测量学试题及答案

习题1 1．什么叫大地水准面?它有什么特点和作用? 2．什么叫绝对高程、相对高程及高差? 3．测量上的平面直角坐标系和数学上的平面直角坐标系有什么区别?

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答案： 1．通过平均海水面的一个水准面，称大地水准面，它的特点是水准面上任意一点铅垂线都垂直于该点的曲面，是一个重力曲面，其作用是测量工作的基准面。 2．地面点到大地水准面的垂直距离，称为该点的绝对高程。地面点到假设水准面的垂直距离，称为该点的相对高程。两点高程之差称为高差。 3．测量坐标系的X轴是南北方向，X轴朝北，Y轴是东西方向，Y轴朝东，另外测量坐标系中的四个象限按顺时针编排，这些正好与数学坐标系相反。 4、假想将一个横椭圆柱体套在椭球外，使横椭圆柱的轴心通过椭球中心，并与椭球面上某投影带的中央子午线相切，将中央子午线附近（即东西边缘子午线范围）椭球面上的点投影到横椭圆柱面上，然后顺着过南北极母线将椭圆柱面展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。所以该投影是正形投影。在高斯投影平面上，中央子午线投影后为X轴，赤道投影为Y轴，两轴交点为坐标原点，构成分带的独立的高斯平面直角坐标系统。 5．Y=20000000+(-306579.210m+500000m)=20193420.790。

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6．确定直线与标准方向的关系（用方位角描述）称为直线定向。标准方向有真子午线方向、磁子午线方向、坐标纵轴（X轴）方向。由坐标纵轴方向（X轴）的北端，顺时针量至直线的角度，称为直线坐标方位角 7．室内地面绝对高程为：43.80m.女儿墙绝对高程为：133.50m。 8．

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习题2

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2．何谓水准管轴？何谓圆水准轴？何谓水准管分划值？

3．何谓视准轴？视准轴与视线有何关系？

4．何谓视差？产生视差的原因是什么？视差应如何消除？

5．水准测量中为什么要求前后视距相等？

6．水准测量中设置转点有何作用？在转点立尺时为什么要放置尺垫？何点不能放置尺垫？

7．S3型水准仪有哪几条主要轴线？它们之间应满足哪些几何条件？为什么？哪个是主要条件？

8．水准测量中，怎样进行记录计算校核和外业成果校核？

9．使用CASIO fx-3950P计算器编程计算表2-4中水准测量观测高差及B点高程。

表2-4 水准测量观测记录手薄

10.在表2-5中进行附合水准测量成果整理，计算高差改正数、改正后高差和高程。

表2-5 附合水准路线测量成果计算表

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习题3

1. 何谓水平角?何谓竖直角?它们取值范围为多少?

2. DJ6型光学经纬仪由哪几个部分组成?

3. 经纬仪安置包括哪两个内容?怎样进行?目的何在?

4. 试述测回法操作步骤、记录计算及限差规定?

5. 如何将经纬仪的起始方向水平度盘读数配置成08009000？

6. 测量竖直角时，每次竖直度盘读数前为什么应先使竖盘水准管气泡居中，然后再读数?

7. 测量水平角时，为什么要用盘左、盘右两个位置观测?

8. 何谓竖盘指标差?如何消除竖盘指标差?

9. 经纬仪有哪几条主要轴线?它们应满足什么条件?

10. 用经纬仪瞄准同一竖直面内不同高度的两点，水平度盘上的读数是否相同?在竖直度盘上的两读数差是否就是竖直角?为什么?

11. 用J6型光学经纬仪按测回法观测水平角，整理表3-7中水平角观测的各项计算。

表3-7 水平角观测记录

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aaa测站a目标a度盘读数a半测回角值a一测回角值a各测回 平均角值a备 注a盘 左a盘 右a° ′ ″a° ′ ″a° ′ ″a° ′ ″a° ′ ″aOaAa 0 00 24a180 00 54a Ba58 48 54a238 49 18a Aa90 00 12a270 00 36a Ba148 48 48a328 49 18a

12. 使用CASIO fx-3950P计算器编程计算表3-8竖直角观测的指标差和竖直角。

表3-8　竖直角观测记录

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aaa测站a目标a度盘读数a指标差a竖直角a备 注a盘 左a盘 右a° ′ ″a° ′ ″a ″a° ′ ″aOaAa79 20 24a280 40 00a+12a+10 39 48aa Ba98 32 18a261 27 54a+6a-8 32 12aCa90 32 42a270 27 00a-9a-0 32 51aDa84 56 24a275 03 18a-9a+5 03 27a

13. 用DJ6型光学经纬仪观测某一目标，盘左竖直度盘读数为7l°45′24″，该仪器竖盘(盘左)注记如l2题表3-8所示，测得竖盘指标差

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=+24″，试求该目标正确的竖直角

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为多少?288 15 24 +18 15 00

14.距离测量有哪几种方法?光电测距仪的测距原理是什么?

