土木工程测量课后习题答案Word文档格式.docx

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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？

“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？

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？

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？

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？

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？

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？

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？

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？

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？

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

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。

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？

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？

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？

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？

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？

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？

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，应观测某个清晰目标一测回，计算出经纬仪的竖盘指标差x，再用该x改正其后进行的单盘位观测竖直角。

[题3-7]竖盘指标管水准器的作用是什么？

用于指示竖盘指标铅垂。

[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？

主要轴线有竖轴VV、横轴HH、视准轴CC、照准部管水准器轴LL、圆水准器轴LL′′。

应满足下列关系：

[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？

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，不可以消除竖轴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？

电子经纬仪是利用光电转换原理和微处理器自动测量度盘的读数并将测量结果输出到仪器显示窗显示，不需要估读，读数不存在估读误差。

[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？

电子激光经纬仪新增加了与望远镜视准轴同轴的可见激光指示视准轴方向，可用于准直测量。

准直测量是定出一条标准的直线，作为土建安装、施工放样或轴线投设的基准线。

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？

用钢尺分段丈量直线长度时，使分段点位于待丈量直线上，有目测法与经纬仪法。

目估法——通过人眼目估，使分段点位于直线起点与终点的连线上。

经纬仪法——在直线起点安置经纬仪，照准直线终点，仰或俯望远镜，照准分段点附近，指挥分段点位于视准轴上。

[题4-2]简述用钢尺在平坦地面量距的步骤。

在直线两端点A，B竖立标杆，后尺手持钢尺的零端位于A点，前尺手持钢尺的末端和一组测钎沿AB方向前进，行至一个尺段处停下。

后尺手用手势指挥前尺手将钢尺拉在AB直线上，后尺手将钢尺的零点对准A点，当两人同时将钢尺拉紧后，前尺手在钢尺末端的整尺段长分划处竖直插下一根测钎，量完一个尺段。

前、后尺手抬尺前进，当后尺手到达插测钎或划记号处时停住，重复上述操作，量完第二尺段。

后尺手拔起地上的测钎，依次前进，直到量完AB直线的最后一段为止。

[题4-3]钢尺量距会产生哪些误差？

①尺长误差，②温度误差；

③钢尺倾斜和垂曲误差；

④定线误差；

⑤拉力误差；

⑥丈量误差。

[题4-4]衡量距离测量的精度为什么采用相对误差？

角度测量误差与角度的大小无关，而距离测量误差中一般含有与距离长度成正比的比例误差，所测距离越长，距离误差就越大，因此只用距离测量的绝对误差不能表示距离测量误差的真实情况。

例如，测量100m的距离误差为5mm，测量1000m的距离误差也为5mm，显然，不能认为这两段距离测量的误差相同，用相对误差表示距离测量误差更准确。

前者的相对误差为0.005/100=1/2万，后者的相对误差为0.005/1000=1/20万，显然，后者的精度比前者要高。

[题4-5]说明视距测量的方法。

在测站安置经纬仪，量取仪器高i；

盘左望远镜照准碎部点竖立的标尺，读取上丝读数l1，下丝读数l2，竖盘读数L，依据下列公式计算测站至碎部点的水平距离D与高差h，式中x为竖盘指标差。

）

[题4-6]直线定向的目的是什么？

它与直线定线有何区别？

目的——确定地面直线与标准方向的北方向间的水平夹角。

区别——直线定线是用钢尺丈量距离时，使分段丈量点位于待丈量直线上。

[题4-7]标准北方向有哪几种？

它们之间有何关系？

标准北方向——真北方向、磁北方向、高斯平面直角坐标系坐标北方向。

磁偏角δ——地面任一点的真北方向与磁北方向的水平夹角，磁北方向偏离真北方向以东δ>

0，磁北方向偏离真北方向以西δ<

0。

子午线收敛角γ——过地面任一点的坐标北方向与该点真北方向的水平夹角，在北半球，地面点位于高斯平面直角坐标系的中央子午线以东γ>

0，地面点位于高斯平面直角坐标系的中央子午线以西γ<

[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

*[题4-10]测距仪的标称精度是怎么定义的？

电磁波测距误差有哪些？

如何削弱？

测距仪的标称精度一般是以mm为单位的固定误差，以ppm为单位的比例误差定义的，

ppm=1mm/km。

例如，标称精度为3mm+2ppm的测距仪，表示，测量1km的距离，含有3mm固定误差，2mm的比例误差。

五、全站仪及其使用

[题5-1]全站仪主要由哪些部件组成？

全站仪是由电子测角、光电测距、微处理器与机载软件组合而成的智能光电测量仪器，它的基本功能是测量水平角、竖直角和斜距，借助于机载程序，可以组成多种测量功能，如计算并显示平距、高差及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、后方交会测量、面积计算等。

