工程测量学河海大学.docx
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工程测量学河海大学
一、名词解释：
线路定测：
对批准的初步设计方案，将选定的线路测设到实地上和所进行的有关测量。
广义可靠性：
广义可靠性是测量系统发现和抵抗粗差与系统误差的能力，以及减小偶然误差的能力。
液体静力水准测量：
直接依据静止的液体表面（水平面）来测定两点（或多点）之间的高差。
自由设站法：
用全站仪进行边角后方交会，将全站仪自由地架设在地面任一点，只要能对两个或两个以上已知点作边角测量，即可得到设站点的坐标。
是利用电磁波探测目标的电子设备，它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位和高度等信息。
合成孔径雷达是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的实际天线孔径用数据处理方法合成孔径的较大的等效天线。
IBIS是一种基于微波干涉技术的创新雷达,称为地基合成孔径干涉雷达系统或远程微形变雷达测量系统。
基准线法测量：
基准线法测量是构成一条基准线（或基准面），通过测量获取沿基准线所布设的测量点到基准线（或基准面）的偏离值（称偏距或垂距），以确定测量点相对于基准线的距离的测量。
倾斜测量：
确定地面或建筑物倾斜值的测量称倾斜测量，地面上两点之间的倾斜值可通过测量两点间的高差和距离进行计算获得。
挠度：
挠度是一种特殊的变形位移值，相对于水平或铅垂基准线的弯曲线称挠度曲线，曲线上某点到基准线的垂距称该点的挠度。
投点：
将点从一个高程面上垂直投放到另一个高程面上，主要用于高层建筑物几何中心的放样。
工程控制网的基准：
工程控制网的基准就是网平差求解未知点坐标时所给出的已知点数据，对网的位置、大小和方向进行约束，使平差有唯一解。
深度基准面：
海图及各种水深资料所载深度的起算面
SA=H0-HA
其中：
SA：
水深值
H0:
基准面高程
HA:
A点高程
竣工总图：
竣工总图是工程竣工后按实际和工程需要所绘制的图。
以竣工测量为主，以设计和施工资料为辅进行编绘。
建筑限差：
工程建筑物竣工之后实际位置相对设计位置的容许偏差，又称设计或施工允许的总误差。
归化法放样：
归化法是将放样与测量相结合的一种放样方法。
先初步放样出一点，再多测回观测获取该点的精确位置，与待放样样点比较，获得改正量（归化量），通过（归化）改正，得到待放样点。
曲线测设：
将铁路、公路的曲线按设计坐标标定在实地上的测量工作称为曲线测设变形监测：
变形监测是对监视对象或物体（简称变形体）进行定期测量以确定其空间位置随时间的变化特征。
三维控制网：
把位于不同平面上的控制点联接起来，构成一个空间多面体，认为一个大地网点，应该由表征该点空间位置的三个坐标参数和表征该点垂线方向的两个方向参数表示。
工程测量学：
1）研究各种工程建设在勘测设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
2）研究在工程建设各阶段、环境保护及资源开发中所进行的地形和其他有关信息的采集及处理，施工放样、设备安装和变形监测的理论、方法与技术。
3）研究地球空间中（包括地面、空中、地下和水下）具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实
