《土木工程测量》第5版复习大纲.ppt

工程测量 课程复习 2017 04 26 第1章绪论 1 掌握测量学的基础知识 清楚参照系的选择以及地面点定位的概念 2 了解水准面与水平面的关系 3 明确测量工作的基本概念 4 深刻理解测量工作的基本原则 5 充分认识普通测量学的主要内容 6 理解工程测量的在土木工程建设中的作用 一 学习目的与要求 第1章绪论 二 课程内容与知识点1 地球特征 大地水准面的形成 地球椭球选择与定位 地球形状和大小 水准面的特性 参考椭球面 2 确定点位的概念 点的平面位置和高程位置 3 测量中常用的坐标系统 坐标系间的坐标转换 天文坐标 大地坐标 L B 空间直角坐标 X Y Z 高斯平面直角坐标 x y 独立平面直角坐标 x y 高斯投影中计算带号的公式 计算中央子午线的公式 4 地面点的高程 1985年国家黄海高程基准 高程与高差的关系 5 用水平面代替水准面的限度 对距离的影响 对水平角的影响 对高差的影响 6 测量工作的基本概念 测量工作的原则 从整体到局部 先控制后碎部 步步要检核 测量工作的内容 地形图测绘 施工测量 第1章绪论 课后习题与研讨题1参考答案1 1 测定与测设有何区别 答 测定就是使用测量仪器和工具 将测区内的地物和地貌缩绘成地形图 供规划 设计 工程建设和国防建设使用 测定是将是地上的点绘制到图纸上 而测设是把图上设计好的建筑物和构筑物的位置标定在实地上去 以便施工 测定是从地面实物到地形图的测绘过程 测设是从地形图到地面实际位置的放样过程 1 3 何谓绝对高程 相对高程及高差 答 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 第1章绪论 课后习题与研讨题1参考答案 续 1 5 已知某点位于高斯投影6 带第20号带 若该点在该投影带高斯平面直角坐标系中的横坐标 306579 210m 写出该点不包含负值且含有带号的横坐标及该带的中央子午线经度 解 Y 20000000 306579 210m 500000m 20193420 790 L0 6 20 30 11701 7 某宾馆首层室内地面 0 000的绝对高程为45 300m 室外地面设计高程为 l 500m 女儿墙设计高程为 88 200m 问室外地面和女儿墙的绝对高程分别为多少 答 室外地面绝对高程为 43 80m 女儿墙绝对高程为 133 50m 课后习题与研讨题1参考答案 续 1 9 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 答 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 1 11从哪些方面理解测绘学科在土木工程建设中的地位和作用 答 一般的土木工程建设基本上可以分为三个阶段 即规划设计阶段 建筑施工阶段与经营管理阶段 首先 工程建设规划设计阶段的测量工作 在本阶段中 主要是提供各种比例尺的地形图与地形数字资料 另外还要为工程地质勘探 水文地质勘探及水文测验进行测量 对重要的工程或地质条件不良的地区进行建设则还要对地层的稳定性进行观测 其次 工程建设施工阶段的测量工作 每项工程建设的设计经过讨论审查和批准之后即进入施工阶段 这时首先要将所设计的建 构 筑物 按施工要求在现场标定出来 作为实地建设的依据 为此 根据工程现场的地形 工程的性质 建立不同的施工控制网 作为定线放样的基础 然后采用不同的放样方法 逐一将设计图纸转化为地上实物 最后 工程建设经营管理阶段的测量工作 在工程建筑物运营期间 为了监视其安全和鉴定情况 了解其设计是否合理 验证设计理论是否正确 需定期地对建筑物 构筑物进行位移 沉陷 倾斜以及摆动进行观测 并及时反馈测量数据 图表等工作 