题 第二章水准测量.docx

第四章 水准测量
4.1试题
4.1.1名词解释题
(1)视准轴 (2)水准管轴 (3)圆水准器轴 (4)水准管分划值 (5)水准仪的仪器高程
(1)通过物镜光心与十字丝交点的连线。
(2)通过水准管中点纵向圆弧的切线。
(3)通过水准管零点与水准器球心所作的直线。
(4)水准管相邻两个分划间弧长所对应的圆心角。
(5)水准仪视准轴至水准面的垂直距离。

4.1.2填空题
(1)水准仪粗平是旋转__脚螺旋___使___圆水准器__的气泡居中, 目的是使_竖轴__线铅垂，而精平是旋转__微倾螺旋__ 使__水准管气泡剧中即符合___，目的是使___视准轴__轴线水平。

(2)内对光望远镜的构造主要包括：(a)_物镜__(b)_目镜__(c)__调焦螺旋_ (d)_十字丝划分板_。

(3)水准测量时，水准尺前倾会使读数变_大__，水准尺后倾会使读数变_大__。

(4)水准测量时, 把水准仪安置在距前、后尺大约相等的位置，其目的是为了消除 _视准轴不平行于水准管轴的误差、地球曲率及折光差引起的误差__。

(5)水准仪的构造主要包括：(a)__望远镜___，(b)__水准器__，(c)__托板__，(d)__基座___。

(6)水准测量转点的作用是_传递测点的高程__，因此转点必需选在_结实的地面上_，两观测点中间为主_______，通常转点处要安放__尺垫____。

(7)水准仪水准管的灵敏度主要取决于__水准管分划值__，灵敏度还与__水准管的长度、水准管内壁光滑程度、液体的纯净程度、环境的温度等_有关。

(8)圆水准器整平操作时，第一次调两个脚螺旋使气泡大约处于__通过圆水准器中点垂直于该两脚螺旋连线的垂线上
__，第二次再调第三个脚螺旋使气泡居中，如此反复二、三次即可完成。

(9)水准测量时，调微倾螺旋使水准管气泡居中，望远镜视准轴也就水平，因仪器构造的前提条件是___水准管轴与视准轴平行 __。

4.1.3是非判断题
(1)水准仪的水准管轴应平行于视准轴，是水准仪各轴线间应满足的主条件。(√ )
(2)通过圆水准器的零点，作内表面圆弧的纵切线称圆水准器轴线。 (×)
(3)望远镜对光透镜的作用是使目标能成象在十字丝平面上。 (√ )
(4)通过水准管零点所作圆弧纵切线称水准管轴。 (√)
(5)水准测量中观测误差可通过前、后视距离等远来消除。 (×)
(6)在一个测站水准测量过程中，如果读完后视水准尺后，转到前视水准尺时，发现圆气泡不居中，此时可以稍为调节脚螺旋，使圆气泡居中，接着再调微倾螺旋，使水准管器泡符合，最后读取前视读数。 (× )
(7)水准管圆弧半径R愈大，则水准管分划值愈大，整平精度愈低。 (× )

4.1.4单项选择题
(2)水准测量过程中，当精平后，望远镜由后视转到前视时，有时会发现符合水准气泡偏歪较大，其主要原因是
(a)圆水准器未检定好； (b)竖轴与轴套之间油脂不适量等因素造成的；
(c)圆水准器整平精度低； (d)兼有(b)、(c)两种原因。
(3)在一条水准路线上采用往返观测，可以消除
(a)水准尺未竖直的误差； (b)仪器升沉的误差；
(c)水准尺升沉的误差； (d)两根水准尺零点不准确的误差。
(4)水准仪安置在与前后水准尺大约等距之处观测，其目的是
(a)消除望远镜调焦引起误差； (b)视准轴与水准管轴不平行的误差；
(c)地球曲率和折光差的影响； (d)包含(b)与(c)两项的内容。
(6)水准测量时，长水准管气泡居中是说明
(a)视准轴水平，且与仪器竖轴垂直； (b)视准轴与水准管轴平行；
(c)视准轴水平； (d)视准轴与圆水准器轴垂直。
(7)从自动安平水准仪的结构可知，当圆水准器气泡居中时，便可达到
(a)望远镜视准轴水平； (b)获取望远镜视准轴水平时的读数；
(c)通过补偿器使望远镜视准轴水平。
(8)水准测量记录表中，如果∑h=∑a-∑b, 则说明下列一项是正确的。 (a)记录； (b)计算； (c)观测。
(9)水准测量中的转点指的是
(a)水准仪所安置的位置； (b)水准尺的立尺点；
(c)为传递高程所选的立尺点； (d)水准路线的转弯点。