现的理论、方法和技术的一门应用性学科。
二、简答题：
1.1）网的总体精度2）E准则：
置信超椭球的最大半轴最小λmax=min
∑xx的迹（置信超3）体积最小准则：
置信超椭球的体积最小4）方差最小准则：
椭球的半轴平方和）最小。
5）平均精度最小准则6）均匀性和各向同性准则
测设：
就是将设计图上的建（构）筑物，根据其位置、形状、大小及其高程按要求在
实地标定出来的测量工作，是为高程施工服务的。
测设又称放样。
测量是获取客观世界中被测物体或对象的位置信息。
测量与放样的原理相同，但就是工作程序相反。
将地面上的地形、地物描述到图上，而放样是将图上设计的工程建（构）筑物标定到地面
3.的关系
工程监理测量在工程施工阶段特别重要，测量监理起审查、检核和监督作用，以保证工程的质量和进度。
监理具有一票否决权、分割工程权和终止合同的权利。
业主、施工方和监理方的关系：
施工方的测量单位受监理方的测量主管监督，监理方是代表业主执行测量监督。
没有测量监理工程师的签字，业主方可以不支付任何费用给施工方。
4.）精度要求高；2）采用建筑坐标系（坐标轴方向与建筑群主轴线平行或垂直
；3）各边相互平行或垂直，且为整数；4）点位便于保存（布置于设计的通道位置
；5）测设控制点，然后调整。
可分为狭义可靠性和广义可靠性。
广义可靠性是对狭义可靠性的扩展，不仅是对测量系统中的观测值而言，还涉及到测量项目的诸多方面。
试简述在测量项目中，广义可靠性涉及哪些方面？
（1）项目立项中的可靠性；
（2）测量方案的可靠性;
（3）测量仪器的可靠性;
（4）观测值的可靠性;
（5）平差系统的可靠性;
（6）测量成果的可靠性。
竣工总图是工程竣工后按实际和工程需要所绘制的图，内容非常丰富和繁杂，应根据不同用途采取不同的技术措施，编绘则是其中之一。
试简述在进行竣工总图的编绘时应遵循的原则：
地面建（构）筑物，应按实际竣工位置和形状进行编绘，凡有实测的，应根据实测的竣工测量资料编绘。
对于模拟图，可采用扫描矢量化技术制作底图，
进一步取舍、增补、修改后编绘到相应的图层，若与设计图坐标不一致时，还需要进行坐标转换。
对于实测的竣工资料，可直接装入竣工总图的底图中。
如果原设计图及其修改是在白纸图或聚酯薄膜图上进行，则需要采用转绘技术将有关的地形、地物、设计的
建（构）筑物转绘至总图上。
所谓内控制网，就是在建筑物的±00高程面上建立基础控制网，各层楼板在基础控制网点竖向相应位置预留传递孔，使用测量仪器将±00面的控制点，通过传递孔层向上传递的网。
根据传递至各楼层的内控制网，放样楼层的轴线，指导立模和施工。
在高程建筑物施工测量中的作用：
保证高程建筑的几何形状和垂直度达到设计要求。
分层投点的原理：
把高耸建筑物按高度分为若干段，段长一般10~100m，在建筑物内部间隔一定高度搭建测量平台，将埋设于±00面的控制点采用垂距仪逐层向上投递，以提高竖向轴线精度。
施工过程中，从最靠近施工层面的测量平台向施工层面
投影。
这样，即使在建筑物弯曲和摆动较大的情况下，由于测量平台和施工层面随建筑同步运动，两者相对位置变化很小，投点将落在一个较小的范围内，可以加速投点速度，大大消除因建筑物弯曲和摆动而引起竖向轴线偏位。
分层投点的方法：
一般在阴天或夜间，风速不大、塔吊不作业的条件下进行。
高速铁路平面控制网分四级布设，第一级为框架控制网，简称为CP0网；第二级为基础控制网，简称CP1网；第三级为线路控制网，简称CP
