【正文】 .. .. .. ..《土木工程測量》習(xí)題答案一、測量基本知識[題11] 測量學(xué)研究的對象和任務(wù)是什么？答：測量學(xué)是研究地球的形狀與大小，確定地球表面各種物體的形狀、大小和空間位置的科學(xué)。測量學(xué)的主要任務(wù)是測定和測設(shè)。測定——使用測量儀器和工具，通過測量與計算將地物和地貌的位置按一定比例尺、規(guī)定的符號縮小繪制成地形圖，供科學(xué)研究和工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計使用。測設(shè)——將在地形圖上設(shè)計出的建筑物和構(gòu)筑物的位置在實地標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。[題12] 熟悉和理解鉛垂線、水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、參考橢球面、法線的概念。答：鉛垂線——地表任意點萬有引力與離心力的合力稱重力，重力方向為鉛垂線方向。水準(zhǔn)面——處處與鉛垂線垂直的連續(xù)封閉曲面。大地水準(zhǔn)面——通過平均海水面的水準(zhǔn)面。參考橢球面——為了解決投影計算問題，通常選擇一個與大地水準(zhǔn)面非常接近的、能用數(shù)學(xué)方程表示的橢球面作為投影的基準(zhǔn)面，這個橢球面是由長半軸為a 、短半軸為b 的橢圓NESW 繞其短軸NS 旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)橢球面，旋轉(zhuǎn)橢球又稱為參考橢球，其表面稱為參考橢球面。法線——垂直于參考橢球面的直線。[題13] 絕對高程和相對高程的基準(zhǔn)面是什么？答：絕對高程的基準(zhǔn)面——大地水準(zhǔn)面。相對高程的基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面。[題14] “1956 年黃海高程系”使用的平均海水面與“1985 國家高程基準(zhǔn)”使用的平均海水面有何關(guān)系？答：在青島大港一號碼頭驗潮站，“1985 國家高程基準(zhǔn)”使用的平均海水面高出“1956 年黃海高程系”。[題15] 測量中所使用的高斯平面坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上使用的笛卡爾坐標(biāo)系有何區(qū)別？答： x 與y 軸的位置互換，第Ⅰ象限位置相同，Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ象限順指針編號，這樣可以使在數(shù)學(xué)上使用的三角函數(shù)在高斯平面直角坐標(biāo)系中照常使用。[題17] 天文經(jīng)緯度的基準(zhǔn)是大地水準(zhǔn)面，大地經(jīng)緯度的基準(zhǔn)是參考橢球面。在大地原點處，大地水準(zhǔn)面與參考橢球面相切，其天文經(jīng)緯度分別等于其大地經(jīng)緯度。“1954 北京坐標(biāo)系”的大地原點在哪里？“1980西安坐標(biāo)系”的大地原點在哪里？答：“1954 北京坐標(biāo)系”的大地原點位于前蘇聯(lián)普爾科沃天文臺中央，“1980 西安坐標(biāo)系”的大地原點位于我國陜西省西安市徑陽縣永樂鎮(zhèn)石際寺村。[題18] 切平面代替大地水準(zhǔn)面對距離和高程各有什么影響？答：切平面代替大地水準(zhǔn)面對距離的影響當(dāng)距離D為10km 時，所產(chǎn)生的相對誤差為1/120 萬，相當(dāng)于每km 。因此，在10km為半徑的圓面積之內(nèi)進(jìn)行距離測量時，可以用切平面代替大地水準(zhǔn)面，而不必考慮地球曲率對距離的影響。切平面代替大地水準(zhǔn)面對高成的影響用切平面代替大地水準(zhǔn)面作為高程起算面，對高程的影響是很大的，距離為200m 時就有3mm 的高差誤差，這是不允許的。因此，高程的起算面不能用切平面代替，最好使用大地水準(zhǔn)面，如果測區(qū)內(nèi)沒有國家高程點時，可以假設(shè)通過測區(qū)內(nèi)某點的水準(zhǔn)面為零高程水準(zhǔn)面。