由此可见 工程测量学就是研究各项工程建设在勘测 设计 施工和管理阶段所进行的各种测量工作的学科 它是直接为工程建设服务的 而且在土木工程中具有极其重要的作用 第1章绪论 第2章水准测量 一 学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识 做好水准测量实施前的技术准备 通过水准测量的实验 达到独立操作水准仪 完成多个测站水准测量的观测 检核 成果整理所必须具备的实践能力 学习要求1 深刻理解水准测量的原理和高程传递要领 2 清楚水准仪的构造 及其主要轴线的关系 3 掌握水准仪的操作要领 能够完成水准测量中的观测 检核 记录 计算 及水准测量路线的成果计算 4 认识精密水准仪 自动安平水准仪 激光水准仪及数字水准仪 5 清楚水准仪的检验与校正方法6 了解引起水准测量误差的因素 及相应的消除 削弱这些误差的方法 二 课程内容与知识点1 水准测量原理 高差法 前视与后视 仪高法 视线高 转点的概念 公式 2 水准仪及其使用DS3微倾式水准仪的构造 内对光望远镜成像原理 望远镜放大率 水准管零点 水准器的分划值 视准轴 水准管轴 圆水准器轴 仪器竖轴 满足条件 水准管轴平行于望远镜视准轴 圆水准器轴平行于仪器竖轴 十字丝中横丝垂直于仪器竖轴 水准仪操作步骤 立尺 置架 粗平 照准 精平 读数 记录 搬站 视差及其消除方法 水准尺 塔尺 单面尺 双面尺及尺常数 尺垫 3 精密水准仪 自动安平水准仪 激光水准仪及数字水准仪的构造及使用 4 水准测量实施水准点 永久性水准点 临时性水准点 水准路线 附合水准路线 闭合水准路线 支水准路线 水准网 水准结点 普通水准测量的一般要求 施测程序 公式 测站检核方法 双仪高法 双尺面法 公式 水准测量成果整理 高差闭合差的计算检核 高差改正数的计算 高差改正数的分配原则 第2章水准测量 第2章水准测量 二 课程内容与知识点 续 5 DS3水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件 圆水准器轴平行于仪器竖轴 水准管轴平行于望远镜视准轴 十字丝中横丝垂直于仪器竖轴 圆水准器轴的检验校正 水准管轴的检验校正 十字丝中横丝的检验校正 6 水准测量误差仪器及工具误差 视准轴与水准管轴不的误差平行 望远镜对光时调焦透镜运行的误差 水准尺的误差 观测误差 水准管气泡居中的误差 估读水准尺的误差mV 水准尺倾斜的误差 b 公式 外界条件的影响 地球曲率的影响 大气折光的影响f 仪器升沉的影响 尺垫下沉的影响 温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响 公式 第2章水准测量 课后习题与研讨题2参考答案2 1用水准仪测定A B两点间高差 已知A点高程为HA 8 016m A尺上读数为1 124m B尺上读数为1 428m 求A B两点间高差hAB为多少 B点高程HB为多少 绘图说明 解 hAB a b 0 304m HB 7 712m 绘图说明略 2 3 何谓视准轴 视准轴与视线有何关系 何谓视差 产生视差的原因是什么 视差应如何消除 答 通过物镜光心与十字丝交点的连线CC称为望远镜视准轴 由于物镜调焦不完善 导致目标实像与十字丝平面不完全重合出现相对移动现象 称为视差 其原因由于物镜调焦不完善 使目标实像不完全成像在十字丝平面上 在目镜端观测者眼睛略作上下少量移动 如发现目标也随之相对移动 即表示有视差存在 再仔细进行物镜调焦 直至成像稳定清晰 2 5 DS3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 答 水准仪的轴线主要有 视准轴CC 水准管轴LL 圆水准轴L L 仪器竖轴VV 