Ⅱ网；第四级为轨道控制网，简称CPⅢ网。
上一级网是下一级网的起算基准。
CP0、CPⅠ、CPⅡ网采用卫星定位技术建立（在隧道洞内的CPⅡ网采用导线法建立），CP3网采用自由设站边角交会法建立。
测量基准：
测量基准的确定需要最佳区域椭球和选择最佳投影。
由于高速铁路的基础控制网是采用GNSS测量，因此可以通过对WGS-
84椭球的改造来确定最佳区域椭球。
1）同时改变椭球长半轴和偏心率
2）垂线偏差改正
3）垂线偏差的确定
4）选择最佳投影
在轨道系统精密测量中，由不同测站进行有重复测量点的测量称搭接测量。
作用：
通过搭接测量来平滑不同测站之间出现的测量偏差
在悬索桥主缆的架设过程中，垂度测量主要包含基准索股的绝对垂度与一般索股的相对垂度测量，而一般索股的架设是通过计算一般索股与基准索股的高差进行垂度调整，因此基准索股的绝对垂度测量是悬索桥上部构造施工主缆架设中最重要的环节
测量方法：
单向三角高程测量法
基于单向大气折光系数改正的垂度测量，大气折光系数的确定可以根据单向三角高程测量高差与跨河水准测量高差比较或同时对向三角高程测量方法获得。
（1）影响主梁标高的测量放样。
（2）影响挠度监测的准确性和可靠性。
（3）给中跨和边跨的合拢带来困难。
1）在勘测阶段所建立的桥梁控制网，主要是为了测图，且要与线路坐标系一致，常采用以大地水准面为基准面的高斯平面直角坐标系统，如54和80坐标系，存在高斯投影变形和高程面投影变形。
为了放样的方便，需在独立坐标系下建立桥梁施工平面控制
网。
而平面控制网包括
2）特大型和大型桥梁应首选卫星定位技术建立GNSS
网，大型桥梁和中型桥梁也宜采用地面边角测量技术用全站仪建立边全测、方向不全测的不完全边角网。
GNSS
和边角网必须有足够的多余观测，一个点上应有三条边相交，对于网的图形没有图形强度上的要求。
桥梁平面施工控制网的主要网点宜建带强制对中装置的混泥土观测墩，并做定期复测。
平面点位精度：
m定：
定向误差
m中：
对中误差
m测：
极坐标法观测误差（m
测是主要的误差，它与仪器精度和仪器到目标点的距
离有关）
m重：
棱镜中心与待测地物点不重合
高程精度：
测距误差：
可忽略不计
仪器高：
一般不超过0.5cm
目标高的量测误差：
一般不超过0.5cm
球气差影响：
可忽略不计
测角误差：
是最主要的误差，与仪器到目标点的距离有关
三、计算题
①高程放样：
放样由设计所指定的高程.
（1）水准仪法
①地面有水准点A，高程已知为HA，待定点B的设计高程为HB
，要求在实地定出与该设计高程相应的水平线或待定点顶面（如平整场地需按设计要求放样点高程如图，a为水准点上水准尺的读数，待放样点上水准尺的读数b
计算式：
b=（HA+a）-HB
②当放样高程HB
高于仪器视线时（如放样地铁隧道管顶标高时），可以把尺子底向上，即用“倒尺”法放样。
如图
计算式：
b=HB-（HA+a）
③当放样的高程点与水准点之间的高差很大时（如向深基坑或高楼传递高程时），可以用悬挂钢尺代替水准尺，以放样设计高程
****基坑高程传递：
悬挂钢尺时，零刻画端朝下，并在下端挂一个重量相当于钢尺鉴定时拉力的重锤，在地面上和坑内各放一次水准仪。
如图，设地面放仪器时对A点尺上的读数为a1，对钢尺的读数为b1；在坑内放仪器时对钢尺的读数为a2，则对B点尺上的应有读数为b2.