4.1.5问答题
(1)望远镜视差产生的原因是什么？如何消除？
视差产生原因：观测目标的象平面与十字丝平面不重合。
消除的方法：如果十字丝不够清晰，还需调目镜螺旋使十字丝清晰，然后反复调对光螺旋，使目标的象与十字丝平面重合，一边调对光螺旋，一边用眼睛上下移动，观察目标的象与十字丝是否有错动的现象，边调边观察直至没有错动现象为止，则视差消除了。

(3)外对光望远镜与内对光望远镜有什么不同？内对光望远镜有什么优点？
内对光望远镜由物镜、目镜、十字丝及调焦透镜组成。
外对光望远镜没有调焦透镜，观测目标时靠物镜筒的伸缩来达到调焦的目的。
内对光望远镜的优点在于密封式的，灰尘不易进入。由于有了调焦透镜，增加了放大倍率。在相同放大倍率的情况下，内对光望远镜的镜筒比外对光望远镜的镜筒短。

(4)水准仪上的圆水准器与管水准器的用途有何区别？为什么必须安置这两套水准器？
水准仪的圆水准器作粗平用，管水准器是精确整平视准轴用。
有了这两套水准器，就便于测站的安置与观测。
如果只有圆水准器，则视准轴不可能达到精确水平。如果只有管水准器，由于它灵敏度高，用它来整平仪器就很费时，效率低。

(5)水准测量路线成果校核的方法有几种？试简述之。
有三种：
第一种是往返观测，往返观测高差绝对值应相等，符号相反。
第二种将路线布置成闭合水准路线，因为闭合水准路线，按同一方向各段高差代数和应等于零，从而可校核测量的成果。
第三种布置成附合水准路线，从已知水准点开始，通过观测与计算，最后得到的另一水准点的高程，看其与已知的高程相差为多少。
上述三种方法中第三种为最好的一种方法。

(6)水准仪的构造有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？其中哪个条件是最主要的？为什么它是最主要的？
主要轴线有：视准轴、水准管轴、圆水准器轴以及竖轴。
应满足条件是视准轴平行于水准管轴，圆水准器平行于竖轴，十字丝的横丝应垂直于竖轴。
其中视准轴平行于水准管轴是最主要的条件，因为只有满足这两条轴线相互平行的条件，观测时调水准管气泡居中，才能保证视准轴是水平的。

(7)使用微倾水准仪进行水准测量时，为什么每次读数前都要调平管水准器？
因为水准测量在读数的一瞬间要求视准轴严格处于水平位置。
然而，当后视转为前视或前视转为后视时，由于仪器竖轴本身并非处于严格的铅垂状态，所以此时水准管的气泡又不居中了，只要在读数前调平水准管，视准轴才能为水平状态。

(8)如果视准轴不平行于水准管轴，对尺上的读数有什么影响？该项误差与仪器到尺子的距离有什么关系？在什么条件下测得高差不受视准轴不平行于水准管轴的影响？
视准轴不平行水准管轴，视准轴是向上倾的，尺上读数增加；向下倾的，尺上读数减少。
该项误差与仪器至尺子距离成正比例增加。
只有当后视距离与前视距离相等时，这项误差对高差无影响，因后视读数减前视读数时，误差消除掉。

