时，如目标影像与十字丝之间有相互移动现象称为视差现象，产生的原因是( A )。A目标成像平面与十字丝平面不重合； B仪器轴系未满足几何条件；C人的视力不适应； D目标亮度不够。9消除视差的正确方法是（ C ）。A调节目镜；B仔细地进行物镜对光；C目镜和物镜都需重新对光。10水准测量是利用水准仪提供( D )求得两点高差，并通过其中一已知点的高程，推算出未知点的高程。A铅垂线； B视准轴； C水准管轴线； D水平视线。11水准仪读得后视读数后，在一个方格的四个角M、N、O 和P 点上读得中视读数分别为1.2

4、54m、0.493m、2.021m 和0.213m，则方格上最高点和最低点分别是( A )。AP、O； BO、P； CM、N； D. N、M。12已知水准点高程HM=43.251m，测得后视读数a=1.000m，前视读数b=2.283m。则视线高H、N 点对M 点的高差hMN 和待求点N 的高程HN 分别为( C )。A45.534m、1.283m、44.534m； B40.968m、 3.283m、39.968m；C44.251m、1.283m、41.968m； D42.5m、3.283m、46.534m。13过水准管零点所作其内壁圆弧的纵向切线称为水准管轴，过圆水准器零点的球面法线称为圆水

5、准器轴。如仪器已检校，当气泡居中时，该两条轴线分别处于( C )。A水平、铅直； B倾斜、倾斜；C铅直、水平； D垂直十字丝纵丝、垂直十字丝横丝。14水准管的灵敏度用水准管分划值表示，与水准管圆弧半径的关系是( B )。A成正比； B成反比； C无关； D成平方比。15微倾水准仪应满足的三个几何条件中最重要的是( A )。A水准管轴平行视准轴； B圆水准轴平行竖轴；C十字丝中央横丝垂直竖轴； D水准管轴垂直视准轴。16水准仪置于A、两点中间，A 尺读数a=1.523m，B 尺读数b=1.305m，仪器移至A 点附近，尺读数分别为1.701m，1.462m，则( B )ALLCC； BLL 不C

6、C； CLLVV； DLL不VV；（注：LL：水准管轴，CC：视准轴，LL：圆水准器轴，VV：竖轴）17水准测量中要求前后视距离大致相等的作用在于削弱( D )影响，还可削弱地球曲率和大气折光、对光透镜运行误差的影响。A圆水准轴与竖轴不平行的误差； B十字丝横丝不垂直竖轴的误差；C读数误差； D水准管轴与视准轴不平行的误差。18公式( B )用于附合水准路线的成果校核。A fh = h； B fh = h (H终 H始) ；C fh= 往 +返； D fh = a - b。19自水准点M(HM=100.000m)经8 个站测至待定点A，得hMA=1.021m。再由A 点经12 个站测至另一水准

7、点N(HN=105.121m)，得hAN=4.080m，则平差后的A 点高程为( A )。A101.029m； B101.013m； C101.031m； D101.021m。20水准路线闭合差调整是对高差进行改正，方法是将高差闭合差按与测站数(或路线长度km 数)成( C )的关系求得高差改正数。A正比例并同号； B反比例并反号；C正比例并反号； D反比例并同号。21水准测量时，后视尺前俯或后仰将导致前视点高程( A )。A偏大； B偏大或偏小；C偏小； D不偏大也不偏小。22自动水准仪是借助安平机构的补偿元件、灵敏元件和阻尼元件的作用，使望远镜十字丝中央交点能自动得到( A )状态下的读数

8、。A视线水平； B视线倾斜；C任意； DB 和C。23电子水准仪在中央处理器中，建立了图像信息自动编码程序，通过对条码水准尺进行( A )，实现图像的数据化处理及观测数据的自动化检核、运算和显示。A摄像观测； B直接读数； C自动读数； D测微器读数；24水准测量的测站校核方法有( C )。 h = a - b 双仪器法 h = 0 双面尺法 改变仪高法 = - 测终始h H HA； B； C； D。二、判断题正常状态下，当水准仪长水准管气泡居中时，望远镜视线必严格水平。（ ）过水准面上任何一点所作的铅垂线，在该点处均与水准面正交。 （ ）地面上两点间高差因所选定的高程基准面不同而异。 （ ）