水准仪轴线应满足的几何条件为 1 圆水准轴应平行于仪器竖轴 L L VV 2 十字丝中丝应垂直于仪器竖轴 即中丝应水平 3 水准管轴应平行于视准轴 LL CC 水准管轴应平行于视准轴 LL CC 是最主要条件 能够提供一条水平视线 第3章角度测量 一 学习目的与要求学习目的 认识经纬仪的组成部分及其用途 清楚角度测量原理 掌握测角方法 通过实验 达到独立操作经纬仪 完成水平角 竖直角的观测 检核 成果整理所必须具备的实践能力 学习要求 1 理解水平角及竖直角测角原理 2 认识清楚光学及电子经纬仪的构造及相应的读数系统 3 清楚经纬仪的主要轴线及其之间的关系 4 掌握经纬仪的操作要领 5 学会用测回法测水平角 竖直角 计算竖盘指标差 6 了解测角误差的来源 性质及消除 削弱误差的对策 第3章角度测量 二 课程内容与知识点1 角度测量原理 水平角的定义 水平角的测量原理 竖直角的定义 仰角 俯角 竖直角的测量原理 公式 水平角b b a0 b 36002 经纬仪及角度测量DJ6级光学经纬仪的构造 照准部 水平度盘 基座 视准轴 水准管轴 横轴 仪器竖轴 满足条件 水准管轴垂直于仪器竖轴 望远镜视准轴垂直于横轴 横轴垂直于仪器竖轴 圆水准器轴平行于仪器竖轴 十字丝竖丝垂直于仪器横轴 光学经纬仪使用操作步骤 对中 整平 瞄准 消除视差 读数 记录 水平角观测 测回法 安置仪器 盘左观测 盘右观测 方向读数 半测回角值 公式 方向观测法 技术要求 竖直角观测 竖盘部分 竖盘 竖盘指标 竖盘指标水准管 竖盘指标水准管微倾螺旋 盘左 盘右读数规律 竖直角计算公式 a左 900 L 或a左 L 900 a右 R 2700 或a右 2700 R a 900 竖盘指标差 3 经纬仪的检验与校正经纬仪应满足的条件 第3章角度测量 课后习题与研讨题3参考答案3 1 何谓水平角 何谓竖直角 它们取值范围为多少 答 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 其取值是0 90 3 4 试述测回法操作步骤 记录计算及限差规定 答 测回法是测角的基本方法 用于两个目标方向之间的水平角观测 具体步骤如下 1 安置仪器于测站O点 对中 整平 在A B两点设置目标标志 如竖立测钎或花杆 2 将竖盘位于望远镜的盘左位置 先瞄准左目标A 水平度盘读数为 记录到记录表相应栏内 接着松开照准部水平制动螺旋 顺时针旋转照准部瞄准右目标 水平度盘读数为 记录到记录表相应栏内 以上称为上半测回 其盘左位置角值为 3 倒转望远镜 使竖盘位于望远镜盘右位置 先瞄准右目标 水平度盘读数为 记录到记录表相应栏内 接着松开照准部水平制动螺旋 转动照准部 同法瞄准左目标 水平度盘读数为 记录到记录表相应栏内 以上称为下半测回 其盘右位置角值为 上半测回和下半测回构成一测回 4 若 40秒 认为观测合格 取上下半测回角度的平均值作为一测回的角值 即 第3章角度测量 课后习题与研讨题3参考答案 续 3 6 何谓竖盘指标差 如何消除竖盘指标差 答 当视线水平且竖盘水准管气泡居中时的竖盘读数与应有的竖盘指标正确读数 即90 的整倍数 有一个小的角度差x 称为竖盘指标差 即竖盘指标偏离正确位置引起的差值 采用盘左 盘右位置观测取平均计算得竖直角 消除竖盘指标差的影响 3 10 表3 5竖直角观测的各项计算 第4章距离测量 一 学习目的与要求学习目的 认识距离测量设备的组成部分及其用途 清楚距离测量原理 掌握距离测量方法 通过实验 达到独立操作仪器设备 完成水平距离的测量 检核 成果整理所必须具备的实践能力 建立直线定向的概念 能够熟练地进行方位角的有关运算 学习要求 1 认识距离丈量工具 了解钢尺量距的一般方法和精密方法 学会量距成果的整理 了解钢尺检定的方法 2 理解视距测量的原理 