(9)水准测量作业，测站校核的方法有几种？试具体说明。
测站校核的方法：
① 两次仪器高法：第一次测得高差后，变动仪器高不小于10cm再测一次，求得高差进行比较，如果两次高差之差不超过某一规定，例如6mm，则说明测量合格。
② 双面水准尺法，即用黑面与红面两面都读数，当黑面读数求得高差与红面读数求得高差不超过某一数值，则说明测量合格。
③ 双转点法，同一台仪器同时观测两个后视转点与两个前视转点。在同一测站上，由双转点上求得仪器高程应相等。

(11)水准测量中产生误差的因素有哪些？哪些误差可以通过适当的观测的方法或经过计算加以减弱以至消除？哪些误差不能消除？
有三大类：
第一类属仪器误差：水准管轴不平行于视准轴误差。
可通过安量测站在前后尺等距处加以消除，零点磨损可通过安置偶数测站数，尺长有系统误差可在计算中加改正数，而刻划不准和尺面弯曲则无法消除其影响。
第二类观测误差，这类误差大多数具有偶然性。
而水准尺安置倾斜影响极大，解决办法是水准尺旁装上圆水准器。
第三类外界条件产生的误差。
减小仪器下沉误差的影响，要用“后-前-前-后”的观测程序， 解决尺垫下沉要用往返观测法。减弱大气折光影响，则要选择合适的观测时间。
(12)在水准测量原理中，计算待定点高程有哪两种基本方法？各适用于什么情况？
高差法：H2=H1+h12=H1+a-b适用于求一个点的高程, 适用于路线测量。
仪高法(视线高法)：H2=H1+a-b=Hi-b 适用于求多个点的高程，适用于平整土地测量。

4.1.6 计算题
(1)水准测量测定深沟底的高程，安置 Ⅰ、Ⅱ两测站（见图4-1），在测站Ⅰ测得 A点标尺读数为1.636m，B点标尺读数为4.956m。在测站Ⅱ测得B点标尺读数为0.561m，C点标尺读数为4.123m，已知A点高程为100m，求得沟底C的高程为多少？又问测站Ⅰ与测站Ⅱ的仪器视线高程为多少？ 图4-1

hAB=-3.320 HB=100-3.320=96.680
hBC=-3.562 HC=96.680-3.562=93.118m

(2)如下图（图4-2）所示进行支水准测量，已知 A点高程为417.251m，观测数据均在图上注明，将数据填入表中，完成表中各拦计算并求P点高程。

测站
点号
后视读数
前视读数
高差
高程
1
A
TP1
2.403

1.428

+0.975
417.251
418.226
2
TP1
TP2
0.261

1.375

-1.114

417.112
3
TP2
TP3
2.085

1.714

+0.371

417.843
4
TP3
P
0.714

1.643

-0.929

416.914
检 核

计 算

5.823
5.823-6.160=

6.160
-0.337

-0.337

-0.337
图4-2
(5)等外闭合水准测量，A为水点，已知高程和观测成果已列于表中。试求各未知点高程。

点号
距离D
高差h
高差改正数v
改正后高差h+v
高程H
A
km
1.1
M
-2.101
M
-0.010
m
-2.111
M
75.189
1
73.078
0.8

+1.468

-0.008

+1.460

2

74.538

1.0
+1.469
-0.009
+1.460
3
75.998
0.9
-0.801
-0.008
-0.809

A

75.189

∑
3.8
+2.892
-0.035
0

fh = +0.035m fh容==±0.078m

(6)图根附合水准路线测量，A、B为已知水准点，已知高程和观测成果已列于表中。试求各未知点高程。
点号
测站数n
高差h
高差改正数v
改正后高差h+v
高程H

A

8

m

-0.127

-0.014

-0.141
M
55.000

1

54.859
10
-1.260

-0.017

-1.277
2
53.582
12
+4.279

-0.020

+4.259

B

57.841

∑
30
+2.892
-0.051
+2.841

fh = +0.051 m fh容==0.066 m