9、水准仪型号S3 的下脚标“3”的含义为该类仪器每公里水准测量高差中数的偶然中误差为3cm。 （ ）在光电三角高程测量中，光电测距仪或全站仪的仪高指的是仪器的横轴到地面点位的铅垂距离。 （ ）6水准测量是，水准仪的仪高是望远镜中心到地面的铅垂距离。 （ ）7三角高程测量比水准测量测高程精密。 （ ）8校正仪器时，对成对的校正螺丝，必须先松一个，再紧另一个。 （ ）9水准管的分划值越大，则仪器的灵敏度越高。 （ ）10水准测量手薄的校核，是为了检查测量结果的精确度。 （ ）三、简答题1什么叫绝对高程？什么叫相对高程？什么叫高差？地面点到大地水准面的铅垂距离，称为绝对高程，又称海拔。假定高程系统采用

10、任意假定的水准面为起算高程的基准面。地面点到某一假定水准面的铅垂距离，称为假定高程或相对高程。地面两点间绝对或相对高程之差称为高差。2何谓水准面？何谓大地水准面？大地水准面在测量中有何作用？地球上任一点都同时受到离心力和地球引力的双重作用，这两个力的合力称为重力，重力的方向线称为铅垂线。铅垂线是测量工作的基准线。处处与重力方向垂直的连续曲面称为水准面，水准面是受地球重力影响而形成的，是一个重力等位面，它们之间因重力不同，不会相交。与水准面相切的平面称为水平面。水准面因其高度不同而有无穷多个，其中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。

11、3水准测量的基本原理是什么？水准测量的实质是测量两点之间的高差，它是利用水准仪所提供的一条水平视线来实现的。 欲测定A、B两点间的高差hAB，可在A、B两点分别竖立带有分划的标尺水准尺，并在A、B之间安置可提供水平视线的仪器水准仪。利用水准仪提供的水平视线，分别读取A点水准尺上的读数a和B点水准尺上的读数b，则A、B两点的高差为：hAB=ab (2 -1)如果A点是已知高程点，B点是待求高程点。则B点高程为：HB=HA+hAB=HA+(ab) (2 -2)4什么叫后视点、后视读数？什么叫前视点、前视读数？高差的正负号是怎样确定的？什么叫转点？转点的作用是什么？如果水准测量是从A到B进行的，读数

12、a是在已知高程点上的水准尺读数，称为“后视读数”，A点称为后视点；b是在待求高程点上的水准尺读数，称为“前视读数”，B点称为前视点；则高差等于后视读数减去前视读数。高差hAB的值可正可负，正值表示待测点B高于已知点A，负值表示待测点B低于已知点A。此外，高差的正负号又与测量前进的方向有关，测量由A向B进行，高差用hAB表示，其值为正；反之由B向A进行，高差用hBA表示，其值为负。所以说明高差时必须表明其正负号，同时要说明测量进行的方向。置仪器的点I、II称为测站。立标尺的点1、2称为转点。转点在前一测站先作为待测高程的点，在下一测站又作为已知高程的点，可见转点起传递高程的作用。转点非常重要，在

13、转点上产生任何差错，都会影响以后所有点的高程。5水准仪主要由哪几部分主成，其作用如何？由下列三个主要部分组成：望远镜：它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数。水准器：水准器用来指示仪器视线是否水平或竖轴是否竖直。有管水准器和圆水准器两种。 基座：用于置平仪器，它支撑仪器的上部使其在水平方向上转动，并通过连接螺旋与三脚架连接。6什么叫视差，产生视差的原因是什么，如何发现和消除它？当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与尺像有相对运动，即读数有改变，则表示有视差存在。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合，即尺像没有落在十字丝平面上。消除的方法是重新仔细地进行目镜和物镜对光。直到

14、眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。7什么叫水准管轴？什么叫视准轴？它们应满足什么关系？当水准管气泡居中时，水准管轴处在什么位置上？管水准器的管面上刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的中点O称为水准管的零点。过零点与管内壁在纵向相切的直线LL称为水准管轴。十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴.水准管轴应平行于视准轴（LLCC）。当水准管气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，此时水准管轴位于水平位置；8什么叫水准管分划值？它的大小和整平仪器的精度有什么关系？圆水准器和管水准器的作用有何不同？水准管2 mm的弧长所对圆心角称为水准管分划值。水准管分划值的大小