[題19] 測量工作的基本原則是什么？答：測量工作的原則之一是“從整體到局部，先控制后碎部，從高級到低級”、“前一不工作未做審核不得進(jìn)行下一步”。測量控制網(wǎng)應(yīng)由高級向低級分級布設(shè)。如平面三角控制網(wǎng)是按一等、二等、三等、四等、5″、10″和圖根網(wǎng)的級別布設(shè)，城市導(dǎo)線網(wǎng)是在國家一等、二等、三等或四等控制網(wǎng)下按一級、二級、三級和圖根網(wǎng)的級別布設(shè)。一等網(wǎng)的精度最高，圖根網(wǎng)的精度最低。控制網(wǎng)的等級越高，網(wǎng)點之間的距離就越大、點的密度也越稀、控制的范圍就越大；控制網(wǎng)的等級越低，網(wǎng)點之間的距離就越小、點的密度也越密、控制的范圍就越小?？刂茰y量是先布設(shè)能控制大范圍的高級網(wǎng)，再逐級布設(shè)次級網(wǎng)加密。二、水準(zhǔn)測量[題21] 何謂視準(zhǔn)軸？何謂管水準(zhǔn)器軸？水準(zhǔn)儀上的圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器各起什么作用？答：視準(zhǔn)軸——望遠(yuǎn)鏡物鏡中心(或光心)與十字絲中心點的連線。管水準(zhǔn)器軸——管水準(zhǔn)器軸內(nèi)圓弧中點的切線。圓水準(zhǔn)器的格值τ一般為8′，比較大，圓水準(zhǔn)器用于粗略正平儀器。管水準(zhǔn)器的格值τ一般為20″，比較小，管水準(zhǔn)器用于使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸精確水平。[題22] 水準(zhǔn)儀有哪些軸線？各軸線間應(yīng)滿足什么條件？答：豎軸VV ，圓水準(zhǔn)器軸L L”′ ，視準(zhǔn)軸CC ，管水準(zhǔn)器軸LL ，要求VV ∥ L L”′ ，CC ∥ LL ，十字絲橫絲⊥VV 。[題23] 何謂視差？產(chǎn)生視差的原因是什么？怎樣消除視差？答：物像沒有準(zhǔn)確地成在十字絲分劃板上，人眼在目鏡端觀察的位置不同時，物像相對于十字絲分劃板的位置也相應(yīng)變化。望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)明亮背景，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲十分清晰；照準(zhǔn)目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)像十分清晰。[題24] 水準(zhǔn)測量時為什么要求前、后視距相等？答：視準(zhǔn)軸CC 不平行于管水準(zhǔn)器軸LL 的夾角稱i 角，校正水準(zhǔn)儀時，很難使i =0，當(dāng)i ≠0 時，如果使每站水準(zhǔn)測量的前后視距相等，i 角對前后尺中絲讀數(shù)的影響值相同，計算一站觀測高差時，后視讀數(shù)減前視讀數(shù)可以抵消i 角的影響，另外，還有地球曲率和大氣折光的影響。[題25] 水準(zhǔn)測量時，在哪些立尺點處要放置尺墊？哪些點上不能放置尺墊？答：轉(zhuǎn)點需要放置尺墊，已知點與臨時點上不能放置尺墊。[題26] 何謂高差？何謂視線高程？前視讀數(shù)和后視讀數(shù)與高差、視線高程各有什么關(guān)系？答：高差——過任意兩點水準(zhǔn)面的垂直距離。視線高程——水準(zhǔn)儀觀測某點標(biāo)尺的中絲讀數(shù)+該點的高程，常用Hi 表示?；蛘吆笠朁c高程+后視尺讀數(shù)=視線高程。設(shè)后視點A 高程為HA ，后視讀數(shù)為a ，前視點B ， B 點標(biāo)尺讀數(shù)為b ，則有[題29] 表24 為一附合水準(zhǔn)路線的觀測成果，試計算A ， B ，C 三點的高程。表24 圖根水準(zhǔn)測量的成果處理 * [題210] 在相距100m 的A ， B 兩點的中央安置水準(zhǔn)儀，測得高差hAB＝＋，儀器搬到B 點近旁讀得A 尺讀數(shù)= 2 a ， B 尺讀數(shù)2 b =。試計算儀器的i 角。答：第二設(shè)站觀測的高差為= ′AB h =，兩次高差之差為三