工程测量学试题AB标准答案.doc

2011 ~ 2012学年第一学期
工程测量学试题A标准答案

一、名词解释 （10个名词，每个2分，共20分）
双金属标：是一种精密水准测量标志，是利用膨胀系数不同的两根金属管（钢管、铝管）制成的深埋双金属管标，可以不测温度，通过测量两根金属管的高差并进行改正来消除由于温度变化对标志高程产生的影响。
建筑方格网：布置成正方形或矩形格网形式的施工控制网称为建筑方格网。
多余观测分量：矩阵（QvvP）主对角线上的元素为观测值的多余观测分量，它反映控制网发现观测值中粗差的能力。
灵敏度：在给大地显著水平和检验功效下，通过对周期观测的平差结果进行统计检验，所能发现的变形位移向量的下界值。
归化法：先采用直接放样法定出待定点的粗略位置，再通过精密测量和计算归化到精确位置的放样方法。
变形体的几何模型：参考点、目标点及其它们之间的连接称为变形体的几何模型
倒垂线法：倒垂线法是利用钻孔将垂线（直径0.8~1.0mm的不锈钢丝）一端的连接锚块深埋到基岩之中，从而提供了在基岩下一定深度的基准点，垂线另一端与一浮体葙连接，垂线在浮力的作用下备拉紧，始终可以回复到铅直的位置上兵静止于该位置，形成一条铅直基准线。从而测得沿倒垂线上各点相对于铅直基准线的偏距。
准直测量：偏离基准线垂直距离或到基准线所构成的垂直基准面的偏离值称偏距(或垂距)，测量偏距的过程称准直测量。
深泓点：河床最深点。
悬带零位：当陀螺马达不转动并且灵敏部下放时，陀螺灵敏部受悬挂带和导流丝的扭力作用而产生摆动的平衡位置称为悬带零位（也称无扭位置）。
二、对错判断题（只回答对或错，10问，每问1分，共10分）
(1) 边角网平差中，边、角的权是无单位的。（ ）
(2) 地面网中的边长测量方法是相同的，所以边长的精度都相等。（ ）
(3) 对于一个确定的工程控制网来说，观测值的可靠性与精度有关。（ ）
(4) 铁路的线路粗测和定测都要做水准测量和导线测量。（ ）
(5) GPS RTK 能用于施工放样。（）
(6) 两井定向与导线测量无关。（）
(7) 曲线桥梁桥墩中心与线路中心线一致。（）
(8) 无定向导线的多余观测数为零。（）
(9) 双金属标使用时可以不测温度，因此不需要考虑钢管标点高程的温度改正。（）
(10) 波带板激光准直测量中，不同测点上使用的波带板是一样的。（）

(1) 错 (2) 错 (3) 对 (4) 对 (5) 对 (6) 错 (7) 错 (8) 错 (9) 错 (10) 错

三、填空（20个空，每空0.5分，共10分）
(1) 工程测量学主要包括以 为对象的工程测量和以 为对象的 两大部。
(2) 工程控制网的质量准则有： ； ； 和 。
(3) 桥梁平面控制网设计应进行精度估算，以确保施测后能满足 和 的精度要求。
(4) 对于未设竖井和斜井的隧道，设总的横向贯通误差的限差为300mm，则地面控制测量所引起的横向贯通中误差的允许值为 mm，洞外高程测量误差所引起的高程贯通中误差的允许值为 mm。
(5) 在动态变形模型的一般数学表达式中，为 ,为 。
(6) “平均间隙法”是由 提出来的，一般用它检验 的稳定性。
(7) 桥梁施工平面控制网常采用 坐标系，对于直线桥梁，其坐标轴采用平行或垂
直 方向，对于曲线桥梁，坐标轴可选为平行或垂直于 。选择 作为投影面。
(8) 两直线的交角为a，若用半径为R的单园曲线连接，曲线长为L；若用有缓和曲线的园曲线连接，园曲线的半径仍为R, 缓和曲线长度为l0, 则曲线长度为
（1） 工程建筑 机器设备 工业测量
（2） 精度准则 可靠性准则 灵敏度准则 费用准则
（3） 桥轴线长度 桥梁墩台中心定位
（4） 86.6 17.8
（5） 权函数 时刻变形影响因子的大小
（6） 佩尔策教授 参考点
（7） 独立 桥轴线 一岸轴线点的切线 桥墩顶平面
（8）