15.某钢尺的尺长方程为lt=30m+0.006m+1.2×10-5×30m×(t -20°C)，使用该钢尺丈量AB之间的长度为29.9358m，丈量时的温度t =12°C，使用拉力与检定时相同，AB两点间高差hAB=0.78m，试计算AB之间的实际水平距离？

16.何谓全站仪？它有哪几部分组成？一般具有哪些测量功能？

答案：

1．地面上某点到两目标的方向线铅垂投影在水平面上的构成的角度，称为水平角。其取值为0°～360°。在同一铅直面内，某一方向线与水平视线间的夹角，称为竖直角。竖直角的取值是0°～±90°。

2．DJ6型光学经纬仪主要由基座、照准部、度盘三部分组成。

3．经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心与测站点(标志中心)处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，使水平度盘处于水平位置。对中可使用垂球或光学对中器操作。整平使用基座脚螺旋，先使水准管平行于上任意两个脚螺旋连线方向，两手同时转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。然后将照准部转动908，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。按上述方法反复操作，直到仪器旋至到任何位置，水准管气泡总是居中为止。

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习题4

l．怎样区分测量工作中的误差和粗差?

2．偶然误差和系统误差有什么不同?偶然误差有哪些特性?

3．为什么说观测值的算术平均值是最可靠值?

4．在什么情况下采用中误差衡量测量的精度?在什么情况下则用相对误差?

5．某直线段丈量了4次，其结果为：98.427m，98.415m，98.430m，98.426m。使用CASIO fx-3950P计算器在单变量统计模式下计算其算术平均值、观测值中误差，并计算算术平均值中误差和相对误差。

6．设对某水平角进行了五次观测，其角度为：63°26′12″，63°26′09″，63°26′18″，63°26′15″，63°26′06″。计算其算术平均值、观测值的中误差和算术平均值的中误差。

答案：

1．测量中的误差是不可避免的，只要满足规定误差要求，工作中可以采取措施加以减弱或处理。

粗差的产生主要是由于工作中的粗心大意或观测方法不当造成的，含有粗差的观测成果是不合格的，必须采取适当的方法和措施剔除粗差或重新进行观测。

2．这两种误差主要在含义上不同，另外系统误差具有累积性，对测量结果的影响很大，但这种影响具有一定的规律性，可以通过适当的途径确定其大小和符号，利用计算公式改正系统误差对观测值的影响，或采用适当的观测方法、提高测量仪器的精度加以消除或削弱。偶然误差是不可避免的，且无法消除，但多次观测取其平均，可以抵消一些偶然误差，因此偶然误差具有抵偿性，多次观测值的平均值比一次测得的数值更接近于真值，此外，提高测量仪器的精度、选择良好的外界观测条件、改进观测程序、采用合理的数据处理方法如最小二乘法等措施来减少偶然误差对测量成果的影响。

偶然误差特点归纳起来为：

1．在一定观测条件下，绝对值超过一定限值的误差出现的频率为零；

2．绝对值较小的误差出现的频率大，绝对值较大的误差出现的频率小；

3．绝对值相等的正负误差出现的频率大致相等；

4．当观测次数无限增大时，偶然误差的算术平均值趋近于零。

3．根据偶然误差第四个特征（抵偿性），因为算术平均值是多次观测值的平均值，当观测次数增大时，算术平均值趋近真值，故为最可靠值。

4．一般在测角或水准测量时，采用中误差的方法衡量精度。在距离测量时，采用相对中误差的方法衡量精度。

5．X=98.4245m，m=±0.0066m，mx=±0.0033m，1/30000

6．X=63°26′12″，m=±4.7″，mx=±2.1″。

习题5

l．什么叫控制点?什么叫控制测量?

2．什么叫碎部点?什么叫碎部测量?

3．选择测图控制点(导线点)应注意哪些问题?

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7．简要说明附合导线和闭合导线在内业计算上的不同点。

8．整理表5-19中的四等水准测量观测数据。

表5-19 四等水准测量记录整理

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9．在导线计算中，角度闭合差的调整原则是什么?坐标增量闭合差的调整原则是什么?

10．在三角高程测量时，为什么必须进行对向观测?

