桂林理工大学工程测量学常考试题.docx

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桂林理工大学工程测量学常考试题

第一章

1.工程测量学定义：

定义1.研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段进行测量工作的学科.（大众化易于理解）

定义2.研究工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采和处理、施工放样、设备安装、变形监测分析和预测等的理论、方法和技术，以及对测量和有关的信息进行管理和使用的学科。

（更具体、准确、范围更大）

定义3.工程测量学是研究地球空间（地面、地下、水下、空中）中具体几何实体的测量描绘抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科.（更加概括、抽象、严密和科学）

（1）工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以机器设备为对象的工业测量两大部分。

（2）工程测量学按工程建设阶段划分其主要内容有哪些？

答：

工程测量按工程建设的规划设计、施工建设和运营管理三个阶段分为“工程勘测”、“施工测量”和“安全监测”，这三个阶段对测绘工作有不同的要求。

2.简述工程测量学的主要内容

1）地形图测绘（测图）

2）工程控制网布设（布网）

3）施工放样技术和方法（放样）

4）工程的变形监测分析和预报（监测）

5）工程测量的仪器（仪器）

6）工程测量学中的误差及测量平差理论（数据处理）

7）大型精密设备的安装和调试测量，工业生产过程的质量检测和控制

8）工程信息系统的建立与应用

3.工程测量的通用仪器：

水准仪、经纬仪、陀螺经纬仪、全站仪和GPS接收机

用途：

测方向、角度、距离、高差、坐标差等几何量。

4.专用仪器：

机械式、光电式及光机电（子）多传感器集成式仪器或测量系统。

主要特点是：

高精度、自动化、遥测和持续观测

基准线测量或准直测量仪器：

有正锤、倒锤及垂线观测仪、引张线仪、各种激光准直仪、铅直仪（向下、向上）、自准直仪以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。

5工程建设规划设计阶段的测量工作有哪些？

主要是提供各种比例尺的地形图，另外还要为工程，水文地质勘探以及水文测验等进行测量。

对于重要的工程区的稳定性监测。

6工程建设施工建设阶段的测量工作有哪些？

建立施工控制网，工程建筑物定线放样，施工质量控制，工程竣工测量、变形观测以及设备的安装测量等。

7工程建设运营管理阶段的测量工作有哪些？

工程建筑物的变形观测-。

建立工程进管理、维护信息系统。

第二章

8线路勘测勘测工作分为初测和定测两个阶段进行

初测：

实地选线、导线测量和水准测量、带状地形图、定线并测纵断面图

定测：

中线测量、曲线测设、纵断面测量、局部工程区测绘地形图

9、桥梁规划设计阶段的测量工作

桥位平面和高程控制测量（与联测）、桥址定线测量、断面测量、桥位地形测量河床地形、流向测量、船筏[fá]走行线测量、钻孔定位。

第三章

10、测量控制网的分类：

全球控制网、国家控制网、工程控制网

（1）工程控制网：

是施工项目的空间位置参考框架,是针对某项工程建设测图施工或管理的需要，在一定区域内布设的平面和高程控制网。

11、工程控制网的分类

按用途分：

测图控制网、施工控制网、变形监测网、安装控制网

按施测方法划分：

测角网、测边网、边角网、GPS网

按坐标系和基准划分：

附合网（约束网）、独立网、经典自由网、自由网

按网点性质分：

一维网（或称水准网、高程网）、二维网（或称平面网）、三维网

网形分：

三角网、导线网、方格网、混合网

按其他标准划分：

首级网、加密网、特殊网、专用网（如隧道控制网、建筑方格网

、桥梁控制网等）

（1）工程控制网的作用

为工程建设提供工程范围内统一的参考框架；为各项测量工作提供位置基准，满足工程建设不同阶段对测绘在质量（精度、可靠性）、进度（速度）和费用等方面的要求；工程控制网也具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用；工程控制网与国家控制网既有密切联系，又有许多不同的特点。