四、选择题（20个空，每空0.5分，共10分）
(1) 地形测量与施工放样相比较，以下哪些是对的？（A、 B、D、G ）
A 使用仪器相同； B 工作原理一样； C 工作程序相同；D 测量方法相同
E 使用仪器不同； F 工作原理不一样； G 工作程序相反；H 测量方法不同
(2) 为使铁路直线与与圆曲线顺畅连接，应在直线与与圆曲线之间加入缓和曲线，设圆曲线外轨抬高为 h0 ，关于缓和曲线以下说法正确的是：（ D ）
A HY点处缓和曲线曲率半径为 ∞ ，外轨抬高为 h0
B HY点处缓和曲线曲率半径为 R ，外轨抬高为 0
C HY点处缓和曲线曲率半径为 ∞ ，外轨抬高为 0
D HY点处缓和曲线曲率半径为 R ，外轨抬高为 h0
(3) 关于控制网的可靠性，下列说法正确的是（B ）
A 网中观测量精度越高，ri越大
B 对确定的网和设计方案，网中观测量精度越高，ri越小
C ri愈大，观测值在网中的地位愈高
D ri愈小，该观测值的粗差愈容易被发现
(4) 精密微型安装测量控制网的边长获取的方式为（C ）。
A 通过精密全站仪测距　 B 通过精密角度测量间接获得　
C 采用专用的铟瓦测距仪
(5) 测绘资料要满足工程规划设计的需要，其主要质量标准包括（A、B、C）
A 地形图的精度； B 比例尺的合理选择；
C 测绘内容的取舍；　　　 D 图面密度。
(6) 变形监测方案制定准则包括：( A、B、C)
A 描述或确定变形状态所需要的测量精度，
B 所要施测的次数(观测周期数)；
C 两周期之间的时间间隔Δt；
D 一周期所允许的观测时间。
(7) 初测导线成果进行两化改正，指的是（A ）。
A 把导线坐标增量总和先改化到参考椭球面，再改化到高斯平面上。
B 把导线坐标增量总和先改化到高斯平面，再改化到参考椭球面上。
C 把导线坐标增量总和先改化到水平面上，再改化到高斯平面上。
D 把导线坐标增量总和先改化到高斯平面，再改化到水平面上。
(8) 线路施工复测的目的是（B ）。
A 重新测设桩点； B 恢复定测桩点，检查定测质量；
C 修订桩点的平面位置和高程； D 全线里程贯通，消除断链。

(9) 当施工控制点误差的影响，在数值上为点位总误差的（A、B、C）时，其对细部点的影响可以忽略不计。
A 10%-20% B 20%-30% C 30%-40% D 40%-50%
(10) 下面这些方法中，（A、B）用于水平位移监测；（E）用于垂直位移监测；（C、D）用于挠度监测。
A 引张线法　 B　激光准直 　 C 正垂线
D 倒垂线　 E 流体精力水准
五、 简答题（２题，每题5分，共10分）
(1) 变形监测网的坐标系和基准选取应遵循什么原则？
答：变形体的范围较大且形状不规则时，可选择已有的大地坐标系统。
对于那些具有明显结构性特征的变形体，最好采用基于监测体的坐标系统。一旦选定了固定基准，该基准在整个变形监测时期应保持不变。当仅对目标点的相对运动感兴趣时，可不设参考点，这时可采用自由基准。

(2) 试述归化法放样与直接放样的异同？
答：归化法放样与直接放样方法一样，都是通过测量距离、角度或高差等基本要素，最终在实地上标定出特定的放样点位；归化法放样与直接放样方法不一样，在初步放样出点位后，还要精确测量并计算出初步放样点的坐标，与放样坐标相比较，对放样点位施加改正的一种精确放样方法，一般用在放样精度要求较高时。

六、 论述题（２题，每题10分，共20分）
(1) 试述工程测量内外业一体化和自动化，并举例说明。
答：工程测量的“一体化”可以理解为：外业工作无论采用一种或多种、相同类型或不同类型的测量仪器，通过统一的数据采集格式和内外业数据接口定义，从而使内业工作在外业结束时就能一起进行和完成。这里的“自动化”不是指外业测量工作的完全自动化，而是指测量数据的预处理、传输和通讯，从而形成电子数据的自动化流程过程中，不需人工干预和处理。如控制测量结束后即可在测站进行控制网的平差计算，施工放样数据可以在放样过程中自动计算等。