11．GPS全球定位系统由几部分组成？有什么优点？

答案：

1．具有控制全局作用的网点称为控制点，测定控制点平面位置和高程的测量称为控制测量。

2．直接用于测图的地形点或施工放样的点称为碎部点。利用控制点测定碎部点的平面位置和高程称为碎部测量。

3．选定导线点的位置时，应注意下列几点：

(l)相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距；

(2)点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器；

(3)视野开阔，便于施测碎部；

(4)导线各边的长度应大致相等，单一导线尽可能布设直伸形状，除特别情形外，对于二、三级导线，其边长应不大于350m，也不宜小于50m；

(5)导线点应有足够的密度，且分布均匀，便于控制整个测区。

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10．在三角高程测量中，取对向观测高差的平均值，可消除球气差的影响。

11．GPS全球定位系统由三部分组成：由GPS卫星组成的空间部分；由若干地方站组成的控制部分；以GPS接收机为主体的用户部分。其优点为：用途广泛、自动化程度高、观测速度快、定位精度高、经费节省和效益高。

习题6

1． 什么是比例尺精度？它在测绘工作中有何作用？

2．地物符号有几种?各有何特点?

3．何谓等高线?在同一幅图上，等高距、等高线平距与地面坡度三者之间的关系如何?

4．地形图应用有哪些基本内容?

答案：

1．相当于图上0.1㎜的实地水平距离称为比例尺精度，在测图时用来决定测区地面的测量详细程度，取舍地物，在规划设计用图时，用来选择合适的比例尺地形图。

2．地物符号可分为：比例符号、非比例符号、半比例符号、地物注记等。

比例符号其地物的形状和大小均按测图比例尺缩小，并用规定的符号描绘在图纸上。

非比例符号其地物形状和大小无法按比例缩绘到图上，采用相应的规定专用符号表示在该地物的中心位置上。

半比例符号其地物的长度可按比例尺缩绘，而宽度不按比例尺缩小表示的符号。

地物注记是对地物的性质、名称等用文字和数字或者符号加以说明。

3．等高线是地面上高程相同的相邻各点所连接而成的闭合曲线。地形图上等高线密即平距小，表示地面坡度陡，反之表示地面坡度平缓。

4．确定图上点的坐标；确定两点间的水平距离；确定两点间直线的坐标方位角；确定点的高程；确定两点间直线的坡度；按规定的坡度选定等坡路线；绘制已知方向纵断面图；确定汇水面积的边界线等。

习题7

1．测图前有哪些准备工作?控制点展绘后，怎样检查其正确性?

2．某碎部测量按视距测量法测量数据见表7-7，试用CASIO fx-3950P计算器编程计算各碎部点的水平距离及高程。

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4．工程上常用的储存在数据载体上的数字形式的大比例尺地图。

习题8

1．测设的基本工作有哪几项？测设与测量有何不同？

2．测设点的平面位置有几种方法？各适用于什么情况？

3．要在坡度一致的倾斜地面上设置水平距离为126.000m的线段，已知线段两端的高差为3.60m（预先测定），所用30m钢尺的鉴定长度是29.993m，测设时的温度t=10℃,鉴定时的温度t0=200C，试计算用这根钢尺在实地沿倾斜地面应量的长度。

4．如何用一般方法测设已知数值的水平角？

5．已测设直角AOB，并用多个测回测得其平均角值为90000′48″，又知OB的长度为150.000m,问在垂直于OB的方向上，B点应该向何方向移动多少距离才能得到90000′00″的角？

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6．如图8-16，已知αAB=3000 04′00″，xA＝14.22m，yA＝86.71m；x1＝34.22m，y1=66.71m；x2＝54.14m，y2＝101.40m。试使用CASIO fx-3950P计算器编程计算仪器安置于A点，用极坐标法测设1与2点的测设数据及检核角γ、检核长度D1-2，并简述测设点位过程。

图8-16 极坐标法放样点位

7．利用高程为9.531m的水准点A，测设设计高程为9.800m的室内±0.000标高，水准仪安置在合适位置，读取水准点A上水准尺读数为1.035m,问水准仪瞄准±0.000处水准尺，读数应为多少时，尺底高程就是±0.000标高位置？

答案：

1．基本工作有已知水平距离的测设、已知水平角的测设和已知高程的测设。测设是根据工程设计图纸上待建的建筑物、构筑物的轴线位置、尺寸及其高程，算出待建的建筑物、构筑物的轴线交点与控制点（或原有建筑物的特征点）之间的距离、角度、高差等测设数据，然后以控制点为根据，将待建的建筑物、构筑物的特征点（或轴线交点）在实地标定出来作为施工的依据。测量是根据水准测量、角度测量合距离测量工作测量两点间高差、角度合水平距离。

2．有极坐标法，这是常用方法，适用广泛；直角坐标法，这是极坐标法的特例，适用于控制网为建筑方格网或建筑红线的场合；角度交会法，适用于不方便量距或控制点较远的场合；距离交会法，适用于精度要求不高，且测设长度较短、地方较平坦便于量距的场合。

3．D=126.095m。

4．在测站安置经纬仪，对中、整平，用盘左位置照准后视点，调节水平度盘位置变换手轮，使水平度盘读数为0°00′ 00″，转动照准部使水平度盘读数为已知角度值b，按视线方向定出一点。然后用盘右位置重复上述步骤，定出另一点。取两点连线的中点为测设已知角值为b的测设方向线，此法又称盘左盘右取中法。

5．内移34.9mm。

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7．0.766m。

习题9

1．如何根据建筑方格网进行建筑物的定位放线?为什么要没置轴线桩?

