1、 Eastern Liaoning University 编号： 2 4 1 测量 学 surveying 习题集 答案 张亮、丛培东、张艳秋、宿秀艳 编撰 城市建设学院 二七年 七月十五 日 目录 第一 部分 习题和作业 （含答案） Eastern Liaoning University - 1 - 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、
2、 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。 Eastern Liaoning University - 2 - 题 1-2 熟悉和理解铅 垂线、
3、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
4、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，第象限位置相同，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： x A =2497019.17m， Y A =19710154.33m
5、，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 1323 号带内，位于统一 3带投影的 2445 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 0 L =6 19-3=111。 去掉带号与 500km 后的 A y =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) (6371 )=1.88996 =
6、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。Eastern L
7、iaoning University - 3 - 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
8、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
9、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 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 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 L L” ，视准轴 CC ，管水准器轴 LL ，要求 VV L L” ，CC LL ，十字丝横丝 VV 。 Eastern Liaoning University - 4 - 题 2-3 何谓视差？产
10、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
11、 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： 望远镜的放大倍数大、分辨率高，如规范要
12、求 DS1 不小于 38 倍，DS05不小于 40 倍； 管水准器分划值为 10 /2mm，精平精度高； 望远镜物镜的有效孔径大，亮度好； 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； 采用平板玻璃测微器读数，读数误差小； 配备精密水准尺。 电子水准仪的特点是： 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； 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； 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； 电子水准仪一般是设置有补偿器
13、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Eastern Liaoning University - 5 - 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 *
14、 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 = 2 a 1.792m， B 尺读数 2 b =1.467m。试计算仪器的 i 角。 答： 第二设站观测的高差为 = AB h 1.792-1.467=0.325m，两 次高差之差为 Eastern Liaoning University - 6 - 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
15、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
16、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
17、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 =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 = 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？ 答：用于指
18、示竖盘指标铅垂。 Eastern Liaoning University - 7 - 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。 Eastern Liaoning University - 8 - 题 3-12 确定图 3-41 所示竖盘结构的竖直角计算公式？
19、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？ 答：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 L L 。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？ 答：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？ 答：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
20、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？ 答：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？ 答：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Eastern Liaoning Unive
21、rsity - 9 - 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。 答：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？ 答
22、： 尺长误差， 温度误差； 钢尺倾斜和垂曲误差； 定线误差； 拉力误差； 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？ 答：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
23、者要高。 题 4-5 说明视距测量的方法。 答：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？ 答：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？ 答：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 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 0，磁北方向偏离真北方向以西 0，地面点位于高斯平面直角坐标系的中央子午线以西 0。 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？ 答：
