測量學(xué)課后習(xí)題答案

第一章 緒論1、測量學(xué)的基本任務(wù)是什么？對你所學(xué)專業(yè)起什么作用？答：測量學(xué)是研究地球的形狀和大小，以及確定地面（包括空中、地下和海底）點位的科學(xué)。它的任務(wù)包括測定和測設(shè)兩個部分。測量學(xué)在土木工程專業(yè)的工作中有著廣泛的應(yīng)用。例如，在勘測設(shè)計的各個階段，需要測區(qū)的地形信息和地形圖或電子地圖，供工程規(guī)劃、選擇廠址和設(shè)計使用。在施工階段，要進行施工測量，將設(shè)計的建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程測設(shè)于實地，以便進行施工；伴隨著施工的進展，不斷地測設(shè)高程和軸線，以指導(dǎo)施工；并且根據(jù)需要還要進行設(shè)備的安裝測量。在施工的同時，要根據(jù)建（構(gòu)）筑物的要求，開始變形觀測，直至建（構(gòu)）筑物基本上停止變形為止，以監(jiān)測施工的建（構(gòu)）筑物變形的全過程，為保護建（構(gòu)）筑物提供資料。施工結(jié)束后，及時地進行竣工測量，繪制竣工圖，供日后擴建、改建、修建以及進一步發(fā)展提供依據(jù)。在建（構(gòu)）筑物使用和工程的運營階段，對某些大型及重要的建筑物和構(gòu)筑物，還要繼續(xù)進行變形觀測和安全監(jiān)測，為安全運營和生產(chǎn)提供資料。由此可見，測量工作在土木工程專業(yè)應(yīng)用十分廣泛，它貫穿著工程建設(shè)的全過程，特別是大型和重要的工程，測量工作更是非常重要的。2、測定與測設(shè)有何區(qū)別？答：測定是指使用測量儀器和工具，通過觀測和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，把地球表面的地形縮繪成地形圖，供經(jīng)濟建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計、科學(xué)研究和國防建設(shè)使用。測設(shè)是把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地面上標定出來，作為施工的依據(jù)。3、何謂水準面？何謂大地水準面？它在測量工作中的作用是什么？答：靜止的水面稱為水準面，水準面是受地球重力影響而形成的，是一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面，并且是一個重力場的等位面。與平均海水面吻合并向大陸、島嶼內(nèi)延伸而形成的閉合曲面，稱為大地水準面。大地水準面是測量工作的基準面。4、何謂絕對高程和相對高程？何謂高差？答：某點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，稱為該點的絕對高程或海拔。假定一個水準面作為高程基準面，地面點至假定水準面的鉛垂距離，稱為相對高程或假定高程。5、表示地面點位有哪幾種坐標系統(tǒng)？答：表示地面點位有大地坐標系、空間直角坐標系、獨立平面直角坐標系、高斯平面直角坐標系。6、測量學(xué)中的平面直角坐標系與數(shù)學(xué)中的平面直角坐標系有何不同？答：測量平面直角坐標系與數(shù)學(xué)平面直角坐標系的區(qū)別見圖。a）測量平面直角坐標系 b）數(shù)學(xué)平面直角坐標系7、某點的經(jīng)度為 11845 ，試計算它所在 6帶及 3帶的帶號，以及中央子午線的經(jīng)度是多少？答：N=INT(11845/6+1)=20 L=20*6-3=117n=INT(11845/3+1)=40 l=40*3=1208、用水平面代替水準面，對距離、水平角和高程有何影響？答：（1）用水平面代替水準面對距離的影響為 或 ；在半徑為 10km 23RS2的范圍內(nèi)進行距離測量時,用水平面代替水準面所產(chǎn)生的距離誤差可以忽略不計。