掌握用视距测量的方法进行水平距离和高差的测定 3 了解光电测距仪相位法测距原理 初步掌握用光电测距仪测量距离的方法 4 了解距离测量过程中的误差影响及其防止 消除 削弱误差的方法 第4章距离测量 二 课程内容与知识点1 钢尺量距丈量工具 钢尺 测钎 垂球 标杆 直线定线 在两点间定线 两点延长线上定线 一般精度量距方法 前尺手 后尺手 标点 定点 对点 持平投点 往测 返测 相对误差 公式 2 钢尺的精密量距量距工具 钢尺 弹簧秤 温度计 经纬仪 水准仪等 量距过程 清理现场 经纬仪定线 概量 钉尺段桩 标十字线 尺段丈量 尺段高差测定 尺段计算 尺长改正 温度改正 倾斜改正 全长计算 3 钢尺检定尺长方程式与钢尺检定的方法 钢尺量距的误差分析钢尺误差 尺长误差 检定误差 观测误差 定线误差 拉力误差 倾斜误差 对点及投点误差 外界条件影响 垂曲反垂曲误差 温度误差 风力影响 丈量注意事项 4 视距测量视距测量的原理 视准轴水平 视准轴倾斜 公式 观测方法和步骤 视距常数测定 视距测量误差分析 掌握用视距测量的方法进行水平距离和高差的测定 第4章距离测量 4 9直线定线的目的是什么 有哪些方法 如何进行 答 用钢尺分段丈量直线长度时 使分段点位于待丈量直线上 有目估法与经纬仪法 目估法 通过人眼目估 使分段点位于直线起点与终点的连线上 经纬仪法 在直线起点安置经纬仪 照准直线终点 仰或俯望远镜 照准分段点附近 指挥分段点位于视准轴上 4 7表4 4为视距测量记录表 试计算水平距离及高程 第5章测量误差基本知识 一 学习目的与要求学习目的 测量工作除了要提供可靠的成果外 还需要对测量成果的精度进行描述 学习本章内容就是为了客观 准确地对成果的精度进行评定和分析 掌握测量误差及数据处理的基本知识 做好测量实施前的技术准备 达到限制测量误差 处理测量数据 提高观测成果的精密度 准确度和置信度具有重要的意义 学习要求 1 了解系统误差 偶然误差的特征和相应处理方法 2 能够运用误差传播定律计算观测值函数的中误差 3 掌握算术平均值 加权平均值及其中误差的计算 4 学会运用真误差 似真差计算中误差评定观测值的精度 第5章测量误差基本知识 二 课程内容与知识点1 测量与误差观测与观测值的分类 误差的定义 测量误差来源 测量误差种类 真值 观测值 真差 系统误差极其特性 处理系统误差的方法 粗差及其防止 2 偶然误差及其特性 概率密度函数 处理偶然误差的方法 公式 3 衡量观测值精度的指标中误差及其含义 取值范围 似真差求中误差公式及其证明 极限误差 相对误差 公式 4 误差传播定律线性函数及其中误差 独立观测值 倍数函数及其中误差 和差函数及其中误差 利用和差函数证明算数平均值中误差公式 列函数式应注意的问题 观测值之间应相互独立 注意区分倍函数与和函数 三角形闭合差的中误差 用三角形闭合差求测角中误差 公式 5 等精度直接观测似真值 最或然值 似真差极其特性 公式 精度评定公式 第5章测量误差基本知识 课后习题与研讨题5参考答案5 1偶然误差与系统误差有什么不同 偶然误差有哪些特性 答 测量误差分偶然误差与系统误差 偶然误差的符号和大小呈偶然性 单个偶然误差没有规律 大量的偶然误差有统计规律 而系统误差符号和大小保持不变 或按照一定的规律变化 偶然误差的特征有 偶然误差有界 或者说在一定观测条件下的有限次观测中 偶然误差的绝对值不会超过一定的限值 绝对值较小的误差出现的频率较大 绝对值较大的误差出现的频率较小 绝对值相等的正 负误差出现的频率大致相等 当观测次数 n时 偶然误差的平均值趋近于零 5 2用中误差作为衡量精度的标准 有什么优点 答 中误差是在相同观测条件下的一组真误差平方中数的平方根 平均误差是独立误差的平均值 这在数学上是可以严格证明的 5 