由HB-HA=hAB=（a1-b1）+（a2-b2）
得b2=a2+（a1-b1）-hAB
用逐渐打入木桩或在木桩上画线的方法，使立在B点的水准尺上读数为b2，这样就可以使B点的高程符合设计要求。
（2）.全站仪无仪器高法（对一些高低起伏较大的工程放样
如图，为了放样B、C、D···目标点的高程，在O点架设全站仪，后视已知点A（设目标高L，当目标采用反射片时L=0），测得OA的距离
S1和垂直角α1，从而计算O点全站仪中心的高程为：
H。
=HA+L—Δh1
然后测得OB的距离S2和垂直角α2，并顾及H。
=HA+L—Δh1式子，从而计算出B点高程为：
HB=H。
+Δh2-L=HA-Δh1+Δ
h2
将测得的HB与设计值比较，指挥并放样出高程B点。
*******必须指出：
当测站与目标点之间的距离超过150m
时，以上高差就应该考虑大气折光和地球曲率的影响
2角度放样：
放样水平角时，正倒镜法，需要盘左盘右取中法
3距离放样：
钢尺的3项改正过程，与测量距离时相反
4点位放样方法：
极坐标法全站仪坐标法距离交会法角度交会法GPSRTK法
（要有2个以上的控制点，且已知待定点坐标，通过距离和角度来放样待定点）
⑤铅垂线放样方法：
1.经纬仪+弯管目镜法2.光学铅垂仪法3.激光铅垂仪法
PP'=Δß·S/ρ”（忽略不计原则）②（论述）归化放样点位：
（p101）
1.距离交会归化法
2.角度交会归化法
③（论述）归化法放样直线：
1.测小角归化法
2.测大角归化法
（1）曲线测设方法：
偏角法测设曲线，切线支距法测设曲线，任意设站极坐标法测设曲线
A.偏角法测设曲线：
1.单圆曲线的测设：
已知圆曲线的半径为R（设计给出，转向角α（现场测出）。
（1）曲线要素包括：
T：
圆曲线切线长L：
曲线长E：
曲线外矢距
q：
切线差R：
圆曲线半径α：
转向角
圆曲线要素计算公式：
（2）圆曲线的主点包括：
起点ZY（直圆点）、中点QZ（曲中点）、终点YZ
（圆直点）曲线主点测设：
从交点JD沿两切线方向量取切线长T，可定出ZY和YZ点，沿转向角α内角平分线方向量取外矢距E定出QZ点。
（3）偏角法详细测设圆曲线：
4.带有缓和曲线的曲线测设：
设圆曲线半径为R，两端缓和曲线长均为
（1）曲线综合要素：
T、L、E、q、R、α外，还有
缓和曲线参数：
m（切垂距）、P（圆曲线内移值）、
曲线综合要素计算公式：
缓和曲线参数计算公式：
⑵带有缓和曲线的圆曲线，主点为：
直缓点（ZH）、缓圆点（HY）、曲中点（QZ）、圆缓点（YH）、缓直点（HZ）
主点测设：
有了曲线测设资料T、L、E，与单圆曲线主点测设一样，可定出ZH、HZ、，转向角为α（两端缓和曲线长）（缓和曲线的切线角）
QZ各点。
至于HY和YH两主点，可采用以下偏角法测设。
⑶偏角法详细测设缓和曲线：
：
（要从两端分别向中点测设）
坐标原点都在曲线起终点（ZY、YZ、ZH、HZ
等），因为坐标原点固定不动，当测设曲线越长，支距越大，点位测设就越困难，精度越低。
如果切线支距法测设遇到障碍需要搬站时，要想继续用切线支距法测设曲线，是不可能的。
以曲线起点ZY为坐标原点，以切线为x轴。
圆曲线上任一点i的坐标为：
带有缓和曲线的曲线测设：
（1）缓和曲线部分：
以ZH点为坐标原点，以切线长为x轴。
在缓和曲线内，距ZH点
为L1的点在此坐标系内的坐标为：
（2）圆曲线部分：
设曲线上一点i2，距ZH点曲线长为L2，可得i2点坐标为：
（一般情况下，偏角法适用于地形困难的地区，切线支距法适用于地形平坦的地区，两种方法只能单独使用，不能够随时交替使用）
计算原理及思路：
把由直线段、圆曲线段、缓和曲线段组合而成的曲线归算到统一的导线测量坐标系统中，便于计算放样元素。
优点：
测量误差不累计，测设的点位精度高。
尤其是测站设置在中线外任意一点测设曲线，将给现场的测设工作带来很大的不方便。
标志的温度改正数。
（p78）
四、阐述题（3题）
精读教材中第10章和第
11章中内容：
全面掌握关于高速铁路与大型桥梁的施工控制网和施工测量技术。
（共3题）
PresentedbyChuckKwok
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