15、反映了仪器置平精度的高低。R越大，值越小，则水准管灵敏度越高。DS3型水准管分划值一般为20/2 mm。DS3水准仪圆水准器分划值一般为810/2 mm。由于它的精度较低，故只用于仪器的粗略整平。在每次读数前还必须用微倾螺旋使水准管气泡符合，使视线精确整平。9水准仪各轴线之间应满足哪几个主要条件，哪个条件最重用？为保证水准仪能提供一条水平视线，各轴线之间应满足的几何条件有：圆水准器轴应平行于仪器的竖轴（LLVV）；十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴（横丝VV）；水准管轴应平行于视准轴（LLCC）。其中水准管轴应平行于视准轴（LLCC）最重要。10高程测量的目的是什么？高程测量的目的是获得未知点的高

16、程。但一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程。11高程测量的主要方法有哪几种？一般地说，何种测量方法精度较高？进行高程测量的主要方法有水准测量和三角高程测量。水准测量是利用水平视线来测量两点之间的高差。由于此方法施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测和各项施工测量中。三角高程测量是通过测量两点之间的水平距离或倾斜距离和倾斜角，然后利用三角公式计算出两点间的高差。此方法的精度受各种条件的限制，一般只在适当的条件下才被采用。除了上述两种方法以外，还有利用大气压力的变化测量高差的气压高程测量；利用液体的物理性质测量

17、高差的液体静力高程测量；以及利用摄影测量的测高等方法，但这些方法较少采用。12什么叫水准点、水准原点？它们有什么作用？高程测量也是按照“从整体到局部，先控制后碎部”的原则来进行。就是先在测区内设立一些高程控制点，用水准测量的方法精确测出它们的高程，然后根据这些高程控制点测量附近其它点的高程。这些高程控制点称为水准点（Bench Mark），工程上常用BM来标记。我国在青岛设立验潮站，长期观察和记录黄海海水面的高低变化，取其平均值作为大地水准面的位置（其高程为零），并在青岛建立了水准原点。目前，我国采用“1985年高程基准”，青岛水准原点的高程为72.260m（1956年高程基准和青岛原水准原点

18、高程为72.289m，已由国测发1987198号文件通告废止。）全国各地的高程都以它为基准进行测算。1987年以前使用的是1956年高程基准，利用旧的高程测量成果时，要注意高程基准的统一和换算。13 微倾式水准仪的构造有哪几个主要部分？每部分由哪些部件组成？其作用如何？微倾式水准仪由下列三个主要部分组成：（1）望远镜它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数。它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝分划板上刻有两条互相垂直的长线，竖直的一条称为竖丝，横的一条称为中丝或横丝（有的仪器十字丝横丝为楔形丝），是为了瞄准目标和读取读数用的。在中丝的上下还对称地

19、刻有两条与中丝平行的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。十字丝分划板是由平行玻璃圆片制成的，平行玻璃片装在分划板座上，分划板座由止头螺丝固定在望远镜筒上。（2）水准器水准器用来指示仪器视线是否水平或竖轴是否竖直。有管水准器和圆水准器两种。管水准器 又称水准管，是一个封闭的玻璃管，管的内壁在纵向磨成圆弧形，内盛酒精和乙醚的混合液，加热融闭后管内留有一个气泡。管面上刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的中点O称为水准管的零点。过零点与管内壁在纵向相切的直线LL称为水准管轴。当气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，此时水准管轴位于水平位置；若气泡不居中，则水准管轴处于倾斜位置。圆水准器 圆水准器是一

20、个封闭的圆形玻璃容器，顶面内壁是球面，球面中央有一圆圈。其圆心称为水准器零点。通过零点的球面法线，称为圆水准器轴。当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位置。（3）基座用于置平仪器，它支撑仪器的上部使其在水平方向上转动，并通过连接螺旋与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板和底板构成。调节三个脚螺旋可使圆水准器的气泡居中，使仪器粗略整平。14在进行水准测量时，应注意哪些事项？（1）三脚架要安置稳妥，高度适当，架头接近水平，伸缩腿螺旋要旋紧。（2）用双手取出仪器，握住仪器坚实部分，要确认已装牢在三脚架上以后才可放手，仪器箱盒要随即关紧。置镜时必须保持架头基本水平，脚螺旋基本等高。后前视读