2．对柱子安装测量有何要求?如何进行校正?

3．如何控制吊车梁安装时的中心线位置和高程?

4．建筑施工测量中的主要问题是什么?目前常用哪些方法?

5．简述建筑物沉降观测的目的和方法。

6．为什么要编绘竣工总平面图?竣工总平面图包括哪些内容?

答案：

1．建筑方格网一般是精心测量的矩形控制网，可根据建筑方格网点坐标和建筑物定位点的设计坐标，用直角坐标法测设建筑物轴线交点，详见第8章直角坐标法内容。

由于建筑物定位后，轴线交点位置在基础开挖时被挖掉，所以在基础开挖前，应把轴线交点桩位引测到施工范围以外适当地方，作为基础基槽开挖后各阶段施工中确定轴线位置的依据。

2．要求保证柱子平面和高程位置符合设计要求，柱身铅直。预制钢筋混凝土柱子插人杯形基础的杯口后，柱子三面的中心线与杯口中心线对齐吻合，并固定。

使用严格检验校正的经纬仪在整平后，在柱轴线两个互为垂直方向上安置经纬仪进行校正，先用十字丝竖丝瞄准柱子根部的中心线，制动照准部，缓缓抬高望远镜，观察柱子中心线偏离纵丝的方向，指挥工作人员用钢丝绳拉直柱子，直至从两台经纬仪中观测到的柱子中心线从下而上都与十字丝纵丝重合为止。

3．吊车梁安装时根据柱子上所画±0.000标志的高程，用水准测量方法进行控制，以使修平或加垫牛腿面，保证吊车梁顶面的标高应符合设计要求。

吊车梁安装时的中心线应与牛腿面上的中心线对齐，一般按设计数据在地面上定出吊车梁中心线的两端点，打大木桩标志。然后用经纬仪将吊车梁中心线投测到每个柱子的牛腿面的侧边上，并弹以墨线。

4．建筑物施工测量中的主要问题是轴线投测，保证建筑物轴线正确，控制垂直度。目前常用有外控法和内控法。其次是高程控制，保证建筑物标高正确，目前常用有水准测量法，悬吊钢尺法和钢尺直接丈量法。

5．沉降观测的目的是保证工程建筑物在施工、使用和运行中的安全，以及为建筑设计积累资料。沉降观测的方法有：以水准测量方法为主，也可用光电测距三角高程方法。

6．其目的是对建筑物竣工成果和质量进行验收测量，为日后进行各种设施的维修与管理工作及企业的扩建提供了原有各项建筑物、地上和地下各种管线及测量控制点的坐标、高程等资料。

竣工总平面图包括：

(1)实测建筑物的竣工位置，并现场绘制草图，室内展绘成图为竣工总平面图。

(2)建筑物及其附近的测量控制点布置图及坐标与高程一览表；

(3)建筑物或构筑物沉降及变形观测资料；

(4)地下管线竣工纵断面图；

(5)工程定位、检查及竣工测量的资料；

(6)设计变更文件；

(7)建设场地原始地形图等。

习题10

l．简述道路中线测量任务是什么？包括哪些主要工作？

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习题11

1.地下工程施工测量的任务是什么？地面平面控制测量的方法有哪几种？

2.为什么要进行竖井联系测量？有哪几种方法？

3.何谓隧道贯通误差？在隧道贯通后，如何测定其实际值？

答案：

1．先在地面建立平面与高程控制网，准确测定洞口、进口、坑口等处控制点的平面位置和高程；随着隧道的开挖将地面上坐标、方向及高程通过洞口或竖井联系测量传递到地下洞内，作为地下控制测量的依据；然后进行地下平面与高程控制测量，以指导隧道开挖，保证隧道按设计的精度要求贯通，同时也按设计要求进行地下建（构）筑物的放样。平面控制测量常用方法有：中线法，精密导线法，三角锁（网）法及GPS定位技术等。

2．为了保证地下各相向开挖面的准确贯通，就必须将地面控制点的坐标、方向及高程通过竖井传递到井下，作为地下洞内控制测量的依据。目前有：竖直导线定向法、联系三角形定向法、铅垂仪、陀螺经纬仪联合定向法、以及水准测量法等。

3．在对向开挖或盾构隧道施工中。其汇合面上左右及中线方向上不能完全吻合，这种相互错开的偏差称为贯通误差。它包括纵向误差，横向误差和高程误差。

纵向误差，横向误差可以通过中线法，导线法测定其实际值。

高程误差可以通过水准测量法测定其实际值。