（2）用水平面代替水準面對水平角的影響為 ；當測區(qū)范圍在 100km2時,地球曲率P對水平角的影響僅為 0.51，在普通測量工作時可以忽略不計。（3）用水平面代替水準面對高差的影響為 ；在高程測量中,當距離為 200m 時，對RSh2高差的影響達到 3.1mm，因此即使在很短的距離內(nèi)也必須考慮地球曲率的影響。9、測量工作的原則是什么？答：在測量工作中，為了防止測量誤差的逐漸傳遞而累計增大到不能容許的程度，要求測量工作遵循在布局上“由整體到局部” 、在精度上“由高級到低級” 、在次序上“先控制后碎部”的原則。10、確定地面點位的三項基本測量工作是什么？答：確定地面點位的三項基本測量工作是測角、量距、測高差。第二章 水準測量1、設(shè) A 為后視點，B 為前視點；A 點高程是 20.016m。當后視讀數(shù)為 1.124m，前視讀數(shù)為1.428m，問 A、B 兩點高差是多少？B 點比 A 點高還是低？B 點的高程是多少？并繪圖說明。答： B 點比 A 點低mh304.28.14. mH712.9304.16.22、解釋下列名詞：視準軸、轉(zhuǎn)點、水準管軸、水準管分劃值、視線高程。答：十字絲交點與物鏡光心的連線，稱為視準軸或視線。在水準點與水準點之間多次架設(shè)儀器時起傳遞高差作用的點稱為轉(zhuǎn)點。水準管上一般刻有間隔為 2mm 的分劃線，分劃線的中點 O 稱為水準管零點；通過零點作水準管圓弧的切線，稱為水準管軸。水準管圓弧 2mm 所對的圓心角 ，稱為水準管分劃值。點位的已知高程加水準儀水平視線在水準尺上的讀數(shù)即為視線高程，或水準儀實現(xiàn)水平時至大地水準面的鉛垂距離。3、何謂視差？產(chǎn)生視差的原因是什么？怎樣消除視差？答：當眼睛在目鏡端上下微微移動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標像有相對運動，這種現(xiàn)象稱為視差。產(chǎn)生視差的原因是目標成像的平面和十字絲平面不重合。消除的方法是重新仔細地進行物鏡對光，直到眼睛上下移動，讀數(shù)不變?yōu)橹埂?、水準儀上的圓水準器和管水準器作用有何不同？答：借助圓水準器的氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛直，從而視準軸粗略水平，達到儀器粗平的目的。借助管水準器的氣泡居中，使儀器的視準軸達到精確水平。5、水準測量時，注意前、后視距離相等；它可消除哪幾項誤差？答：水準測量時，注意前、后視距離相等，可以消除視準軸和水準管軸不平行引起的儀器誤差對觀測的影響，還可以消除地球曲率和大氣折光等外界環(huán)境對觀測的影響。6、試述水準測量的計算校核。它主要校核哪兩項計算？答：1、檢核高差的計算 a-b=h2、檢核高程點計算 H B-HA=h7、調(diào)整表 2-3 中附合路線等外水準測量觀測成果，并求出各點的高程。mvhvh mvhmf mhhAB 820.61307.15.6H5.6.2847. 84.62307.159.659.1.2.73.4H23.64307.1.6. 1.497.58371206.8.9. 3.91.75-16.23.1465.6564332211A 8、調(diào)整圖 2-40 所示的閉合水準路線的觀測成果，并求出各點的高程。 mvhvh mvhffhh 30.412905.18.26.4H6.7.9.5924.805.1.3.413.4.2.59.H9.05.13.4, 8428102 -.-.7.4-.54103322110 9、水準儀有哪幾條軸線？它們之間應(yīng)滿足什么條件？什么是主條件？為什么？答：水準儀的軸線有：視準軸、管水準軸、圓水準軸、儀器豎軸。它們之間應(yīng)滿足的條件是：(1)圓水準軸儀器豎軸（2）視準軸管水準軸（3）十字絲中絲（橫絲）儀器的豎軸。