21、数间不用调节园水准器。（3）掌握正确操作方法，特别是用圆水准安平仪器和使用望远镜的方法。（4）要先认清水准尺的分划和注记，然后在望远镜内读数。读数时要注意气泡符合，消除视差，防止读错、记错，注意正确填写记录。（5）注意水准测量进行的步骤，严防水准仪和水准尺同时移走。（6）要选择好测站和转点的位置，尽量避开行人和车辆的干扰，保持前后视距离相等，视线长不超过100米，最小读数不小于0.30米。（7）水准尺要立直，用黑面读数。已知水准点上立尺不用尺垫，转点要选择稳固可靠的点，用尺垫时要踩实。（8）仪器要保护好，迁站时仪器应抱在胸前，所有仪器箱等工具都要随人带走。（9）记录要书写整齐清楚，随测随记，不

22、得重新誊抄。15一个测站上的水准测量记录、计算及检验工作应如何进行？首先在已知高程的起始点A上竖立水准尺，在测量前进方向离起点适当距离处选择第一个转点TP1，必要时可放置尺垫，并竖立水准尺，在离这两点大致等距离处I点安置水准仪。仪器粗略整平后，先照准起始点A上的水准尺，精平后读得后视读数a1为1.339 m，记入水准测量记录手簿。然后照准转点TP1上的水准尺，精平后读得前视读数b1为1.402 m，记入手簿，并计算出这两点间的高差为h1=a1b1=0.063 m。此为一个测站的工作。为防止在一个测站上发生错误而导致所测的高差不正确，可在每个测站上对测站结果进行检核，通常采用以下两种方法：变动仪

23、器高法 是在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（一般应大于10 cm）重新安置，再测一次高差。两次所得高差之差不超过容许值（例如图根水准测量容许值为6 mm），则认为符合要求，并取其平均值作为最后结果，否则必须重测。双面尺法 是指仪器的高度不变，而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互比较进行检核。若同一水准尺红面与黑面读数（加常数后）之差，以及两红面尺高差与黑面尺高差之差，均在容许值范围内，则取其平均值作为该测站观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。16水准测量的成果整理中，其闭合差如何

24、计算？当闭合差不超过规定要求时，应如何进行分配？为保证测量资料满足使用要求，必须进行整个水准路线的成果检核。其方法是将水准路线布设成一定的形式，分不同条件进行检核：附合水准路线 此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。附合水准路线中，理论上在两已知高程水准点间所测得的各段高差的代数和，应等于两水准点间的已知高差。由于实测中存在误差，使两者往往不完全相等，两者之差称为高差闭合差，用fh表示。即fh=h(H终H起） (2-8)式中 H终终点高程；H起起点高程。闭合水准路线 此种布设形式亦可对成果进行可靠的检核。闭合水准路线中，因为起讫于同一点，理论上所测各段高差的代数和应为零，但实测高差总和不一定为

25、零，从而产生闭合差fh，即fh=h (2-9)支水准路线 此种布设形式因没有可靠的成果检核条件，必须在起、终点间进行往返测，理论上往测高差总和与返测高差总和应大小相等符号相反，或往返测高差的代数和应等于零。但实际上两高差总和不一定为零，形成闭合差fh，即fh=h往+h返 (2-10)有时也可用两组的并测来代替一组的往返测以加快进度，这时闭合差应是两组实测高差的差值。即fh=h1h2 (2-11)高差闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质量。由于闭合差是各种因素产生的测量误差，故闭合差的数值应该在容许值范围内，否则应检查原因，返工重测。当闭合差在容许值范围内时，可把闭合差分配到各测段的高差上