3对某直线等精度独立丈量了4次 观测结果分别为124 387 124 375 124 391 124 385 试计算其算术平均值 每次观测值的中误差 应用误差传播定律计算算术平均值中误差和相对误差 解 4次丈量的平均值为x 124 384m 一次丈量的中误差为 0 011m 11mm 算术平均值的中误差为 第5章测量误差基本知识 5 5在一个三角形中观测了 两个内角 其中m 6 m 8 从180 中减去 求 角 问 角的中误差是多少 解 180 5 11什么是中误差 为什么中误差能作为衡量精度的指标 答 中误差 观测次数无限多时 用标准差 表示偶然误差的离散情形 观测次数n有限时 用中误差m表示偶然误差的离散情形中误差m的几何意义即为偶然误差分布曲线两个拐点的横坐标 这也说明了用精度指数和中误差来衡量观测结果质量优劣的一致性 第6章小地区控制测量 一 学习目的与要求学习目的 控制测量是测量工作的重要组成部分 也是保证测量工作能否顺利进行的关键 控制测量分平面控制测量和高程控制测量 它涉及前面各章内容 控制测量的最终目的 是在整个测区范围内建立一批精度相当 密度适当 具有统一坐标x y和高程H 在地面上有其确定位置的控制点 图根点 测站点作为碎部测量分区 分幅测图和分片 分段放样的依据 从而控制了测量误差超限积累 达到提高面上作业的精度和速度的效果 控制测量是碎部测量的基础 是测量工作的先导 它是学习测量追求的重要目标 学习要求 1 了解控制测量的分类 建网原则 布网方式 精度等级 以及它的适用范围 2 领会导线的种类 精度和布设形式 掌握导线的外业测量方法和内业计算 3 对测量外业测量和内业计算作相应了解 初步掌握控制点加密的方法 4 加深对三 四等水准测量实施要点的认识 掌握三角高程测量的方法 第6章小地区控制测量 二 课程内容与知识点1 控制测量概述控制测量 平面控制测量 高程控制测量 及其布设原则 国家平面控制网布网方式 三角测量 导线测量 GPS测量 精密水准测量 城市控制网及其特点 城市三角测量 城市导线测量 城市平面控制网的等级划分 二 三 四等三角网 一 二级 图根级小三角网 城市高程控制网 城市高程控制测量 工程控制网 施工控制网 变形监测网 图根控制网 一 二 三级图根点 图根点的作用 图根点密度 图根控制测量 2 导线测量导线的种类 导线测量的等级及其技术指标和布设形式 闭合导线 附合导线 支导线 导线测量的外业工作 导线测量的内业计算 闭合导线 附合导线 全站仪导线 闭合导线坐标计算 角度闭合差的计算与调整 导线各边坐标方位角的计算 坐标增量的计算 增量闭合差的计算与调整 坐标计算 附合导线坐标计算 角度闭合差的计算与调整 坐标增量闭合差的计算与调整 坐标反算 第6章小地区控制测量 基本公式 第7章地形图的测绘 一 学习目的与要求学习目的 地形图为不同行业提供了基础资料 如何对地形图进行采集 处理以满足不同工作的需要则是学习本章内容的根本目的所在 通过本章内容的学习应掌握地理信息采集 处理的相关知识 为解决工作中的实际问题打好基础 达到独立操作 完成地形图采集 处理所必须具备的实践能力 学习要求 1 了解基础地理信息有关概念 2 掌握地形图的基本知识 3 学会地形图的分幅编号与图廓注记的方法 4 清楚大比例尺地形图的常规及数字化测图方法 5 了解普通地形图的数字化 二 课程内容与知识点1 基础地理信概述信息与地理信息 地理空间数据与地图 地图的概念 地图的要素 地图的种类 2 地形图的基本知识地形图的比例尺 定义 比例尺的种类 比例尺的精度 地物符号 比例 非比例 半比例及注记 地貌符号 等高线 等高距和等高线平距 典型地貌的等高线 等高线的分类及等高线的特性 3 地形图的分幅编号与图廓注记大比例尺地形图正方形或矩形分幅编号与图廓注记 中 小