(2) 与测图控制网相比，试述施工控制网的特点？
答：1) 控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高
2) 使用频繁
3) 受施工干扰大
4) 控制网的坐标系与施工坐标系一致
5) 投影面与工程的平均高程面一致
6) 有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高
七、计算题（1题，10分）
用极坐标法测量P点的坐标，若P点距起点80，要求P点的点位误差≤5cm，试按“等影响原则”确定测角和量距的精度、。

解：极坐标法测定P点时的点位误差为：

测角与量距误差等影响

2011 ~ 2012学年第一学期
工程测量学试题B标准答案

一、名词解释 （10个名词，每个2分，共20分）
激光扫描仪：对被测工件进行扫描能快速提供水平角、垂直角和距离乃至三维坐标的一种激光类现代化测量仪器。
双金属标：是利用膨胀系数不同的两根金属管（钢管、铝管）制成的深埋双金属管标，可以不测温度，通过测量两根金属管的高差并进行改正来消除由于温度变化对标志高程产生的影响。
多余观测分量：矩阵（QvvP）主对角线上的元素为观测值的多余观测分量，它反映控制网发现观测值中粗差的能力。
变形体的几何模型：参考点、目标点及其它们之间的连接称为变形体的几何模型
回归平方和：变形观测值的回归值与变形观测值的平均值之差的平方和
忽略不计原则：一项误差与它项误差相比较，是其二分之一或更小，忽略该项误差，对结果无显著影响。
深泓点：河床最深点
线路初测：为初步设计提供资料而进行的勘测工作，包括：插大旗、导线测量、高程测量和地形测量等。
联系测量：联系测量分为平面联系测量和高程联系测量，将地面坐标和高程传递到地下（井下）的测量。
GPS RTK：全球定位系统的实时动态定位测量
二、对错判断题（只回答对或错，10问，每问1分，共10分）
方格网是一种边角网。
在地面网中，如果每个方向的测量仪器和方法都相同，则平差中方向的精度都相等。
电磁波测距三角高程中，测距的精度比测角的精度更重要。
纬度愈高，用陀螺经纬仪定向愈快，精度也愈高。
沈括是南宋人，他治理汴渠，修筑渠堰，开发农田，绘制守令图。
自由设站实质是一种前、后方交会的综合方法。
测设就是测量，它们是等同的概念。
工程的变形监测可能贯穿于工程建设的始末。
GPS网的图形强度取决于卫星个数及其空中分布。
两井定向比一井定向要好，所以得到广泛采用。
对
对
错
错
错
错
错
对
错
错
三、填空（20个空，每空0.5分，共10分）
(1) 按用途划分，工程控制网可分为：____________________、____________________、____________________ 和 ____________________。
(2) 在GPS载波相位测量中，GPS接收机间求一次差可消除___________误差，削弱___________误差、___________误差和___________误差；通过在GPS接收机与卫星间求二次差，可以消除___________；在GPS接收机、卫星和观测历元间求三次差，可以消除___________。
(3) 激光跟踪仪可分为________________、________________、________________、________________和________________等五部分。
(4) 水下地形测量时，水下地形的起伏是看不见的，不像陆地上地形测量那样，可以选择 __________进行测绘，而只能用___________法 或____________法比较均匀地布设一些测点。另外，水下地形的测量内容不如陆上那样多，一般只要求用 __________ 或 ________ 表示水下地形的变化即可。
（9） 测图控制网、施工（测量）控制网、变形监测网、安装（测量）控制网
（10） 星钟 电离层折射 对流层折射 卫星星历 测站间相对钟差改正误差 整周未知数
（11） 角度测量部分 距离测量部分 跟踪部分 控制部分 支撑部分
（12） 地形特征点 测深线法 散点法 等高线 等深线
四、选择题（20个空，每空0.5分，共10分）
（1）自20世纪50年代发起组织了一个每隔3～4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”，由( B、E 、F )等三个国家发起召开，主要用 (A、B )进行交流。
1）A 英国 B 德国 C 法国 D 匈牙利 E 瑞士 F 奥地利 G 意大利 H 波兰
2）A 英语 B 德语 C 法语
（2）工程测量专用仪器可以观测( B C E F H I )等几何量。
A 方位角 B 偏距 C 位移 D 水平 角 E 倾斜度
F 垂距 G 高程 H 扰度 I 距离变化 J 高度角