其中（2）為主條件。因為按照水準測量原理要求，水準測量時視準軸必須處于水平位置，而調(diào)整微傾螺旋可以使管水準氣泡居中，即水準管軸水平，所以水準儀必須滿足（3）條件。10、設(shè) A、B 兩點相距 80m，水準儀安置于中點 C，測得 A 點尺上讀數(shù) a1=1.321m，B 點尺上的讀數(shù) b1=1.117m；儀器搬至 B 點附近，又測得 B 點尺上的讀數(shù) b2=1.466m，A 點尺上讀數(shù)a2=1.695m。試問該儀器水準管軸是否平行于視準軸？如不平行，應(yīng)如何校正？mahba670.124.6.19.95.32水準管軸和視準軸不平行。校正方法：調(diào)節(jié)微傾螺旋使讀數(shù)為 1.670m,調(diào)節(jié)管水準器一端的調(diào)節(jié)螺旋使水準管氣泡居中。第三章 角度測量1、什么是水平角？在同一豎直面內(nèi)，不同高度的點在水平度盤上的讀數(shù)是否一樣？答：地面上從一點出發(fā)的兩直線之間的夾角，在水平面上的投影稱為水平角。在同一豎直面內(nèi)，不同高度的點在水平度盤上的讀數(shù)一樣。2、什么是豎直角？如何區(qū)分仰角和俯角？答：在同一豎直面內(nèi)，目標視線方向與水平線的夾角稱為豎直角。當視線方向位于水平線之上，豎直角為正值，稱為仰角；當視線方向位于水平線之下，豎直角為負值，稱為俯角。3、J 2級光學(xué)經(jīng)緯儀與 J6級光學(xué)經(jīng)緯儀有何區(qū)別？答：J 2級光學(xué)經(jīng)緯儀與 J6級光學(xué)經(jīng)緯儀的區(qū)別主要是讀數(shù)設(shè)備及讀數(shù)方法。J 2級光學(xué)經(jīng)緯儀一般均采用對徑分劃線影像符合的讀數(shù)裝置。采用符合讀數(shù)裝置，可以消除照準部偏心的影響，提高讀數(shù)精度。4、角度測量時，對中、整平的目的是什么？簡述用光學(xué)對中器對中整平的過程。答：對中的目的是使儀器的中心（豎軸）與測站點位于同一鉛垂線上。整平的目的是使儀器的豎軸豎直，水平度盤處于水平位置。光學(xué)對中器對中整平的過程：（1）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調(diào)至中間位置，架頭大致水平，光學(xué)對中器大致位于測站點的鉛垂線上，將三腳架踩實。 （粗略對中）（2）旋轉(zhuǎn)光學(xué)對中器的目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或推動目鏡使測站點影像清晰。 （調(diào)焦）（3）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學(xué)對中器精確對準測站點。 （精確對中）（4）利用三腳架的伸縮調(diào)整架腿的長度，使圓水準器氣泡居中。 （粗略整平）（5）調(diào)節(jié)腳螺旋使照準部水準管氣泡居中。 （精確整平）（6）用光學(xué)對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈中心。如果偏離中心較多則需重復(fù)步驟（3）精確對中（4）粗略整平（5）精確整平，如果偏離中心較少，稍微松開三腳架連接螺旋，在架頭上移動儀器，測站點位于圓圈中心后旋緊連接螺旋。（7）觀察照準部水準管氣泡是否仍然居中，若偏離則需重新做精確整平。直至在儀器整平后，光學(xué)對中器對準測站點為止。5、整理表 3-5 測回法觀測水平角的記錄手簿。測 站 盤 位 目 標 讀 數(shù) 半 測 回 角 值 平 均 角 值 備 注A 0 02 00B 120 18 24A 180 02 06B 300 18 06水 平 角 觀 測 記 錄 (測 回 法 )O左右120 16 24120 16 00120 16 12 24 406、將某經(jīng)緯儀置于盤左，當視線水平時，豎盤讀數(shù)為 90；當望遠鏡逐漸上仰，豎盤讀數(shù)在減少。