26、。在同一条水准路线上，假设观测条件相同，则可认为各站产生误差的机会是相同的，故闭合差应与测站数或水准路线的长度成正比，所以分配的原则是将闭合差以相反的符号根据测站数或水准路线的长度成比例分配到各测段 vi=或fhLi (2-14)Lfhni (2-15)n的高差上。各测段高差的改正数用公式表示为：式中 vi为分配给第i测段高差上的改正数；Li和ni分别为第i测段路线的长度和测站数；L和n分别为水准路线的总长度和总测站数。vi=17当角20，其前后视距差最大为50 米时，由此而产生的测站高差误差的最大值为多少？50*20/206265=0.005(m)18水准测量中，为什么一般要求前后视距尽量保

27、持相等？水准仪经过校正后仍残存少量误差，如视准轴与水准管轴没有绝对满足平行的条件，因而使读数产生误差。此项误差与仪器至立尺点的距离成正比。在测量中，保持前视和后视的距离相等，在高差计算中可消除该项误差的影响。19水准测量中，是否每次读数前应使长水准管气泡局中？为什么？在每次读数前必须用微倾螺旋使水准管气泡符合，从而使视线精确水平。20什么叫高差闭合差和允许闭合差？铁路（普通）水准测量的允许闭合差为多少？附合水准路线中，理论上在两已知高程水准点间所测得的各段高差的代数和，应等于两水准点间的已知高差。由于实测中存在误差，使两者往往不完全相等，两者之差称为高差闭合差，用fh表示。在不同等级的水准测量

28、中，都规定了高差闭合差的限值即高差闭合差的容许值或容许高差闭合差，一般用fh容表示。如五等水准测量：fh容=30L(mm)式中 L为水准路线的总长（以km为单位），n为总测站数。21为什么支水准路线必须要往返测？支水准路线因没有可靠的成果检核条件，必须在起、终点间进行往返测，理论上往测高差总和与返测高差总和应大小相等符号相反，或往返测高差的代数和应等于零。但实际上两高差总和不一定为零，形成闭合差fh，即fh=h往+h返 (2-10)有时也可用两组的并测来代替一组的往返测以加快进度，这时闭合差应是两组实测高差的差值。即fh=h1h2 (2-11)高差闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质量。

29、22水准仪各轴线应满足哪些理想关系？其中哪个是主要的？为什么？微倾式水准仪的轴线主要有：视准轴CC、水准管轴LL、仪器竖轴VV和圆水准器轴LL，以及十字丝横丝（中丝），为保证水准仪能提供一条水平视线，各轴线之间应满足的几何条件有：圆水准器轴应平行于仪器的竖轴（LLVV）；十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴（横丝VV）；水准管轴应平行于视准轴（LLCC）。其中水准管轴应平行于视准轴（LLCC）是主要的。两轴在垂直面上的投影是否平行称i角检验，它是水准仪检校中最重要的一项。因为若视准轴与水准管轴不平行而构成i角。23符合棱镜水准器有什么优点？气泡端的影象符合表示什么？优点是可以使水准管轴精确水平。气泡

30、两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。24影响水准测量的误差有哪些？如何消除或消减其影响？水准测量中误差的主要来源如下：仪器误差仪器校正后的残余误差水准仪经过校正后仍残存少量误差，如视准轴与水准管轴没有绝对满足平行的条件，因而使读数产生误差。此项误差与仪器至立尺点的距离成正比。在测量中，保持前视和后视的距离相等，在高差计算中可消除该项误差的影响。当因某种原因某一测站的前视（或后视）距离较大，那么就在下一测站上使后视（或前视）距离较大，可使误差得到补偿。水准尺的误差该项误差包括尺长误差、刻划误差和零点误差等。此项误差会对水准测量的精度产生较大的影响，因此，不同精度等级的水准测量对水准尺有不同的要求。精密水准测量应对水准尺进行检定，并对读数进行尺长改正。零点误差在成对使用水准尺时，可采取设置偶数测站的方法来消除，也可在前后视中使用同一根水准尺来消除。观测误差气泡居中的误差视线水平是以气泡居中或符合为根据的，但气泡的居中或符合都是凭肉眼来判断，不可能绝对准确。气泡居中的精度即水准管的灵敏度，它主要决定于水准管的分划值。读数误差水准尺上的毫米位都是估读的，估读的误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率以及视线的长度有关。视差影响视差对读数会产生较大的误差，操作中应仔细调焦，避免在成像不清晰时进行观测。水准尺倾斜误差水准尺倾斜会使读数增