（3）影响液体静力水位测量精度且不能有效消除的因素是（A C E G）：
A 液面到标志高度量测误差；B 连通管倾斜； C 测量点的温度差影响；
D 大气湿度影响； E 连通管中液体残存气泡；F零点差；G 液体蒸发影响。
(4) 变形监测要求实现自动化的原因是：A B D F I J
A 变形速度太快； B 监测点太多； C 监测精度要求太高；
D 监测间隔太短； E 数据处理太麻烦； F 不能影响生产和运行管理；
G 观测费用太高； H 可靠性要求太高； I 监测作业太危险；
J 监测环境太恶劣。
五、 简答题（２题，每题5分，共10分）
(1) 变形监测网的坐标系和基准选取应遵循哪些原则？
变形体的范围较大且形状不规则时，可选择已有的大地坐标系统。
对于那些具有明显结构性特征的变形体，最好采用基于监测体的坐标系统。一旦选定了固定基准，该基准在整个变形监测时期应保持不变。当仅对目标点的相对运动感兴趣时，可不设参考点，这时可采用自由基准。
(2) 简述铁路工程在施工阶段的测量工作。
主要是定测工作，包括中线测量、中桩测量，纵、横断面测量与断面图绘制，局部的地形图测绘，线路施工测量，曲线测设，以及竣工测量等。
六、 论述题（２题，每题10分，共20分）
工程测量学发展趋势的 “六化”含义是什么？并举例论证说明之。
“六化”：测量内外业作业的一体化；数据获取及处理的自动化；测量过程控制和系统行为的智能化；测量成果和产品的数字化；测量信息管理的可视化；信息共享和传播的网络化。
如数字化测图系统、地面控制测量数据获取及处理的自动化、施工测量自动化，测量机器人实现了无人观测即测量过程的自动化、智能化。测量成果和产品实现了数字化，图形可视化、三维可视化，进行虚拟现实和仿真计算等，信息的网络共享、传播以及增值服务等。
“十六字”是：精确、可靠、快速、简便、实时、持续、动态、遥测。从另一角度概括了现代工程测量学发展的特点，特别是朝快速、动态方向发展，如各种车载、机载移动式测量系统将成为今后的主要测量手段。
(2) 试述变形监测网与施工控制网的异同。
网的图形、测量方法基本相同，精度都较高，有时，施工控制网点可兼作变形监测网的基准网点。但目的不同，用途不同。具体地说：
变形监测网由参考点和目标点组成，分一维网、二维网和三维网。它可以布设成各式各样的形状，可选择已有的大地坐标系统。对于那些具有明显结构性特征的变形体，最好采用基于监测体的坐标系统，要同时顾及灵敏度，要进行重复观测，要求每一期的观测方案保持不变，如果中途要改变观测方案(如仪器、网型、精度等)，则须在该观测周期同时采用两种方案进行观测，以确定两种方案间的差别，并便于进行周期观测数据的处理。
施工控制网控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高；使用频繁；受施工干扰大； 控制网的坐标系与施工坐标系一致；投影面与工程的平均高程面一致；有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高；施工高程控制网：通常也分为两级布设。平面和高程控制网通常单独布设。对于平坦地区（如工业场地），平面控制点通常兼作高程控制点。
七、计算题（1题，10分）
解：1）测角误差引起的横向误差的计算公式为：，其中为测角误差（单位为"），为206265（单位为"），为测距边长（单位为mm）。
2）测边误差引起的纵向误差的计算公式为：或者，其中为测边的固定误差（单位为mm），为测边的比例误差（单位为1ppm），为测距边长（单位为mm）。
3）针对本题，横向误差计算公式为：
（a）
纵向误差的计算公式为
（b）
或者
（c）
4）所以将测距边长为50m、100m、500m、1000m、1500m、2000m和2500m分别代人（a）、（b）、（c）式可得如下表所示的结果：
（m）
（mm）
（mm）

按公式（b）
按公式（c）
按公式（b）
按公式（c）
50
0.242
1.001
1.050
0.242
0.231
100
0.485
1.005
1.100
0.482
0.441
500
2.424
1.118
1.500
2.168
1.616
1000
4.848
1.414
2.000
3.428
2.424
1500
7.272
1.803
2.500
4.034
2.909
2000
9.696
2.236
3.000
4.336
3.232
2500
12.120
2.693
3.500
4.501
3.463
以图形形式表示为：

5）边角精度匹配范围计算
i）测边误差按（b）计算，则有：
，即
，即
经计算得边长区间为[104m，453m]，近似区间为[100m，450m]。
ii）测边误差按（c）计算，则有：
，即
，即
经计算得边长区间为[115m，702m]，近似区间为[115m，700m]。