試寫出該儀器的豎直角計算公式。 Lo907、豎直角觀測時，為什么在讀取豎盤讀數(shù)前一定要使豎盤指標水準管的氣泡居中？答：當豎盤指標水準管的氣泡居中時，豎盤指標處于正確位置，所指讀數(shù)為正確讀數(shù)。8、什么是豎盤指標差？指標差的正、負是如何定義的？答：當視線水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標不是恰好指在 90 或 270 整數(shù)上，而是與 90 或 270 相差一個 x 角，稱為豎盤指標差。當豎盤指標的偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，x 值為正，當豎盤指標的偏移方向與豎盤注記增加方向不一致時，x 值為負。9、順時針與逆時針注記的豎盤，計算豎盤指標差的公式有無區(qū)別？答：順時針與逆時針注記的豎盤，計算豎盤指標差的公式是相同的。10、經(jīng)緯儀有哪些主要軸線？它們之間應(yīng)滿足什么條件？為什么必須滿足這些條件？答：經(jīng)緯儀的主要軸線有望遠鏡的視準軸、儀器的旋轉(zhuǎn)軸豎軸、望遠鏡的旋轉(zhuǎn)軸橫軸、水準管軸。它們之間應(yīng)滿足的條件有：水準管軸豎軸、視準軸橫軸、橫軸豎軸、十字絲豎絲橫軸、豎盤指標差應(yīng)在規(guī)定的限差范圍內(nèi)、光學(xué)對中器的光學(xué)垂線與豎軸重合。只有水準管軸豎軸，當水準管氣泡居中時，儀器豎軸處于鉛垂位置；只有橫軸豎軸，當豎軸處于鉛垂位置時，橫軸處于水平位置；只有視準軸橫軸和十字絲豎絲橫軸，當橫軸處于水平位置時，視準軸圍繞橫軸旋轉(zhuǎn)時才能得到一個豎直面，這樣才能保證所讀的水平角讀數(shù)是目標視線垂直投影在水平度盤上的正確讀數(shù)。只有豎盤指標差在規(guī)定的限差范圍內(nèi)，豎盤指標線才準確指向目標視線在豎直度盤上的讀數(shù)；只有光學(xué)對中器的光學(xué)垂線與豎軸重合，當儀器對中時，儀器所測得的水平角讀數(shù)是測站點和目標點連線投影在水平度盤上的讀數(shù)。11、在角度測量時，采用盤左、盤右觀測，可以消除哪些誤差對測角的影響？答：在角度測量時，采用盤左、盤右觀測，可以消除以下誤差對測角的影響：視準軸誤差、橫軸誤差、照準部偏心差、豎盤指標差。但不能消除豎軸誤差和度盤分劃誤差對測角的影響。12、豎軸誤差是怎樣產(chǎn)生的？如何減弱其對測角的影響？答：照準部水準管軸不垂直于豎軸，或者儀器在使用時沒有嚴格整平，都會產(chǎn)生豎軸誤差。只有對儀器進行嚴格的檢驗和校正，并在測量中仔細整平，才能減弱其對測角的影響。13、在什么情況下，對中誤差和目標偏心差對測角的影響大？答：邊長較短時，對中誤差對測角的影響較大；目標傾斜越大，瞄準部位越高和（或）邊長越短時，目標偏心差對測角的影響越大。14、電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀有何不同？答：電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀的主要不同點在于讀數(shù)系統(tǒng)，電子經(jīng)緯儀采用光電掃描和電子元件進行自動讀數(shù)和液晶顯示。第四章 距離測量和直線定向1、在距離丈量之前，為什么要進行直線定線？如何進行定線？答：當兩個地面點之間的距離較長或地勢起伏較大時，為使量距工作方便起見，可分成幾段進行丈量，把多根標桿標定在已知直線上進行直線定線。如圖所示，A、B 為待測距離的兩個端點，先在 A、B 點上持立標桿，甲立在 A 點后 12m 處，由 A 瞄向 B，使視線與標桿邊緣相切，甲指揮乙持標桿左右移動，直到 A、2、B 三標桿在一條直線上，然后將標桿豎直地插下。直線定線一般由遠到近。2、鋼尺量距的基本要求是什么？