（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。

12、建网步骤

确定控制网的等级；

确定布网形式；

确定测量仪器和操作规程（国家或行业规范）；

在图上选点构网，到实地踏勘；

埋设标石、标志；

外业观测；

内业数据处理；

提交成果。

测图控制网的特点

1）测图控制网的精度取决于测图比例尺的大小

2）点位选择取决于地形条件

3）控制范围较大，点位布设尽量均匀

施工控制网特点

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。

（2）确定施工控制网精度的基本过程？

先采用等影响原则忽略不计原则处理，然后把计算结果和实际条件对照，或根据经验调整后计算，如此反复到误差分配合理为止。

13、安装测量控制网的作用和特点有哪些

1通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米；

2整个网由形状相同、大小相等的基本图形组成；

3精度要求很高。

14.工程控制网的基准：

通过网平差求解未知点坐标时所给出的已知数据，以便对网的位置，长度，和方向进行约束使网平差时有唯一解。

（1）约束网：

具有多余的已知数据。

（2）最小约束网（经典自由网）：

只有必要的已知数据。

（3）无约束网（自由网）：

无必要的已知数据。

15.工程控制网的质量准则：

精度准则（总体精度、点位精度、相对精度、未知数函数的精度等）、可靠性准则、灵敏度准则（内部可靠性、外部可靠性）、费用准则

16.内部可靠性：

控制网发现观测值粗差的能力，ri可以定义为观测值的内部可靠性

外部可靠性：

抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力

17.平面控制点标石有哪些类型？

水准点标石有哪些类型？

答：

标石类型包括：

普通标石、深埋式标石、带强制对中装置的观测墩。

答：

标石类型主要有：

平面点标石、混凝土水准标石、地表岩石标、深埋式钢管标。

17.提高控制网实现质量的办法

对网进行第二次独立观测（复测）

布网时事先考虑用独立的附加观测值来控制网的结构（较常用）

优化:

优化r多余观测分量

（1）灵敏度:

抄2004

18.监测网的灵敏度：

发现网点的变形向量的能力，网的灵敏度愈高，所要求的观测值的精度也愈高

19.试述工程控制网的优化设计方法有几种，各自的使用范围和特点有哪些

有两种：

解析法和模拟法；解析法适用于各种设计，它是通过数学方程表达，用最优化方法解算；

模拟法适于1，2，3类设计，是根据经验和准则，通过计算比较和修改得到最优化方案，它要求有一个有好的人机交互界面，提高计算效率和自动化程度；它具有适用性好，模型简单等优点，但计算量较大，不是严格意义上的最优解。

20.模拟法优化设计:

是根据经验和准则，通过计算比较和修改得到最优化方案，基本步骤为:

图上设计；量取测值近似值；确定观测方案；模拟平差，求出未知数的协因数阵；求出各点点位精度；与设计精度比较；改进设计。

21.工程坐标系:

自定义投影带是采用与测区平均高程面相切与参考椭球面相平行的椭球面，采用通过测区中部的子午线做中央子午线，这样定义的坐标系

19.工程控制网的优化设计方法：

解析法：

通过数学方程用最优化方法求解。

即:

以数学规划原理求目标函数极大极小，得到设计变量最优解。

模拟法（机助法）：

根据经验和准则，通过计算比较、修改，得到最优方案。

20.测距成果整理

仪器常数改正：

加常数改正、乘常数改正

气象改正：

影响光速的大气折射率是光的波长、气温、气压的函数。

倾斜改正：

将斜距改化为平距。

投影改正：

投影到设计的投影面。

第七章

21.变形监测：

利用测量理论与专用仪器及方法对变形体的变形现象进行监视观测以确定其空间位置随时间的变化特征。

22.监测的任务：

确定在各种荷载及外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态及时间特征。

监测点或目标点:

变形体用一定数量的有代表性的位于变形体上的离散点

23.变形监测的目的和意义

（1）目的：

掌握变形体的实际变形性状，为判别其安全提供必要的信息；是检验设计和施工的重要手段。

（2）意义：

实用意义：

保障工程安全。

主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取措施；

科学意义：

解释变形的机理，验证变形的假说，检验设计是否合理，为修改设计、制定规范提供依据。

对于工程的安全来说：

监测是基础，分析是手段，预报是目的。

24.变形监测的内容和与其有关的物理量

（1）获取变形几何量：

水平位移、垂直位移以及偏距、倾斜、挠度、弯曲、

扭转、震动、裂缝等。

（2）获取与变形有关的影响因子（物理量）：

应力、应变、温度、气压、水位（库水位、地下水位）、渗流、渗压、扬压力等

25.变形观测特点

（1）要进行周期观测2）动态、持续监测（3）要求精度高

26.何谓目标点？

参考点？

布设原则是什么？

目标点：

变形体用一定数量的有代表性的位于变形体上的离散点

参考点：

基准点为变形观测系统的基本控制点，是测定工作点和变形点的依据。

（1）参考点（基准点）布设的要点：

位于附近变形体外稳定、安全且易于到达的地方，一般要求钻孔深埋，与基岩固结在一块

（2）目标点（变形点）布设的要点：

布设在变形体的表面和内部的不同部位，呈立体分布，能反映所代表部位的变形

27.变形分析与预报的方法：

1、统计分析法2、确定函数法3、综合法

28.监测网的参考系：

经典平差、秩亏自由网平差、拟稳平差

29.参考点稳定性分析：

（1）平均间隙法加最大间隙法

（2）卡尔曼滤波法

30.变形资料分析检核的常用方法：

作图分析、统计分析、对比分析、建模分析

名词解释

相对网：

是指网的全部点都位于变形体上（变形区域很大或变形范围难以确定）

绝对网：

是指有部分点位于变形体外的监测网。

（适应于变形体的范围较小时）

计算题

（2）动态变形模型的一般数学表达式：

26、如何制定变形监测方案，其主要内容包括哪些?

变形监测方案制定准则

（1）变形监测方案”制定的主要内容

（1）监测内容的确定

（2）监测方法、仪器和监测精度的确定

（3）监测部位和测点布置的确定

（4）监测周期（频率）的确定

（2）方案制定准则

（1）所需的测量精度，对于监测网，是确定目标点坐标ξ、η的允许精度或坐标差

⊿ξ、⊿η的允许精度•

（2）观测周期数（施测的次数）

（3）两周期之间的时间间隔Δt

（4）一周期所允许的观测时间

27、变形监测网的特点:

1.布网的目的:

为了保证工程的各个部位能处在一定的相互关系当中

2.布网的原则:

完全根据变形测量的需要来布设网点，主要强调点位稳定。

3.变形网的多余观测多

4.变形网边短，精度高

5.变形网可以没有已知数据

28.观测周期数取决于：

变形的大小、速度及观测的目的，且与工程规模、监测点数量、位置以及观测一次所需时间有关。

29.一周期内观测时间的确定应注意：

一周期内所有测量工作需在允许的时间间隔δt内完成。

30.测量方法选择所应考虑的问题：

（1）变形观测的精度

（2）观测周期数和一周期观测时间的确定（3）监测费用的确定（4）其它问题

28、参考系的选择对位移有什么影响？

（1）选用某种平差方法去计算网点的位移，实质上是选用某种变形模型去模拟实际变形。

（2）当所选的数学模型与实际变形不相符时，将使所计算的位移值伴随有误差，这一误差我们称它为参考系模型误差，简称为模型误差。

29、什么是平差基准？

有哪些基准？

在监测网平差中的起算数据，称为平差问题的基准。

有经典平差基准；秩亏自由网平差基准：

拟稳平差基准。

30.变形监测控制网的优化设计包含哪两个方面的内容？

0类设计问题即基准设计问题，1类设计问题即网形设计问题，，2类即观测值精度设计问题3类即对已有控制网的改造和加密问题

仪器方面

1.传统的测量仪器的缺点：

（1）不能满足高密度三维坐标采集和“逆向工程（实际物体到几何建模的直接转换）”的需要.