*[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？

单轴补偿的电子补偿器只能测出竖轴倾斜量在视准轴方向的分量，并对竖盘读数进行改正。

此时的电子补偿器相当于竖盘指标自动归零补偿器。

[题5-3]全站仪如何进入参数设置？

有何设置内容？

同时按住键开机，进入“参数”菜单，可以进行单位设置、模式设置与其它设置。

[题5-4]全站仪有几种测量模式？

各有何功能？

角度测量、距离测量、坐标测量、菜单、星键等5种模式。

[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？

对边测量可以计算或测量出所立棱镜点之间的水平距离、斜距、高差与方位角，其中，镜站点的坐标可以测量获得，也可以从坐标文件中调用。

对边测量用于测量起始点A至相临目标点之间的平距、高差、斜距与方位角。

施工测量中，用于检查已放样的任意两点之间的水平距离非常方便。

*[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？

在“放样”界面下，按键进入“放样”界面，执行“选择文件”命令，更改当前文件，完成操作后，再按键返回“放样”界面，设置测站点。

再按键进入“放样”界面，执行“选择文件”命令，更改当前文件，完成操作后，再按键返回“放样”界面，设置后视点。

再按键进入“放样”界面，执行“选择文件”命令，更改当前文件，完成操作后，再按键

返回“放样”界面，设置放样点。

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？

产生测量误差的原因有：

仪器误差、观测误差和外界环境的影响。

[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？

测量误差分偶然误差与系统误差。

偶然误差的符号和大小呈偶然性，单个偶然误差没有规律，大量的偶然误差有统计规律；

系统误差符号和大小保持不变，或按照一定的规律变化。

多次观测取平均值可以削弱偶然误差的影响，但不能完全消除偶然误差的影响。

测量仪器在使用前进行检验和校正；

操作时应严格按规范的要求进行；

布设平面与高程控制网测量控制点的坐标时，应有一定的多余观测量，可以将系统误差限制到很小的范围。

[题6-3]偶然误差有哪些特性？

①偶然误差有界，或者说在一定观测条件下的有限次观测中，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值；

②绝对值较小的误差出现的频率较大，绝对值较大的误差出现的频率较小；

③绝对值相等的正、负误差出现的频率大致相等；

④当观测次数∞→n时，偶然误差的平均值趋近于零。

[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。

解：

7次丈量的平均值为=168.135m或168.136m，一次丈量的中误差为=0.011m=11mm。

算术平均值的中误差为=

[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。

水平角β与方向观测值L1，L2的观测为β=L1−L2，由误差传播定律得

[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。

设三角形闭合差为ω=β1+β2+β3−1800，内角的中误差为m，由误差传播定律得闭合差的中误差为

[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？

建立平面控制网的方法有三角测量法（含边角测量与交会定点）、导线测量法与GPS测量法。

三角测量法——需要观测水平角，不需要测量边长或只需要测量少量的起算边长，光电测距仪没有出现以前普遍使用；

每个点观测的方向数比较多，对通视要求高，所以，三角点通常选择在高山上，每个点都需要建立三角觇标，测量人员需要爬山，外业工作比较艰苦。

导线测量法——需要观测水平角与每条边长，不需要测量边长或只需要测量少量的起算边长，光电测距仪没有出现以前，测边的工作量很大。

导线布设比较灵活，只需要与前后点通视即可，常用于城市控制网的加密，尤其是在建筑密度比较大的城区测量时经常使用。

GPS测量法——不要求控制点之间相互通视，只要在没有障碍物遮挡天空卫星的点上安置GPS，都可以快速准确地进行卫星数据采集。

[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。

[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?

网内至少需要已知一个点的平面坐标，已知一条边长的水平距离与方位角。

当平面控制网观测了至少一条边长时，可以不需要已知边长。

[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？

导线的布设形式有闭合导线、附合导线与支导线。

导线测量外业工作包括：

踏勘选点、建立标志、测角与量边。

[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？

附合导线的角度闭合差为方位角闭合差，而闭合导线有时为多边形内角和闭合差；

附合导线的坐标增量闭合差是边长推算的端点坐标差减端点的已知坐标增量，而闭合导线的坐标增量闭合差为各边长的x或y坐标增量之和。

[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。

角

[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，试使用fx-5800P程序PM3-1计算1，2，3，4点的平面坐标。

X1（m）=3748.091Y1（m）=2132.244

X2（m）=3779.479Y2（m）=2281.100

X3（m）=3733.812Y3（m）=2395.007

[题7-9]计算图下图（a）所示测角后方交会点P3的平面坐标。

八、GPS测量

[题8-1]GPS有几颗工作卫星？

距离地表的平均高度是多少？

到1994年3月28日完成第24颗卫星的发射，其中的工作卫星21颗，备用卫星3颗，目前在轨卫星数已超过32颗。

卫星