答：鋼尺量距的基本要求是“直、平、準” 。3、用鋼尺丈量 AB、CD 兩段距離，AB 往測為 232.355m，返測為 232.340m；CD 段往測為145.682m，返測為 145.690m。兩段距離丈量精度是否相同？為什么？兩段丈量結(jié)果各為多少？ 18206.4516.45/9.10348.2501348.2/. 5CDCDABABKmm根據(jù)兩段距離丈量的相對誤差確定兩段距離丈量精度不同.4、什么叫直線定向？為什么要進行直線定向？答：確定一條直線與一基本方向之間的水平角，稱為直線定向。為了確定兩點間平面位置的相對關(guān)系，測定兩點之間水平距離外，需要確定兩點所連直線的方向。5、測量上作為定向依據(jù)的基本方向線有哪些？什么叫方位角？答：測量上作為定向依據(jù)的基本方向線有真北方向、磁北方向、坐標北方向。由直線一端的基本方向起，順時針量至直線的水平角稱為該直線的方位角。6、真方位角、磁方位角、坐標方位角三者的關(guān)系是什么？ mA其中 為真北方向和磁北方向所夾的磁偏角， 為真北方向和坐標北方向所夾的子午線收斂角。7、已知 A 點的磁偏角為西偏 21，過 A 點的真子午線與中央子午線的收斂角為+3，直線AB 的坐標方位角 =6420，求 AB 直線的真方位角與磁方位角。 46)12(3640oom8、怎樣使用羅盤儀測定直線的磁方位角？答：（1）安置羅盤儀于直線的一個端點，進行對中和整平。（2）用望遠鏡瞄準直線另一端點的標桿。（3）松開磁針制動螺旋，將磁針放下，待磁針靜止后，磁針在刻度盤上所指的讀數(shù)即為該直線的磁方位角。讀數(shù)時，刻度盤的 0 刻劃線在望遠鏡的物鏡一端，應(yīng)按磁針北端讀數(shù)；若在目鏡一端，則應(yīng)按磁針南端讀數(shù)。 （套銅圈為磁針南端）9、試述紅外測距儀采用的相位法測距原理。答：相位式光電測距是通過測量調(diào)制光在測線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移，測定調(diào)制波長的相對值來求出距離 D。由光源燈發(fā)出的光通過調(diào)制器后，成為光強隨高頻信號變化的調(diào)制光射向測線另一端的反射鏡。經(jīng)反射鏡反射后被接收器接收，然后由相位計將發(fā)射信號與接收信號進行相位比較，獲得調(diào)制光在被測距離上往返傳播所引起的相位移，并由顯示器顯示出來，從而計算兩點之間距離。10、紅外測距儀為什么要配置兩把“光尺”？答：為了擴大單值解的測程，就必須選用較長的測尺，即選用較低的調(diào)制頻率。由于儀器測相誤差對測距誤差的影響將隨測尺長度的增加而增大，因此，為了解決擴大測程與提高精度的矛盾，可以采用一組測尺共同測距，以短測尺（又稱精測尺）保證精度，用長測尺（又稱粗測尺）保證測程，從而解決了“多值性”的問題。11、紅外測距儀在測得斜距后，一般還需要進行哪幾項改正？答：改正計算大致可分為三類：其一是儀器系統(tǒng)誤差改正，其二是大氣折射率變化所引起的改正，其三是歸算改正。儀器系統(tǒng)誤差改正包括加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正和周期誤差改正。電磁波在大氣中傳輸時受氣象條件的影響很大，因而要進行大氣改正。屬于歸算方面的改正主要有傾斜改正，歸算到參考橢球面上的改正（簡稱為歸算改正） 、投影到高斯平面上的改正（簡稱為投影改正） 。如果有偏心觀測的成果，還要進行歸心改正。對于較長距離（例如 10km 以上） ，有時還要加入波道彎曲改正。短程光電測距儀測定的距離進行改正計算有：加常數(shù)改正；乘常數(shù)改正；氣象改正；傾斜改正；歸算至大地水準面的改正。12、儀器常數(shù)指的是什么？它們的具體含義是什么？答：儀器常數(shù)指儀器加常數(shù)和儀器的乘常數(shù)。加常數(shù)改正：由于測距儀的距離起算中心與儀器的安置中心不一致，以及反射鏡等效反射面與反射鏡安置中