（2）2需要采用接触式的测量方式，因此测量速度不可能很快

2.建筑限差：

指工程建筑物竣工之后实际位置相对于设计位置的极限偏差。

它随着建筑材料施工方法等因素而改变。

3.电子经纬仪的角度传感器主要有：

编码度盘和动态测角系统

4.与光学经纬仪相比，电子经纬仪电子测角系统主要特点。

（1）采用电子测角系统，实现了测角自动化、数字化，能将测量结果自动显示出来，减轻了劳动强度，提高了工作效率。

（2）可与光电测距仪组合成全站型电子速测仪，配合适当的接口可将观测的数据输入计算机，实现数据处理和绘图自动化。

5.测距仪的距离观测值需要进行哪些改正？

6.高速旋转的陀螺具有定轴性和进动性

7.液体静力水准测量：

直接依据静止的液体表面（水平面）来测定两点或多点之间的高差

陀螺经纬仪：

经纬仪和陀螺仪配合使用

8.全站仪发展趋势：

（1）小型化、系列化

（2）功能不断增加，操作系统和软件的本地化

（3）功能集成

9.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。

10.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。

11.激光跟踪仪可分为角度测量部分距离测量部分跟踪部分控制部分支撑部分

等五部分。

12.电子水准仪的优缺点：

（1）读数客观、精度高、速度快、效率高

（2）光线的影响、大气的影响，包括空气的扰动和光线的折射；物理条件的影

响，包括外界震动，水准仪的架设，水准尺的放置，尺的变形。

第五章

1.DTM即数字地面模型是按一定结构组织在一起的数据组，它代表着地形特征的空间分布。

2.测绘资料要满足工程规划设计的需要，其主要质量标准是:

地形图精度，比例尺的合理选线，测绘内容的取舍。

3.计算土方量方法:

方格网法，断面线法

第六章

1.施工放样：

将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。

2.极限偏差：

工程建筑物的建筑限差是指建筑物竣工之后实际位置相对于设计位置的极限偏差。

3.等影响原则：

配赋各方面允许误差是相同的；对测量仪器的要求可降低。

4.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。

控制点精度高，成果可靠，有利于放样。

但控制网的建立成本较高。

5.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。

6.使用全站仪放样与使用GPSRTK放样有何异同？

各自的优势和适用场合有哪些？

全站仪放样要求测站与放样点间必须通视，若其放样精度不均匀，精度随视距长度的增加而降低；而rtk放样时不需要彼此通视，能远距离传递三维坐标，不会产生误差累积。

在高精度的放样时，如毫米级精度，只能采用全站仪放样；在室内等gps信号弱或没有gps信号的环境，也只能采用全站仪放样

7.简述GPSRTK放样法，有何特点

全球定位系统的实时动态定位测量

具有工作效率高、定位精度高、全天候作业、数据处理能力强和操作简单易于使用等特点

8.常用的施工放样方法

1）直接放样方法

（1）高程放样：

水准仪法放样、全站仪无仪器高作业法放样；

（2）角度放样：

经纬仪或全站仪放样；

（3）距离放样；

（4）点位放样：

极坐标法、全站仪坐标法、距离交会法、角度交会法、直接坐标法（gpsrtk法）；

（5）铅垂线放样：

经纬仪（全站仪）+弯管目镜法、光学铅垂仪法、激光铅垂仪（投点仪）法。

2）归化法放样

9.说说全站仪自由设站法放样法及优点。

自由设站是指在待定点上设站，对多个已知控制点观测方向和距离，按间接平差的方法计算待定点的坐标。

任意地方架设仪器，而不受图形条件的限制，且精度良好，是一种方便快捷、准确的方法

挠度测量

定义：

相对于水平或铅垂基准线的弯曲线称挠度曲线。

曲线上某点到基准线的距离称为挠度。

常用方法：

倾斜测量或正、倒垂线法

所谓挠度，是指建（构）筑物或其构件在水平方向或竖直方向上的弯曲值。

第九章线状工程

1.线路工程测量的主要内容：

中线测量、纵横断面测量、带状地形图测量、施工放样、竣工测量和有关调查工作。

线路定测是初步设计批准后，结合现场实际情况确定路线位置并为施工设计收集必要资料。

线路初测工作内容：

实地选线、导线测量、水准测量、带状地形图。

线路初测阶段水准测量分为基平测量和中平测量。

（1）基平测量：

沿线路布设水准点，作为线路高程控制网。

（2）中平测量：

测定沿线各导线点、百米桩及加桩点的高程，用以绘制线路纵断面图。

中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。

放线常用的方法有拨角法、支距法、极坐标法和GPSRTK法

2.线路复测：

复测内容：

转向角测量、直线转点测量、曲线控制桩测量和线路水准测量。

目的：

恢复定测桩点和检查定测质量，而不是重新测设，所以要尽量按定测桩点进行。

3.施工放样一体化：

外业的数据采集与内业的数据处理以及放样点设计坐标的计算等内外业工作在外业工作时就能一起进行和完成

4.简述线路勘测设计一体化的基本思路。

答：

地面数据采集、资料获取、数据处理、道路设计与优化直至成果输出等公路勘测设计全过程都实现自动传递，达到勘测与设计的真正信息共享，计算机不仅参与勘测设计计算绘图工作，而且还参与勘测设计各阶段工作的管理、协调和质量控制等，这就是所谓的勘测设计一体化。

5.什么是两化改正？

计算出测导线成果时，什么情况下要进行两化改正？

第十三章

1.什么叫隧道贯通误差？

什么叫贯通误差影响值？

隧道贯通误差预计有哪几种方法？

隧道贯通误差：

相向或同向掘进的坑道的施工中在贯通面上因未准确接通而产生的偏差。

贯通误差影响值包括横向贯通误差、纵向误差、高程贯通误差

•与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，

•与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差。

（1）简化为导线的近似估算法

（2）按方向的间接平差估算方法，有坐标未知数权函数法、零点误差椭圆法

2.地下工程的地面控制测量有哪些方法和技术？

精密导线测量、三角测量、GPS控制网

3.地下高程测量和地面高程测量有何不同之处？

4.何为联系测量？

5.隧道平面控制网采用GPS平面控制网布设有何优点？

设计和布点灵活，工作效率高，作业费用低，对地理条件和作业条件要求低

三角锁布网优点:

图形结构坚强，布点少，推进快，精度高，多余观测数据多;缺点是测角工作量大，受图形限制

导线法优点:

自由灵活，对地形适应性较好。

第10章桥梁工程测量

1．桥梁工程的主要测量工作有哪些？

答：

勘测设计阶段提供各种比例尺的地形图（包括水下地形图）；施工阶段确保桥梁施工放样达到足够的精度与可靠性使桥梁顺利贯通合拢；工程竣工以后提供变形监测，保证桥梁的安全正常运行。

2.桥梁控制网可布设成三角网、边角网、精密导线网、GPS网

3.GPS与经典测量方法相比有如下优点：

不需要相互通视

观测作业不受天气条件的影响

能达到大地测量所需要的精度水平

白天和夜间均可作业

无论作大面积控制和局部测量都是理想的工具

4.确定桥梁控制网精度是应该考虑哪些方面？

一是满足墩台放样的精度要求，并应为施工放样创造有利条件；

二是建网费用经济合理

三是满足墩台定位的精度要求

四是考虑本单位的仪器设备

第十五章

1.什么是广义工程测量学？

广义工程测量学是研究、提供、处理和表达地表上、下及周围空间建筑和非建筑工程几何物理信息和图形信息，以及研究抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用技术学科。

2.工程测量学的发展趋势和特点是什么？

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。

•工程测量学的特点:

十六字：

连续、动态、遥测、实时；精确、可靠、快速、简便。

3.工程测量有哪些发展方向和应用领域？

精密工程测量的理论技术与方法、工程的形变监测分析与灾害预报、工程信息系统的建立与应用、人体科学测量、多传感器的混合测量系统